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؟

اتصالات مداری سلف‌ها

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.

اتصال سری سلف‌ها

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:

محاسبه اندوکتانس معادل

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.

محاسبه‌ ولتاژ کل

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.

محاسبه جریان کل

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.

مطلب پیشنهادی:  انواع ترانسفورماتورها

اتصال موازی سلف‌ها

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:

محاسبه اندوکتانس معادل

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 اندوکتانس معادل

محاسبه‌ ولتاژ کل

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

محاسبه‌ ولتاژ کل

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.

محاسبه جریان کل

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.

مطلب پیشنهادی:  نحوه ضبط و پخش صدا در دستگاه های پخش صوت آنالوگ

نماد راکتانس سلفی: XL

یکا: اهم (Ω)

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

فرمول محاسبه راکتانس سلفی به صورت زیر است:

راکتانس سلفی

( f فرکانس سیگنال ورودی است.)

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

تمرین

فرض کنید سه عدد سلف 10میکروهانری داریم و مثل شکل های بالا یکبار بصورت موازی و یکبار بصورت سری میبندیم، اندوکانتس معدل در هر حالت(سری و موازی) را بر حسب میکروهانری محاسبه کنید.

لطفا جواب تمرین را در قسمت نظرات همین نوشته بنویسید.

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.

دیگر جلسات این آموزش

مطلب پیشنهادی:  فیلم های آموزش طراحی مدارات آنالوگ

درباره ی سارا زارعی

کارشناس الکترونیک

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *