آموزش های پایه ای برق, مقالات
سلف و انواع آن
فوریه
سلف و انواع آن
در این مقاله قصد داریم به معرفی یک قطعه الکترونیکی بنام سلف بپردازیم و انواع آن را بررسی کنیم.
فهرست مطالب
1- سلف چیست؟
2- انواع سلف
3- کاربردهای سلف
————————————————–
1- سلف چیست؟
سلف، سیم پیچی است که انرژی را به شکل میدان مغناطیسی در خود ذخیره می‌کند این قطعه از یک سیم یا حلقه یا سیم پیچ تشکیل‌شده‌است. سلف با تغییر جریان در مدار مخالف است.
توانایی سیم پیچ که با تغییر گردش جریان مخالف است، ویژگی آن سیم پیچ است که به آن اندوکتانس می‌گویند. اندوکتانس به تعداد دور سیم پیچ یا حلقه و شعاع آن سیم پیچ، و همچنین به ماده ای که سیم پیچ به دور آن پیچیده‌شده‌است، بستگی دارد.
زمانیکه جریان عبوری تغییر‌کند، یک ولتاژ القایی تولید‌می‌شود. بنابراین می‌توان‌گفت که اندوکتانس، توانایی در تولید ولتاژ القایی به دلیل تغییر در جریان‌است. سلف‌دارای خاصیتی است که امپدانس (مخالفت) بالا را به AC ، و امپدانس بسیار پایینی را نسبت به DC ارائه‌می‌دهد. واحد اندوکتانس هنری (H) است.
————————————————–
2- انواع سلف
سلف‌ها اساساً دو نوع هستند:
- الف) سلف ثابت
- ب) سلف متغیر
الف) سلف ثابت
سلف ثابت نوعی‌سلف است که همیشه اندوکتانس یکسانی دارد.
هسته هوا، هسته آهن و هسته فریت نمونه هایی از سلف‌های ثابت هستند.
1- سلف هسته هوا
سلف‌هسته هوا، قطعه ای است که در آن یک سیم پیچ بر روی یک ساختار توخالی متشکل از مقوای معمولی پیچیده‌شده‌است. از آنجایی که چیزی جز هوا در داخل سیم پیچ وجود ندارد، به آن سلف هسته هوا می‌گویند.
این نوع‌سلف کمترین اندوکتانس را برای تعداد معین چرخش و طول هسته دارد. هسته این نوع‌سلف از مواد غیر مغناطیسی نظیر پلاستیک و سرامیک می‌باشد.
سلف‌های هسته هوا حداقل اتلاف سیگنال را در کاربردهای مربوطه خود که شامل شدت میدان مغناطیسی بسیار بالا است، ارائه‌می‌دهند.
به دلیل در دسترس‌نبودن مواد هسته جامد، هیچ تلفات هسته ای وجود‌ندارد. در کاربردهای فرکانس رادیویی که به اندوکتانس بسیار کم نیاز است، از سلف‌های هسته هوا استفاده‌می‌شود.
2- سلف هسته آهنی
سلف‌هسته آهنی، قطعه ای است که در آن سیم پیچ بر روی یک هسته آهنی جامد یا چند لایه پیچیده‌می‌شود.
قرار دادن آهن به عنوان هسته در داخل‌سلف باعث افزایش اندوکتانس آن می‌شود.
آهن آشناترین ماده مغناطیسی برای استفاده به عنوان سلف است که به شکل سلف‌های هسته آهنی موجود‌می‌باشد.
این نوع‌سلف‌ها، معمولاً برای برنامه های کاربردی در فیلتر خطوط فرکانس پایین استفاده‌می‌شوند. چنین مواد هسته ای، به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی بالا، به افزایش اندوکتانس کمک می‌کنند. سلف‌هایی که از مواد هسته فرومغناطیسی تشکیل‌شده‌اند در فرکانس‌های بالا دچار تلفات هسته و تلفات انرژی و اتلاف انرژی می‌شوند. به منظور جلوگیری از هیسترزیس و تلفات جریان گردابی، هسته آهنی لمینت (لایه های نازک آهنی که به هم فشرده شده اند) می‌شود، با این حال آنها از یکدیگر جدا می‌مانند. این مدل‌سلف در کاربردهای فرکانس پایین مانند مدارهای فیلتر، منابع تغذیه و غیره استفاده‌می‌شود.
3- سلف هسته فریت
در این نوع‌سلف، سیم پیچ بر روی یک هسته جامد ساخته‌شده از ماده فرومغناطیسی به نام فریت، پیچیده‌می‌شود.
فریت اساساً یک ماده سخت‌است که از ذرات ریز پودر آهن در یک چسب عایق ساخته‌شده‌است.
هسته فریت، حداقل تلفات جریان گردابی را دارد.
سلف‌های هسته آهنی برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب نیستند که البته این مشکل با استفاده از هسته فریت برطرف می‌شود.
مقادیر چنین سلف‌هایی در محدوده چند میکرو هنری تا چند میلی هنری است که در چوک های RF، منبع تغذیه DC نوع تنظیم‌شده و در تجهیزات ارتباطی استفاده‌می‌شود.
ب) سلف متغیر
اندوکتانس یک‌سلف متغیر با افزایش یا کاهش تعداد چرخش ها از طریق انقباض متحرک در بالای سیم پیچ ها تغییر‌می‌کند. این سلف‌ها از هادی‌هایی که فاقد عایق هستند، در سیم پیچ ها استفاده‌می‌کنند.
بنابراین، با جابجایی اتصالات بالای پیچ، تعداد چرخش‌های موثر تغییر می‌کند. تعداد چرخش‌ها با سیم پیچ نسبت مستقیم دارد. اندوکتانس نیز با تعداد دور تغییر‌می‌کند.
اشکال چنین روشی این است که اتصالات کوتاه بیش از یک دور، باعث افزایش تلفات در سیم پیچ می‌شود. این مشکل را می‌توان با افزایش فاصله بین هر پیچ حل‌کرد.همچنین می‌توان از چرخ Grove به عنوان کنتاکت نیز استفاده‌کرد.
سلف‌هایی که از چنین روشی استفاده‌می‌کنند، سلف غلتکی نامیده‌می‌شوند.در برخی از کاربردها مانند مدارهای تنظیم شده، تغییر اندوکتانس از صفر به مقدار حداکثر ضروری می‌شود.یکی از بهترین عملکردهای سلف‌های هسته فریت فقط برای این کاربرد است.در این نوع‌سلف‌ها، یک سیم پیچ بر روی یک قالب توخالی پیچیده‌می‌شود که می توان آن را به داخل یا خارج از قالب پیچ کرد. مقدار اندوکتانس با موقعیت هسته فریت تغییر‌می‌کند.
————————————————–
3- کاربردهای سلف
برخی از کاربردهای سلف عبارتند از:
- عملکرد اصلی یک‌سلف در مدار مسدود‌کردن سیگنال AC اما عبور سیگنال (یا ولتاژ) DC است.
- در مدارهای منبع تغذیه استفاده‌می‌شود.
- هنگامی که سلف‌ها با یک خازن در ترکیب سری یا موازی استفاده‌می‌شوند، به حذف از سیگنال های ناخواسته کمک‌می‌کنند.
- در مدار فیلتر استفاده‌می‌شود.
- در مدارهای نوسانگر استفاده‌می‌شود.
- سلف‌های متغیر در مدارهای تنظیم فرکانس های رادیویی استفاده‌می‌شوند.
- از سلف‌ها نیز برای تغییر فرکانس تشدید استفاده‌می‌شود.
- از سلف‌ها نیز برای تطبیق امپدانس استفاده‌می‌شود.
لینک اصلی
What is Inductor? Types of Inductor
مطالب مرتبط