سلف که به آن کویل، راکتور یا پیچه نیز می گویند، یکی از اجزای مهم مدارات الکتریکی است. سلف یک المان غیر فعال یا پسیو است که در برابر تغییراتی که در جریان الکتریکی ایجاد می شود، مقاومت می کند. این قطعه از دو قسمت تشکیل شده است : ۱- سیم پیچ که معمولا از سیم مسی درست می شود و ۲- هسته که جنسی از فریت، آهن یا هوا دارد. به سلفی که دارای هسته هواست، سلف فاقد هسته نیز گفته می شود. وقتی جریان از سلف عبور می کند، یک میدان مغناطیسی اطراف آن تشکیل شده و انرژی در آن ذخیره می گردد. اگر جریان تغییر نماید، میدان مغناطیسی نیز با تغییر روبرو می شود و موجب ایجاد یک اختلاف پتانسیل در سیم مسی می گردد. در نهایت یک جریان در مسیر مخالف تغییرات جریان ایجاد شده بوجود می آید.
مشخصات سلف
اندوکتانس، مشخصه سلف است و واحد اندازه گیری اندوکتانس، هانری نام دارد که آن را با حرف H نشان می دهند. در واقع تعریف اندوکتانس، نسبت ولتاژ به تغییرات جریان در مدار است. جنس هسته سلف نقش موثری در اندوکتانس دارد. بدین صورت که هر چقدر میزان نفوذپذیری مغناطیسی آن بیشتر باشد، موجب افزایش اندوکتانس سلف می گردد. به سلفی که هسته آن هواست، سلف بدون هسته یا Air core می گویند. همچنین سلف هایی که دارای هسته فریت یا آهن هستند، میدان مغناطیسی اطراف سلف را تقویت می کنند و موجب افزایش اندوکتانس می شوند.
کاربرد های سلف
سلف کاربردهای گسترده ای در مدارات الکتریکی دارد، اما در مقایسه با مقاومت و خازن، از آن کمتر استفاده می شود. بیشترین کاربرد این قطعه، در ترانس، فرستنده ها و گیرنده ها و منابع تغذیه است. هنگامی عبور جریان الکتریکی از سلف با تشکیل میدان مغناطیسی ، مقداری انرژی در آن ذخیره می شود. بنابراین می توان از سلف به عنوان یک عنصر ذخیره ساز انرژی مانند خازن بهره برد. از این قطعه در ساخت رله، دینام، ژنراتور، مدارات نوسان ساز، فیلترهای اکتیو پسیو و برای از بین بردن نوسانات ورودی مدار استفاده می گردد.
در مدارات AC، سلف می تواند جریان متناوب را فیلتر کند و در ساخت مدارات مخابراتی، مدارت سوئیچینگ، فیلترهای فرکانسی و … بکار رود. این قطعه در مدارات جریان مستقیم، عملکردی مانند یک سیم دارد اما مانع عبور فرکانس های بالا می شود. در ادامه برخی از کاربردهای سلف را توضیح می دهیم.
ترانسفورماتور
ترانسفورماتور از دو سیم پیچ تشکیل شده که به دور یک هسته پیچیده شده اند. سیم پیچ اولیه ورودی است و سیم پیچ ثانویه به عنوان خروجی محسوب می شود. هنگام عبور جریان از سیم پیچ اولیه، در سیم پیچ ثانویه یک میدان مغناطیسی تشکیل می شود. اگر تعداد دور سیم هر کدام از سیم پیچ های اولیه و ثانویه را تغییر دهیم، بر روی ولتاژ خروجی و خاصیت القایی ترانسفورماتور تاثیر می گذارد. بین نسبت اختلاف بین دو سیم پیچ و ولتاژ رابطه مستقیم وجود دارد. به بیان ساده تر در صورتی که نسبت تعداد دور سیم پیچ اولیه به ثانویه برابر با n باشد، میزان ولتاژ ثانویه نسبت اولیه n برابر است.
رله های الکتریکی
کاربرد رله همانند کلید الکتریکی است با این تفاوت که با استفاده از رله می توان دو مدار الکتریکی را به هم متصل نمود، بدون اینکه نیاز باشد از لحاظ الکتریکی به یکدیگر متصل باشند. ساختمان رله از دو کنتاکت، هسته آهنی و سیم پیچ تشکیل شده است. وقتی به سیم پیچ، ولتاژ وصل شود، دو کنتاکت با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و مانند کلید عمل می نمایند. از رله می توان برای سوئیچ و کنترل یک مدار ولتاژ بالا از یک مدار ولتاژ پایین استفاده کرد.
انتقال جریان
در سیستم های انتقال قدرت از سلف استفاده می گردد. به این صورت که سلف موظف است، جریان های الکتریکی بزرگ را ثابت نگه دارد تا اطمینان حاصل شود که هنگام انتقال، جریان ثابت می ماند.
دستگاه های ضبط و پخش صوت
در دستگاه های ضبط و پخش صوت، قطعه ای به نام هد وجود دارد که از یک سیم پیچ و هسته حساس تشکیل شده است. وقتی می خواهیم صدایی را روی یک نوار کاست ضبط کنیم، مدار پری آمپلی فایر، صدای محیط را از طریق میکروفون دریافت می کند و به هد انتقال می دهد. متناسب با صوت دریافتی، هد نیروی مغناطیسی تولید می کند. این نیرو بر روی نوار کاست که جنسی از ترکیبات آهن دارد، تاثیر می گذارد و این عمل موجب ضبط صدا می گردد.
وقتی می خواهیم صوتی را از دستگاه پخش کنیم، هد به یک مدار دیگر وصل می گردد. در این هنگام میدان مغناطیسی نوار بر روی هد تاثیر می گذارد و در دو سر سیم پیچ آن، جریان های ضعیفی تولید می شود. به وسیله آمپلی فایرهای قوی، این جریان های ضعیف تقویت شده تا اندازه ای که بشود آن را به بلندگو منتقل کرد. درباره عملکرد بلندگو در قسمت بعد توضیح می دهیم.
موتور و آرمیچر
موتور الکتریکی وظیفه دارد تا انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل کند. بیشتر موتورهای الکتریکی به وسیله میدان مغناطیسی کار می کنند. در انواع مختلف موتورهای الکتریکی، سیم پیچ نقش اساسی را ایفا می کند، بدون سیم پیچ، موتور الکتریکی هیچ مفهومی ندارد و کار نمی کند. با عبور جریان از سیم پیچ، میدان مغناطیسی تولید می شود و از طریق نیروی القایی ایجاد شده، بخش متحرک موتور شروع به چرخیدن می نماید.
بلندگو و میکروفن
بلندگو از یک سلف تشکیل شده که سیم پیچ آن بر روی یک آهنربای قوی قرار گرفته است. وقتی به سیم پیچ، ولتاژ وارد می شود، شروع به حرکت رفت و برگشتی می کند و باعث لرزش یک دیافراگم نازک می گردد. لرزش دیافراگم، هوا را جابجا نموده و تولید امواج صوتی می کند. میکروفن ساختمانی شبیه بلندگو دارد و عملکرد آن برعکس بلندگوست. وظیفه میکروفن تبدیل انرژی صوتی به الکتریکی است.
سلونوئیدها
ساختمان سلونوئید از یک سیم پیچ و یک هسته متحرک تشکیل شده است. هنگامی که به سلونوئید ولتاژ وارد می شود، هسته متحرک به صورت خطی شروع به حرکت می کند. در ساختمان سلونوئید ها معمولا از یک فنر هم استفاده می شود تا پس از قطع ولتاژ، هسته را به جای اول خود بازگرداند. این نوع سلف در قفل برقی بکار می رود.