اتصالات مداری سلف‌ها – سری و موازی سلف ها

اتصالات مداری سلف‌ها، یک سلف نیز مانند سایر قطعات  می‌تواند به دو صورت سری و موازی در مدار متصل شود. در این جلسه در میکرودیزاینرالکترونیک می‌خواهیم با هم بررسی کنیم که در هر کدام از این دو حالت، ولتاژ و جریان کل و اندوکتانس معادل مدار چگونه محاسبه خواهند شد.

مطلب پیش نیاز سلف یا القاگر چیست؟

اتصال سری سلف‌ها

در این بخش می‌خواهیم ببینیم زمانی که چند سلف به صورت سری در مدار متصل هستند، چه اتفاقی می‌افتد.

فرض می‌کنیم سه سلف با مقادیر متفاوت مانند شکل زیر به هم متصل شده‌ باشند.

محاسبه اندوکتانس معادل

اندوکتانس معادل مداری که سلف‌های سری دارد، برابر مجموع تک تک اندوکتانس‌های حاضر در مدار است. یعنی مثلا اندوکتانس معادل شبکه‌ی شکل بالا می‌شود:

که در این فرمول L₁ اندوکتانس سلف اول، L₂ اندوکتانس سلف دوم و L₃ اندوکتانس سلف سوم است.

محاسبه‌ ولتاژ کل

در یک شبکه از سیم‌پیچ‌های سری، ولتاژ دو سر شبکه برابر مجموع تک تک ولتاژهایی است که دو سر هرکدام از سیم‌پیچ‌ها افتاده است.

که در آن V₁ ولتاژ دو سر سلف اول، V₂ ولتاژ دو سر سلف دوم و V₃ ولتاژ دو سر سلف سوم است.

محاسبه جریان کل

جریان کل گذرنده از یک مجموعه از سلف‌های سری، در تک تک نقاط یکسان است، یعنی جریان  عبوری از تمام سلف ها و جریان کل با هم برابر است.

در این‌جا هم I₁ جریان عبوری از سلف اول، I₂ جریان عبوری از سلف دوم و I₃ جریان عبوری از سلف سوم است.

اتصال موازی سلف‌ها

این بار می‌خواهیم ببینیم اگر تعدادی سلف به صورت موازی در مدار متصل باشند، چه اتفاقی می‌افتد. فرض می‌کنیم سه سلف با مقادیر متفاوت مانند شکل زیر به هم متصل شده‌ باشند.

محاسبه اندوکتانس معادل

اندوکتانس معادل شبکه‌ای که سلف‌های موازی دارد، به شکلی متفاوت با حالت سری محاسبه می‌شود. در این جا معکوس مقدار  اندوکتانس‌ها را با هم به شکل جبری جمع‌ می‌کنیم و حاصل معکوس اندوکتانس معادل را بدست می‌دهد. یعنی مثلا اندوکتانس معادل شبکه‌ی شکل بالا می‌شود:

در این فرمول L₁ اندوکتانس سلف اول، L₂ اندوکتانس سلف دوم و L₃ اندوکتانس سلف سوم است.

اگر فقط دو سلف موازی با هم داشته باشیم، از ساده کردن فرمول فوق به رابطه‌ی مختصر زیر برای محاسبه اندوکتانس معادل می‌رسیم.

محاسبه‌ ولتاژ کل

ولتاژی که دو سر یک شبکه با سلف‌های موازی ظاهر می‌شود، برابر ولتاژ دو سر هر کدام از سلف‌ ‌ها است.

که در آن V₁ ولتاژ دو سر سلف اول، V₂ ولتاژ دو سر سلف دوم و V₃ ولتاژ دو سر سلف سوم است.

به عبارتی ولتاژ تمام شاخه‌های موازی در یک شبکه‌ی موازی از سلف ها با هم برابر و برابر با ولتاژ کل است.

محاسبه جریان کل

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.

I₁ جریان عبوری از سلف اول، I₂ جریان عبوری از سلف دوم و I₃ جریان عبوری از سلف سوم است.

بنابراین جریان کل معادل با مجموع جریان‌های شاخه‌ها است.

راکتانس سلفی

راکتانس سلفی مقاومتی است که یک سلف در برابر جریان متناوب یا AC  از خود نشان می‌دهد. می‌دانیم که یک سلف خاصیتی دارد که در برابر تغییر جریان از خود مخالفت نشان می‌دهد. این مخالفت می‌تواند تعبیر به نوعی مقاومت شود که آن را راکتانس سلفی می‌نامند. دلیل این‌که این مقاومت را از جنس راکتانس تلقی می‌کنیم این است که فرکانس منبع ورودی در مقدار آن تاثیرگذار است.

نماد راکتانس سلفی: X_L

یکا: اهم (Ω)

در یک مدار سلفی خالص، جریان I_L  نود درجه نسبت به ولتاژ عقب‌تر است.

فرمول محاسبه راکتانس سلفی به صورت زیر است:

( f فرکانس سیگنال ورودی است.)

طبق این فرمول می‌بینیم که راکتانس سلفی تابعی از فرکانس و اندوکتانس است.

خیلی ممنون از اینکه تا این قسمت از آموزش مفاهیم پایه الکترونیک با ما همراه بودید امیدوارم در قسمت بعدی نیز ما را همراهی کنید. و همچنین نظرات شما برای ادامه این نوشته ها ضروری و مهم هستن لطفا نظرات خودتان را از قسمت نظرات با ما به اشتراک بگذارید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش

<< جلسه قبلی                    جلسه بعدی >>