سلف چیست؟

سلف چیست؟

سلف(L) یا سیم پیچ یک قطعه الکترونیکی غیرفعال است که انرژی را به شکل میدان مغناطیسی در هنگام عبور جریان ازخود ذخیره می کند. سیم پیچ شامل یک سیم است که به دور یک هسته پیچیده شده است، که این هسته می تواند هوا، آهن، فریت یا سایر مواد با نفوذپذیری مغناطیسی بالا باشد. توانایی سلف برای ذخیره انرژی ضریب خود القایی گفته می شود و واحد آن نیز هانری می باشد. سلف ها به دلیل خواص الکتریکی منحصر به فرد خود به طور گسترده در مدارهای الکترونیکی برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.در ادامه به طورکاملتر  به مطلب سلف چیست؟ و کارآیی و انواع آن کدام است؟ میپردازیم .

هانری چیست؟

هانری(H) یک واحد اندازه گیری است که برای تعیین کمیت اندوکتانس استفاده می شود، که در واقع توانایی یک سلف برای ذخیره انرژی به شکل یک میدان مغناطیسی در هنگام عبور جریان از آن را شامل میشود. به عبارت ساده تر، این روشی برای اندازه گیری میزان مقاومت یک سلف در برابر تغییرات جریان الکتریکی است. این نام به افتخار جوزف هنری، دانشمند آمریکایی که سهم قابل توجهی در مطالعه الکترومغناطیس داشت، گرفته شده است.

نجوه اندازه گیری:

اندوکتانس را می توان با استفاده از روش های مختلفی اندازه گیری کرد، از جمله با استفاده از یک LCR متر (القایی-خازن-مقاومت سنج) یا با محاسبه آن بر اساس خواص فیزیکی سلف، مانند ابعاد آن و مواد مورد استفاده برای هسته ( هوا ، آهن ، فریت ).

نمایش سمبلیک سلف ساده در نقشه ( با هسته هوا)  :

عملکرد سلف ها در مدارهای الکترونیکی:

سلف ها دارای کاربرد های گسترده ای در مدار های AC هستند. وظیفه اصلی سلف ها در مدارهای الکترونیکی مخالفت با تغییرات عبور جریان است. طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، وقتی جریان عبوری از یک سلف تغییر می‌کند، ولتاژی متناسب با نرخ تغییر جریان در  داخل آن القا می‌کند. این ویژگی باعث ایجاد چندین عملکرد کلیدی سلف در مدارهای الکترونیکی می شود:

فیلتر کردن:

سلف ها در ترکیب با خازن ها برای تشکیل فیلترهای LC (سلف-خازن) استفاده می شوند که می توانند به طور انتخابی فرکانس های خاصی از سیگنال ها را عبور داده یا مسدود کنند. آنها معمولاً در منابع تغذیه و مدارهای صوتی برای حذف نویز یا امواج ناخواسته از خروجی استفاده می شوند.

ذخیره انرژی:

سلف ها انرژی را به شکل میدان مغناطیسی ذخیره می کنند. این انرژی ذخیره شده می تواند با کاهش جریان به مدار بازگردانده شود و به عنوان یک مخزن انرژی موقت عمل کند. سلف ها در مبدل های DC-DC، تنظیم کننده های ولتاژ و سیستم های ذخیره انرژی استفاده می شوند.

راکتانس القایی:

سلف ها راکتانس القایی را نشان می دهند، که خاصیتی است که با تغییرات عبور جریان در مدارهای AC (جریان متناوب) مخالفت می کند. این ویژگی به سلف ها اجازه می دهد تا جریان سیگنال های AC و امپدانس را در مدارها کنترل کنند و بر رفتار مدارها به روش های وابسته به فرکانس تأثیر بگذارند.

کوپلینگ مغناطیسی:

سلف ها را می توان به صورت مغناطیسی با یکدیگر متصل نمود تا انرژی را بین مدارها بدون هر گونه  اتصال مستقیم الکتریکی منتقل کنند. این ویژگی در ترانسفورماتورها و سنسورهای مجاورت القایی برای کاربردهای مختلف استفاده می شود.

انواع سلف ها:

سلف ها انواع مختلفی دارند که هر کدام ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند:

سلف های هسته هوا:

این سلف ها دارای سیم پیچی هستند که دور یک هسته غیر مغناطیسی پیچیده شده است که معمولاً از هوا ساخته شده است. آنها در کاربردهایی استفاده می شوند که در آن مقادیر اندوکتانس کم، ضریب Q بالا (ضریب کیفیت) و حداقل تداخل مغناطیسی مورد نیاز است.

سلف های هسته فریت:

سلف های هسته فریت از یک هسته ساخته شده از مواد فریت استفاده می کنند که دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالایی است. آنها معمولاً در کاربردهای فرکانس بالا مانند مدارهای RF (فرکانس رادیویی) به دلیل توانایی آنها در ذخیره انرژی بیشتر در حجم کمتر در مقایسه با سیم پیچهای هسته هوا استفاده می شوند.

سلف های هسته آهنی:

سلف های هسته آهنی از یک هسته ساخته شده از آهن یا مواد مغناطیسی دیگر استفاده می کنند. آنها در مصارف منبع تغذیه و ترانسفورماتور به دلیل توانایی آنها در کنترل جریان های بالا و ارائه مقادیر اندوکتانس بالا استفاده می شوند.

سلف حلقوی:

سلف حلقوی دارای یک سیم پیچ در اطراف یک هسته حلقه ای شکل است. آنها مقادیر اندوکتانس بالا و تداخل الکترومغناطیسی کم را ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به اندازه فشرده و حداقل تابش الکترومغناطیسی دارند مناسب می کند.

سلف های SMD :

سلف های SMD برای مونتاژ سطحی روی PCB ها (بردهای مدار چاپی) طراحی شده اند. آنها در اندازه‌ها و مدل های مختلف عرضه می‌شوند و دارای مزایایی مانند سهولت در ساخت و استفاده  و صرفه‌جویی در فضا را برای طراحی‌های الکترونیکی  دارا میباشند.

در مطلب سلف چیست؟ دیدیم که سلف ها از قطعات همکاره و قدرتمند با کاربردهای متنوع در مدارهای الکترونیکی هستند. از ذخیره انرژی و فیلتر سیگنال گرفته تا کنترل امپدانس و کوپلینگ مغناطیسی، سلف ها نقشی حیاتی در شکل دادن به رفتار و عملکرد سیستم های الکترونیکی دارند. درک صحیح و کافی عملکرد انواع سلف ها، مهندسان و علاقمندان را قادر می سازد تا مدارها را برای طیف وسیعی از کاربردها، از الکترونیک قدرت و ارتباطات RF گرفته تا سیستم های صوتی و حسگر، طراحی و بهینه کنند.