سلف و انواع آن چیست؟

تیم تحریریه هادی بان مگ8 اکتبر 20220 نظر1.6k

آنچه در این مقاله می‌خوانید :

سلف (Inductor)، واسطه القاء یا القایی (انداکتور)، یک عنصر الکتریکی غیرفعال و دو ترمینالی است که به‌ واسطه عبور جریان الکتریکی، انرژی را به شکل میدان مغناطیسی در خود ذخیره می‌کند. به زبان خیلی ساده‌تر، سلف یک سیم‌پیچ است که از مواد رسانا مانند مسِ عایق تشکیل شده است. این سیم‌پیچ، به دور یک هسته، پلاستیکی، مواد فرومغناطیس، آهنی و …، پیچیده شده است. در واقع این جنس هسته است که طبقه‌بندی انواع مختلف سلف را ممکن می‌کند.
مهم‌ترین شاخصه یک سلف الکتریکی، مقاومت آن در مقابل ورود جریان و ذخیره انرژی تولیدی در قالب یک میدان مغناطیسی است. همچنین، واحد استاندارد برای تعیین ظرفیت القاء مغناطیسی هنری است. سلف‌ها معمولاً در انواع با ظرفیت ۱μH(در حدود 〖۱۰〗^(-۶) هنری) تا ۲۰H ساخته می‌شوند. بیشتر سلف‌ها از یک هسته مغناطیسی ساخته شده از فرمیت یا آهن به‌دور یک سیم‌پیچ هستند که برای افزایش قدرت میدان مغناطیسی و در نتیجه افزایش ظرفیت سلف کاربرد دارند.
طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، هنگامی که جریان الکتریکی عبوری از یک سلف یا سیم‌پیچ تغییر می‌کند، میدان مغناطیسی زمان-متغیر ولتاژ (یا نیروی محرکه الکتریکی) ایجاد می‌کند. ولتاژ القایی تولیده‌شده با نرخ تغییر جریان الکتریکی عبوری از سلف متناسب است.

اگر سلف را از این مدار حذف کنیم، لامپ به‌شکل نرمال و با بستن سوئیچ روشن می‌شود. وقتی سلف در مدار قرار گیرد، رفتار مدار کاملاً متفاوت خواهد شد. سلف مقاومت بسیار کمتری از لامپ دارد، بنابراین وقتی سوئیچ بسته است، بیشتر جریان باید از طریق سیم‌پیچ عبور کند، زیرا مسیری با مقاومت بسیار کمتری برای جریان فراهم می‌کند. انتظار ما این است که لامپ بسیار کم نور بدرخشد!
با این حال، به‌دلیل رفتار سلف در مدار، وقتی سوئیچ بسته می‌شود، لامپ به‌شدت می‌درخشد، سپس کم‌نور می‌شود و وقتی سوئیچ باز می‌شود، لامپ بسیار شدیدتر از قبل می‌درخشد و ناگهان خاموش می‌شود. دلیل این رفتار، وجود ولتاژ یا اختلاف پتانسیل موجود در سلف است. میدان مغناطیسی ایجاد شده، خود یک جریان الکتریکی، با قطبیت معکوس به جریان، القاء می‌کند.
جریان القاییِ حاصل از میدان مغناطیسی در مقابل هرگونه تغییر افزایشی یا کاهشی در مدار، مخالفت می‌‌کند. زمانی که میدان مغناطیسی ساخته و تثبیت شد، جریان روند نرمال را پی می‌گیرد و لامپ به‌شکل معمول می‌درخشد.
حال، وقتی سوئیچ بسته است، میدان مغناطیسی تشکیل‌شده حول سلف، باعث می‌شود که لامپ تا چند لحظه بعد از باز شدن سوئیچ هم همچنان روشن بماند. این همان مفهوم ذخیره انرژی در سلف است که در ابتدا به آن اشاره کردیم. دلیل این ذخیره‌سازی، تأخیر زمانی مدار نسبت به سوئیچ تا از بین رفتن میدان مغناطیسی است.

FPGA چیست ؟ انواع و کاربردها

خواندن این مقاله

سلف با هسته چند لایه شامل یک قرقره، یک هسته چند لایه و یک سیم‌پیچ است که به دور قرقره پیچیده شده است.
در این نوع از سلف، دو صفحه E و I وجود دارند (لایه‌ها) که درون قرقره قرار می‌گیرند و هسته را تشکیل می‌دهند.
این دوصفحه از جنس فولاد با درصد بالایی از سیلیکون و با تابش گرما ساخته‌ شده‌اند.

در این نوع از سلف، هسته وجود ندارد. در واقع از یک فلز یا هر ماده جامد دیگر برای پیچاندن سیم و به‌شکل سیم‌پیچ درآوردن آن استفاده می‌شود. در نهایت، فلز مورد استفاده از مجموعه خارج می‌شود و تنها یک سیم‌پیچ باقی می‌ماند. از آنجا که در این سلف، هسته هوا است، نفوذپذیری پایین ایجاد نمی‌شود. بنابراین ظرفیت ذخیره کمتری دارد و از آن در کار با فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود.

• ساخت کویل‌های تنظیم RF
• استفاده در مدارهای فیلتر
• مدار Snubber
• برای اطمینان از وجود ظرفیت القایی کمتر
• استفاده در گیرنده‌های تلویزیونی و رادیویی که فرکانس بالا ویژگی اصلی آن‌ها است.

فروش ویژه

فروش میکروکنترلر Atmega16a-au در سایت هادی بان الکترونیک

میکروکنترولر

خرید میکروکنترلر

با پیچاندن یک سیم به ‌دور هسته فریت یک سلف با هسته فریت ایجاد می‌شود.
اما هسته فریت (Ferrite core) چیست و چه زمانی باید استفاده شود؟
مخلوط کردن اکسید آهن (Fe2O3) در ترکیب با سایر اکسیدهای فلزی مانند منگنز، روی یا منزیم در دمای ۱۰۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد، ماده‌ای تحت عنوان فریت تولید می‌کند که خواص مغناطیسی بسیار جالبی دارد.
سلف‌های با هسته فریت نفوذپذیری بسیار بالا، مقاومت الکتریکی بالا و هدر رفت جریان گردابی پایینی دارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که سلف با هسته فریت برای کاربردهای استفاده از فرکانس بالا بسیار مناسب باشد.

طول مشخصی از سیم را حول یک قرقره استوانه‌ای مخصوص می‌پیچانند و با یک لوله جمع‌کننده محکم می‌کنند تا یک سلف قرقره‌ای حاصل شود. در این نوع سلف نیز مواد هسته از نوع فریت هستند، بنابراین عملکردی مشابه با سلف با هسته فریت دارند. از انواع کوچک این سلف‌ها برای کاربردهایی مانند ساخت آداپتور برق استفاده می‌شود.