سلف

قبل از ورود به دنیای الکترونیک باید با قطعات پسیوی مانند سلف و انواع آن آشناشوید و بدانید که سلف الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟ همچنین باید با نماد سلف و انواع آن بطور کامل آشنا شوید تا علاوه بر خواندن نقشه مدارات مختلف از آنها برای طراحی مدار هایتان استفاده کنید.

قطعات اکتیو و پسیو

اجزا و قطعات الکترونیکی، بر اساس کاری که در مدار انجام می‌دهند، به دو گروه اکتیو و پسیو تقسیم می‌شوند.

 

قطعات اکتیو (فعال)

قطعات الکترونیکی فعال یا اکتیو، قطعاتی هستند که برای کار کردن نیاز به جریان یا اعمال ولتاژ دارند. قطعاتی مانند ترانزیستورها، آیسی ها، منابع تغذیه (ژنراتور، باتری و …) می توان نام برد.

 

قطعات پسیو (غیر فعال)

قطعات الکترونیکی غیر فعال یا پسیو، قطعاتی هستند که برای راه اندازی جریان و ولتاژ جداگانه ای نیاز ندارند. قطعاتی مانند: مقاومت و انواع آن، انواع خازن ها ، ترانسفورمرها ، هسته فریت ، اسپیکر و میکروفن، سنسورها و … .

  • دنیای امروزه بیشترین انرژی تولیدی بشر توسط مولد هایی تولید میشه که بر پایه مغناطیس و میدان مغناطیسی هستند.

 

سلف چیست

سلف قطعه ای پسیو و دو پایه است که در صورت عبور جریان از آن، انرژی الکتریکی را در میدان مغناطیسی ذخیره میکند و در مقابل تغییرات جریان الکتریکی از خود مقاومت نشان می دهد.
به عبارت دیگر زمانی که جریان سلف تغییر می کند، مقدار میدان مغناطیسی اطراف سلف نیز دچار تغییراتی می شود، این تغییرات باعث بوجود آمدن یک اختلاف پتانسیل در رسانا می شوند. این اختلاف پتانسیل باعث بوجود آمدن یک جریان در جهت مخالف تغییرات جریان بوجود آمده می شود .

این خاصیت سلف از طریق قانون القای فارادی قابل توضیح است، توجیه است.
سلف با اسامی مانند : پیچه، کویل، راکتور ، سیم پیچ و بوبین نیز شناخته می شود!

 

قانون لنز

طبق قانون لنز جهت ولتاژ القایی همواره به گونه ای است که به عامل به وجود آورنده اش مخالفت می کند. یعنی هنگامی که جریان افزایش می یابد ، جهت ولتاژ القایی به گونه ای است که با افزایش جریان مخالفت می کند. به عبارت دیگر همواره ولتاژ داده شده به دو سر سیم پیچ با ولتاژ القا شده در سیم پیچ ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارد.

 

سلف

 

ساختار سلف

بطور کلی ساختار اکثر سلف ها از دو قسمت اصلی، تشکیل شده است. این قسمت ها عبارتند از:

  1. هسته

به قسمتی از سلف که درون سیم پیچ قرار میگیرد تا مسیر مناسبی برای میدان مغناطیسی فراهم آورد، هسته می گویند!

  • جنس هسته به شدت بر خاصیت القاکنی سلف تاثیر دارد.
  • یک سلف می تواند با هسته یا بدون هسته باشد. اگر سلف بدون هسته باشد، فقط از چند دور سیم تشکیل شده است.

 

  1. سیم پیچ

سلف ها از پیچیده شدن تعداد دور مشخصی سیم به دور یک محور ( هسته) ایجاد می شوند.

  • این سیم مسی تک رشته ای که به سیم لاکی نیز معروف است، دارای یک عایق یا روکش نازک بی رنگ و بسیار خشک است.
  • ضخامت سیم برحسب میلی متر سنجیده می شود.

 

انواع سلف

بسته به نوع ماده مورد استفاده در هسته سلف ها، می توان آنها به 3 دسته اصلی تقسیم بندی کرد، این دسته بندی ها عبارتند از:

 

 سلف با هسته هوا

سلف با هسته هوا معمولاً یک سلف با یک سیم پیچ ساده است، که هسته‌ایی ندارند. برخی از ویژگی ها و کاربرد های این سلف ها عبارتند از:

  • در این سلف به علت بی نظمی مسیر شار مغناطیسی، میزان ظرفیت القای مغناطیسی کم است. بنابراین برای تولید شار بیشتر از کویل‌های بزرگتر در نوع از سلف ها استفاده میکنند.
  • در گیرنده‌های تلویزیون و رادیو که فرکانس بالایی دارند ( حدودا MHz ۵۰ ) به علت استفاده از سلف هایی با خود القایی کم، از هسته ای با جنس هوا استفاده میکنند.
  • در سلف هایی با خود القایی زیاد در صورتی که هسته از هوا باشد ابعاد سلف بزرگتر میشود.
  • مواد غیرمغناطیسی مانند پلاستیک و سرامیک نیز به عنوان هسته در این نوع سلف استفاده می‌شوند.
  • به علت استفاده از هوا در هسته این سلف ها هیچ اتلافی سلف وجود ندارد!

 

سلف

 

سلف با هسته آهنی

اگر در جایی نیاز به سلفی با مقدار القا زیاد باشد، میتوان از سلف هایی که هسته شان از جنس آهن است استفاده کرد!

  • اگر نیاز به یک سلف کم حجم که فضای کمی اشغال میکند، دارید. سلف های هسته آهنی بهترین گزینه هستند.
  • در اغلب تجهیزات صوتی از سلف بهایی که هسته آهنی دارند، استفاده میشود.
  • این نوع سلف ها کاربرد های بسیار محدودی دارند.

 

سلف

 

سلف با هسته فریتی

هسته این نوع سلف ها، معمولا ترکیبی از اکسید آهن و فلزات دو ظرفیتی مانند سرب ، نیکل ، کوالت و فلزاتی از این دست است.

  • فریت در اصل مواد سرامیکی ای هستند که به عنوان هسته در ساخت این نوع سلف ها استفاده می شوند.
  • سلف هایی که هسته فریتی دارند، اغلب پر مصرف ترند.
  • این سلف ها در جاهایی که فرکانس بالا وجود دارند مورد استفاه می باشند تا خسارت های وارده را کم کنند.
  • اگر در ساخت فریت از موادی که قطبیت خود را بدون هیچ گونه انرژی خارجی معکوس می کنند، استفاده شود. به آن فریت نرم میگویند.
  • اگر در ساخت فریت از آهن ربا های دائمی که حتی با حذف میدان مغناطیسی هم تغییر نمی کنند، استفاده شود، به آن فریت سخت میگویند

در راستای کوچکتر شدن مدارات الکترونیکی که در آنها به تعداد زیادی سلف با مقدار مشخص نیاز است، میتوان از سلف هایی که شبیه مقاومت هستند، استفاده کرد.

 

سلف

 

کاربرد های سلف

ما میتوایم از سلف ها می توان برای دو عملکرد کلی استفاده کنیم :

 

برای ذخیره انرژی

پییش تر گفتیم که در صورت عبور جریان از سلف، سلف میتواند انرژی الکتریکی را در میدان مغناطیسی ذخیره میکند .

 

برای کنترل سیگنال ها

عملکرد سلف بسته به فرکانس جریان عبوری از آن متغییر است، یعنی سلف سیگنال هایی که فرکانس بالاتری دارند را سخت تر منتقل میکند و بالعکس. به همین دلیل هم هست که سلف جریان AC را مسدود میکند اما جریان DC را عبور می دهد. بنابراین می توان از سلف برای جلوگیری کنترل سیگنال های AC استفاده کرد.

 

می توان از  ترکیب سلف و خازن برای ساخت فیلترهای LC استفاده کرد

 

موارد گفته شده در قسمت بالا، اصلی ترین کاربرد های سلف هستند که به روش های مختلف در انواع مدارات الکترونیکی استفاده میشوند. اما سلف کاربرد های دیگری هم دارد، برخی از این کاربرد ها عبارتند از :

مبدل ها

جالب است بدانید که در ژنراتور ها و توربین های بزرگ از سیم پیچ ها و سلف ها برای تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی، تولید برق استفاده میشود .

 

ساخت انواع رله‌های مکانیکی

اغلب رله‌های مکانیکی از یک سیم پیچ دور یک هسته آهنی و دو کنتاکت که با اتصال ولتاژ به سیم پیچ و ایجاد مغناطیس دو کنتاکت به هم متصل میشوند و کار کلید رو انجام میدن، تشکیل شده اند.

 

سلف

 

ساخت انواع بلندگو

در اصل تمام بلندگو ها ( اسپیکر ها ) از یک سیم پیچ سیم که در بالای یک آهنربای بزرگ قرار گرفته است، تشکیل شده اند، بنابر این آنها نیز از نوعی سلف برای ایجاد امواج صوتی استفاده میکنند.

عملکرد آن ها نیز به این صورت است که با جلو وعقب شدن دیافراگم نازک در هنگام اعمال ولتاژ به سیم پیچ، بر اثر جابه جایی هوا، امواج صوتی به وجود می آیند!

 

ساخت انواع میکروفن

میکروفون ها بسیار شبیه بلندگوها عمل میکنند با این تفاوت که میکروفون ها عکس بلندگو ها کار میکنند یعنی ، سلف درون آنها انرژی صوت را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند!

 

میدان مغناطیسی سلف

هرگاه از یک سیم جریان عبور کند در اطراف سیم یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود، اگر جریان DC باشد، شدت میدان مغناطیسی و جهت آن در هر نقطه از اطراف سیم ثابت خواهد بود. اما در صورتی که مقدار جریان متغیر باشد، شدت میدان مغناطیسی نیز در حال تغییر است.

اگر این سیم راست را به گونه ای بپیچانیم، که به شکل فنر در آید، عبور جریان از آن باعث به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی قوی تر می شود. این میدان مغناطیسی آهن ربا مانند در اصل همان سلف است.

 

جهت میدان مغناطیسی

جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده در اطراف یک سیم راست حامل جریان را می توان از قانون دست راست بدست آورد. اگر مطابق شکل زیرسیم حامل جریان را در دست بگیریم:

  • انگشت شست جهت جریان را نشان دهد.
  • جهت بسته شدن چهار انگشت نیز، جهت میدان مغناطیسی اطراف سیم را نشان میدهد.

 

سلف

 

اندوکتانس سلف

نسبت ولتاژ به نرخ تغییرات جریان را اندوکتانس گویند، اندوکتانس در اصل مهمترین مشخصه هر سیم حامل جریان است واحد آن هانری (H) می باشد. از آنجایی که سلف هم یک سیم فنری شکل است، محاسبه مقدار اندوکتانس آن بسیار مهم است. همانطور که در فرمول میبینید، این مقدار به 4 عامل بستگی دارد :

 

سلف

  • نفوذپذیری خلا (μο) >> بر حسب هانری – (۷-^۱۰×۴π)
  • سطح مقطع هسته ((A >> بر حسب متر مربع
  • طول سیم پیچ (L) >> بر حسب متر – هرچه تعداد دور بیشتر باشد، اندوکتانس نیز بیشتر میشود
  • تعداد دور سیم پیچ (N) >> هرچه تعداد دور بیشتر باشد، اندوکتانس نیز بیشتر میشود

اگر سلف جزو سلف های با هسته باشد، اندوکتانس آن بیشتر است!
پرمابلیته هسته (μο) نشان دهنده ی توانایی هسته در متمرکز کردن خطوط میدان در دررون هسته است .

 

سلف

 

ولتاژ القایی سلف

ولتاژ القایی سلف برابر است با حاصل ضرب اندوکتانس سیم پیچ در تغییرات لحظه ای جریان نسبت به زمان.

 

سلف

 

  • زمانی که سیم پیچ در یک مدار dc قرار می گیرد، میدان مغناطیسی اطراف سیم ثابت است، بنابراین هیچ ولتاژی به دو سر سیم پیچ اعمال نمی شود.
  • زمانی که سیم پیچ در یک مدار ac قرار می گیرد، میدان مغناطیسی اطراف سیم متغیر است، بنابراین بسته به ولتاژ داده شده به سلف، ۱۸۰درجه اختلاف فاز دارد در دو سر آن ایجاد می شود.

 

اتصال سری و موازی سلف ها

سلف هم مانند قطعاتی مثل: مقاوت، خازن و … می‌تواند به دو صورت سری و موازی در مدار متصل شود. بنابراین ما قصد داریم در ادامه رفتار سلف را در مدار سری و موازی یررسی کنیم!

اندوکتانس ویژگی قطعاتی مانند سلف است که با تغییر جریان عبوری از خودشان مخالف می کنند!

 

سلف های سری

سلف

  1. اندوکتانس معادل مداری که سلف‌های سری دارد، برابر است با مجموع تک تک اندوکتانس‌های حاضر در مدار است.
  2. در یک شبکه از سیم‌پیچ‌های سری شده، ولتاژ دو سر شبکه برابر مجموع تک تک ولتاژ‌هایی است که دو سر هرکدام از سیم‌پیچ‌ها افتاده است.
  3. جریان کل گذرنده از یک مجموعه از سلف‌های سری، در تک تک نقاط یکسان است، یعنی جریان عبوری از تمام سلف‌ها و جریان کل با هم برابر است.

 

سلف

 

سلف های موازی

سلف

 

 

  1. اندوکتانس معادل شبکه‌ای که سلف‌های موازی دارد، برابر است با حاصل جمع جبری معکوس مقدار اندوکتانس‌هر یک از سلف های مدار .
  2. ولتاژی که دو سر یک شبکه با سلف‌های موازی ظاهر می‌شود، برابر ولتاژ دو سر هر کدام از سلف‌ها است، به عبارتی ولتاژ تمام شاخه‌های موازی در یک شبکه‌ی موازی از سلف‌ها با هم برابر و برابر با ولتاژ کل است.
  3. جریان کلی که به یک شبکه موازی از سلف‌ها وارد می‌شود، برابر مجموع تمام جریان‌هایی است که به تک تک شاخه‌های موازی آن شبکه وارد می‌شوند. جریان عبوری از هر شاخه نیز توسط مقدار اندوکتانس آن تعیین می‌شود.

سلف

 

خواندن ظرفیت سلف

2 روش کلی برای اندازه گیری ظرفیت سلف و یا هانری سلف وجود دارد،این روش ها عبارتند از:

  •  تشخیص ظرفیت سلف از طریق کد رنگی

اگر با سلف های مقاومتی آشنا باشید، میدانید که معمولا روی بدنه این نوع سلف ها، یک کد 4-5 رقمی درج شده است!

اگر کد رنگی 4 نوار داشته باشد :

  1. درنوار اول و دوم شماره رنگ را انتخاب می کنیم
  2. در نوار سوم به تعداد شماره رنگ صفر می گذاریم
  3. در نوار آخر نوع رنگ درصد خطا یا تلرانس سلف رو مشخص می کنیم.
  4. عدد بدست آمده در واحد میکرو هانری خوانده می شود .

 

سلف

 

اگر کد رنگی 5 نوار داشته باشد:

این به این معنی است که سلف مقاومتی از نوع نظامی است و نوار اول آن که طوسی رنگ است، نشاندهنده نظامی بودن آنهاست!

 

اندازه گیری ظرفیت سلف با مولتی متر

یکی دیگر از روش های اندازه گیری ظرفیت سلف با مولتی متر یا LCR می باشد، برای این کار تنظیمات دستگاه را در حالت اهم متر قرار دهید. پس از اتصال پراب های مولتی متر به پایه های سلف بصورت اتوماتیک مقدار اندوکتانس روی صفحه نمایش داده می شود.

 

تست سلف

یک سلف سالم علاوه بر ضریب خودالقایی (اندوکتانس) یک مقاومت اهمی دارد. برای اطمینان از سالم بودن سلف از اهم متر می توان استفاده کرده، مقاومت اهمی آن را اندازه گرفت:

روش 1 :

  • اگر مقاومت اهمی اندازه گیری شده برابر مقاومت اهمی در حالت عادی باشد، سلف سالم است، در غیر اینصورت سلف معیوب است.
  • اگر اهم متر، مقاومت اهمی را صفر یا بی نهایت نشان دهد، سلف معیوب است. اگر صفر اهم را نشان دهد سلف سوخته و اتصال کوتاه است. در صورتی که مقدار مقاومت اهمی سلف بی نهایت باشد، نشان می دهد سلف در یک یا چند نقطه قطع شده است.

سلف

روش 2:

از مولتی مترهایی استفاده می کنیم که قابلیت تست دیودی یا تست بوق را داشته باشند. پراب های مولتی متر را رو سر سلف قرار می دهیم. اگر صدای بوق یکسره شنیده شد سلف سالم است در غیر اینصورت سلف سوخته است.

امیدواریم از این آموزش استفاده کرده باشید ، منتظر سوالات و نظرات شما زیر همین پست هستیم

مقالات مرتبط

مقالات مرتبط

سلف

سلف

دقیقه
مطالعه

16
مشاهده

19786 

اگر می‌خواهید از آخرین و محبوب‌ترین مقالات ما در ایمیل خود مطلع شوید، همین الان ایمیل و شماره موبایل خود را در کادر زیر وارد کنید:
این فیلد برای اعتبار سنجی است و باید بدون تغییر باقی بماند .
تعداد علاقه مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده اند: 3,594 نفر

1 + هفت =