شدت میدان مغناطیسی و اندوکتانس (خود القایی) در سِلف (inductor ) برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : افزایش و یا کاهش جریان در هادی ، سبب گسترش و یا فروکش کردن میدان مغناطیسی در اطراف هادی می شود و متناسب با تغییرات میدان ، ولتاژی در دو سر هادی القا می گردد . این خاصیت را خودالقایی می گویند . توجه داشته باشید که اگر جریان عبوری از هادی ثابت باشد ، میدان مغناطیسی ایجاد شده نیز ثابت خواهد بود و لذا ولتاژی در دو سر هادی القا نمی شود . ولتاژ القا شده در هادی دارای مقدار و جهت است . مقدار این ولتاژ به میزان تغییرات شدت میدان مغناطیسی و اندوکتانس هادی بستگی دارد .
تغییرات میدان مغناطیسی نیز خود وابسته به سرعت تغییرات جریان و یا به عبارتی وابسته به فرکانس جریان و همچنین وابسته به مقدار جریان است . افزایش فرکانس جریان سبب افزایش ولتاژ القا شده و کاهش فرکانس جریان سبب کاهش ولتاژ القا شده می گردد . مقدار جریان نیز با ولتاژ القا شده در دو سر هادی رابطه مستقیم دارد . یعنی هر چه شدت جریان عبوری از هادی بیشتر باشد ، میدان مغناطیسی ایجاد شده در دو سر هادی قوی تر و هرچه شدت جریان کمتر باشد ، میدان مغناطیسی ایجاد شده نیز ضعیف تر خواهد بود . اما برای تعیین جهت ولتاژ القا شده در دو سر هادی از قانون لنز استفاده می شود .طبق قانون لنز جهت ولتاژ القایی همواره به گونه ای است که با 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 و هنگامی که جریان کاهش می یابد ، جهت ولتاژ القایی به گونه ای است که با کاهش جریان مخالفت می کند . بنابراین همواره ولتاژ داده شده به دو سر سیم پیچ با ولتاژ القا شده در سیم پیچ 180 درجه اختلاف فاز دارد . یعنی با زیاد و کم شدن ولتاژ داده شده به دو سر یک سیم پیچ در یک جهت ، ولتاژ القا شده در سیم پیچ در جهت مخالف آن زیاد و کم می شود .
از سِلف (inductor ) در طراحی و ساخت مدارات مخابراتی مانند فرستنده ها، گیرنده ها، مدارات مدولاتور و… استفاده می شود.به دلیل استفاده از سِلف (inductor ) در مدارات فرکانس بالا، لازم است که ابعاد بسته بندی این سلف ها تا حد امکان کوچک باشد. لذا این سلف ها معمولا در بسته بندی های SMD ارائه می شوند.سلف نویزگیر بهتری نسبت به خازن میباشد چون کار اصلی این قطعه و اِلمان در الکترونیک صافی ؛ فیلتر و نویزگیر میباشد. اما کار اصلی خازن ذخیره جریان و کوپلاژ میباشد.
اگر از داخل یک سیم جریانی عبور کند ،سیم در حوالی خود میدان مغناطیسی تولید می کند و اگر سیم را به صورت یک حلقه به دور جسمی بپیچیم این میدان در بین حلقه ها متمرکز می گردد و هر جسمی می تواند میدان مغناطیسی را داخل خود حفظ نماید که مدت نگهداری این میدان بستگی به جنس آن جسم خواهد داشت.به تجربه مشاهده شده که مدت زمان حفظ میدان در آهن بسیار بیشتر از مواد و عناصر دیگر می باشد.در لحظه اولی که ولتاژ به دو سر سلف می رسد،فشار الکتریکی و عبور جریان،میدان مغناطیسی تولید می کند که تمایل دارد اتم های هسته را منظم نماید.در مقابل، نامنظم بودن اتم های هسته می خواهد نظم اتم های سیم را از بین ببرد و این خود باعث کاهش جریان می گردد.با عبور جریان،کم کم هسته سلف منظم شده و جریان به حداکثر ممکن می رسد.
نویسنده: دکتر (افشین رشید )