انواع سلف ، سیم پیچ یا القاگر الکتریکی در مدار الکتریکی

در مدارهای الکتریکی از قطعات مختلفی همچون مقاومت و خازن و انواع سلف استفاده می‌‌شود. سلف نسبت به قطعات دیگر کمتر شناخته شده می‌باشد. بطور کلی سلف یک قطعه الکتریکی است که در برابر تغییر ناگهانی جریان مقاومت می‌کند. همچون خازن که دارای ظرفیت است، انواع سلف نیز دارای ظرفیت القاء الکتریکی است. اما عملکرد خازن و سلف کاملا در تقابل با یکدیگر است. ساختمان سلف بصورت سیم‌پیچ‌هایی می‌باشد که دور یک هسته پیچیده شده است. هرچه تعداد این سیم پیچ‌ها بیشتر باشد ظرفیت القایی آن نیز بیشتر خواهد شد. در این صفحه تکنوکالا قصد دارد در مورد انواع سلف الکتریکی و همچنین کارکرد آن‌ها مقاله جامعی را ارائه دهد. با تکنوکالا همراه باشید.

سلف الکتریکی چیست؟

سلف الکتریکی را به اختصار سیم‌پیچ (COIL) نیز می‌نامند. سلف به عنوان یک قطعه پسیو تجهیزات الکتریکی عمل می‌کند. ساختمان سلف از تعداد معینی سیم‌پیچ تشکیل شده است. از کنداکتورها یا مواد رسانا همچون سیم مسی برای ساخت این سیم‌پیچ ها استفاده می‌شود. عملکرد سلف بدین صورت است که در مقابل افزایش جریان یا تغییر جریان ناگهانی مدار از خود مقاومت نشان می‌دهد. هنگامی که جریان الکتریکی عبورکننده از سیم پیچ دچار تغییر می‌شود، ولتاژی درون سیم‌پیچ القا می‌شود. این ولتاژ توسط میدان مغناطیسی متغیر با زمان تولید می‌شود. بر همین اساس ظرفیت القاء مغناطیسی که به اختصار با حرف لاتین L نمایش داده می‌شود از طریق تناسب ولتاژ به سرعت تغییر جریان محاسبه می‌شود. به ظرفیت القاء سلف، اندوکتانس (Inductance) نیز گفته می‌شود. واحد اندازه‌گیری اندوکتانس انواع سلف الکتریکی هانری (Henry) می‌باشد.

تفاوت انواع خازن با انواع سلف الکتریکی

همانطور که در مقاله بررسی تخصصی خازن الکتریکی و انواع آن در مورد انواع خازن الکتریکی صحبت شد، خازن با قابلیت شارژ و دشارژ شدن در مدار الکتریکی قرار می‌گیرد. بر همین اساس می‌توان گفت که عملکرد خازن و انواع سلف الکتریکی عکس هم می‌باشد. خازن در مقابل تغییرات ولتاژی مدار الکتریکی مقاومت می‌کند. در حالی که سلف در مقابل تغییرات جریان، مقاومت نشان می‌دهد. همچنین انواع خازن به عنوان فیلتر، در برابر عبور جریان مستقیم  قرار می‌گیرند و اجازه‌ی عبور جریان متناوب را می‌دهند. در حالی که انواع سلف برعکس این موضوع عمل می‌کنند.

فرق میان کارکرد خازن و انواع باتری قابل شارژ را می دانید؟ برای پاسخ مقاله تفاوت خازن و باتری های قابل شارژ را مرور کنید.

ساختار و ساختمان سلف های الکتریکی

ساختمان اکثر سلف‌های الکتریکی از یک هسته و سیم‌پیچ‌های پیچیده شده به دور آن تشکیل شده است. جنس هسته سلف می‌تواند آهن یا هیدروکسید آهن یا هوا باشد. در مورد ساختمان سلف‌ها می‌توان نکات زیر را عنوان نمود:

  • بهترین القاء کننده برای هسته سلف، آهن یا هیدروکسید آهن می‌باشد.
  • افزایش تعداد دور سیم‌پیچ‌ها باعث افزایش خاصیت مغناطیسی انواع سلف می‌شود.
  • جنس هسته تاثیرگذاری بسیاری بر خاصیت القایی سلف دارد.

ساختمان و ساختار انواع سلف یا سیم پیچ الکتریکی و نحوه کارکرد آن در مدار الکتریکی

محاسبه ظرفیت القایی انواع سلف

همانطور که در بالا اشاره شد ظرفیت القایی سیم‌پیچ‌ها را اندوکتانس سلف می‌نامند. برای محاسبه اندوکتانس سلف‌های الکتریکی از فرمول زیر استفاده می‌شود:

فرمول محاسبه ظرفیت القایی یا اندوکتانس انواع سلف الکتریکی در مدار الکتریکی

همچون انواع مختلف مقاومت‌ الکتریکی و انواع خازن‌های الکتریکی، سلف الکتریکی نیز در مدارهای الکتریکی به فراوانی یافت می‌شود. برای اندازه‌گیری دقیق و لحظه‌ای مقدار سلف می‌توان از دستگاه‌های LCR استفاده کرد. ظرفیت سلف در مدارهای الکتریکی در محدوده‌ی چند هانری تا چند میلی هانری می‌باشد.

برای آشنایی با انواع دیود و کارکرد آن، پست ساختار انواع دیود و عملکرد و کارایی مهمترین دیودها را در 4 دقیقه مطالعه کنید.

انواع سلف الکتریکی از نظر نوع و جنس هسته

سلف‌های الکتریکی را بر اساس موارد مختلف طبقه‌بندی می کنند. یکی از این طبقه‌بندی‌ها مربوط به جنس و نوع هسته انواع سلف می‌شود. با توجه به نوع و جنس هسته، انواع سلف‌های الکتریکی را به موارد زیر تقسیم‌بندی می‌کنند:

سلف فاقد هسته ( هسته هوا)

همانطور که از نام سلف فاقد هسته (Air – core inductor) پیداست، این نوع سیم‌پیچ دارای هسته هوا می‌باشد. از کاربرد این نوع سلف می‌توان استفاده آن در بردهای الکتریکی فرکانس بالا همچون گیرنده‌های رادیویی و تلویزیونی اشاره کرد. به دلیل عدم وجود هسته مشخص در این نوع سلف، مسیر بی نظمی از شار مغناطیسی در آن بوجود می آید. در نتیجه ظرفیت القایی در این سلف‌ها پایین خواهد بود. از نکات مهمی که در مورد سلف‌های فاقد هسته می‌توان به آن اشاره نمود سیم‌پیچ‌های بزرگتر این نوع سلف می‌باشد. دلیل این امر جبران کمبود شار مغناطیسی‌ست که به دلیل عدم وجود هسته پدیدار می‌شود.

مشخصات و ویژگی انواع سلف هسته هوا یا فاقد هسته در مدار الکتریکی

سلف فرومغناطیسی (سلف با هسته آهن)

همانطور که اشاره شد به دلیل وجود آهن به عنوان هسته در این نوع سلف‌ها ظرفیت القایی آن ها بسیار بالا بوده و از قدرت بالایی نیز برخوردارند. انواع ترانسفورماتور را می‌توان به عنوان سلف فرومغناطیسی (Ferromagnetic – core inductor) معرفی نمود. کاربرد سلف‌های فرومغناطیسی در مدارات فرکانس بالا معایب و اشکالاتی دارد. یکی از این موارد بوجود آمدن پدیده‌ی هیسترزیس یا همان پسماند مغناطیسی می‌باشد که باعث بوجود آمدن تلفات جریان مخالف می‌شود.

انواع سلف فرومغناطیسی و ویژگی و کاربرد آن در مدار الکتریکی

سلف فریت ( هسته هیدرواکسید آهن)

استفاده از سلف‌های فریت (Ferrite- core inductor) کاهش هزینه و خسارت‌ها را در مدارات الکتریکی فرکانس بالا به دنبال دارد. ساختار سلف‌های فریت بدین صورت می‌باشد که مخلوطی از اکسیدهای فریک توسط یک سرامیک اکسید فلزی محاط و محاصره شده است. فریک به کار رفته در سلف‌های فریت دارای ترکیبات آهنی می‌باشد. برای به تقلیل رساندن اثر هیسترزیس در سلف‌های فریت از فریت‌های نرم جهت ساخت هسته آن‌ها استفاده می‌شود.

انواع سلف فریت و قابلیت ها و کاربرد آن در مدار الکتریکی

سلف حلقه ای ( هسته حلقه ای)

در ساختمان سلف‌های حلقه‌ای (toroidal – core inductor)، یک سیم پیچ به دور یک تورید پیچیده شده است. پیچش این سیم‌پیچ بصورت دایره وار می‌باشد. در این نوع سلف‌ها به دلیل ساختمان آن، نشت شار بسیار پایین ‌می باشد. برای سیم‌پیچی سلف‌های حلقه‌ای از دستگاه و تجهیزات خاص و دقیق استفاده می‌شود.

سلف حلقه ای و کاربر و ویژگی های آن در مدار الکتریکی

سلف های لایه ای ( هسته چند لایه )

ساختمان سلف‌های لایه‌ای (Laminated – core inductor) بصورت لایه‌لایه می‌باشد. در این سلف‌ها 2 سیم پیچ رسانا در دو لایه بالای بدنه چند لایه‌ای قرار دارد. سیم پیچ‌ها بصورت متوالی و البته الکتریکی با 2 سیم پیچ رسانای پایین بدنه متصل می‌باشند. از سلف‌های لایه‌ای برای جلوگیری از نویز و پارازیت استفاده می‌شود. کاربرد آن بیشتر در دستگاه‌ها و مدارات ارتباطی می‌باشد.

سلف های لایه ای و ویژگی و قابلیت های آن در مدار الکتریکی

انواع سلف الکتریکی بر اساس شکل ظاهری

بطور کلی انواع سلف‌های الکتریکی را از نظر شکل ظاهری به دو دسته‌ی SMD و DIP تقسیم‌بندی ‌می‌کنند. هرکدام از 2 مورد نیز خود به موارد زیر تقسیم‌بندی ‌می‌شوند:

سلف SMD

  • سلف های SMD فریت بید
  • سلف های SMD بسیار ریز

در مورد سلف‌های بسیار ریز SMD باید گفت که همانند ابعاد این سلف‌ها، ظرفیت آنها نیز پایین می‌باشد. لحیم‌کاری این نوع سلف‌ها نیاز به مهارت و زمان زیادی دارد و به راحتی نمی‌توان عملیات لحیم‌کاری آن‌ها را با سیم لحیم در بردهای الکتریکی انجام داد.

سلف DIP

  • سلف DIP بشکه‌ای: بسیار شبیه به انواع خازن‌های الکترولیتی می‌باشند. تنها تفاوت ظاهری سلف‌های بشکه‌ای با خازن‌های الکترولیتی در نامتقارن بودن بدنه‌ی سلف بشکه‌ای می‌باشد.
  • سلف DIP ساده: نمونه‌ی ساده انواع سلف می‌باشد که در آن سیم‌پیچ‌های سلف قابل رویت و دید می‌باشد.
  • سلف DIP فریت بید: کاربرد این نوع سلف در مدارات دیجیتالی می‌باشد.

 

برای خرید انواع سلف‌های الکتریکی می‌توانید از فروشگاه تجهیزات الکتریکی تکنوکالا خرید کنید.

مقالالت پیشنهادی تکنوکالا:

 

دیدگاهتان را بنویسید

بستن
مقایسه