تعریف سلف یا القاگر

سلف یا القاگر:
سلف یا القاگر یک عنصر تأثیر پذیر است که در مدارهای الکترونیکی برای ذخیره موقت انرژی الکتریکی به شکل شار مغناطیسی یا به بیان ساده میدان مغناطیسی استفاده می شود.

القا خاصیت هر سیم پیچ است که می تواند شار مغناطیسی را هنگام عبور جریان از آن تنظیم کند.

هر وسیله ای که خاصیت القایی داشته باشد را می توان سلف یا القاگر نامید. معمولاً سلف یا القاگر به شکل سیم پیچی از مواد مسی در اطراف هسته یک ماده مغناطیسی (آهن) یا غیر مغناطیسی (مانند هوا) ساخته می شود.

سلف ها ممکن است به صورت سری یا موازی به عملکرد مورد نیاز مدار وابسته باشند.

از این ترکیبات برای طراحی شبکه های پیچیده تر استفاده می شود. اندوکتانس کل مدار به نحوه اتصال سلف ها به صورت متوالی یا موازی بستگی دارد.

علاوه بر این نحوه اتصال سلف ها به گونه ای است که یک القاگر هیچ تأثیری بر القای القاگر دیگر ندارد اما در مقایسه با اثر جفت مغناطیسی بین سلف ها، سلف کل را تغییر می دهد. در ادامه اتصال القاگرها به صورت متوالی یا سری را بررسی می کنیم.

اتصال سلف ها در مدار متوالی یا سری:
فرض کنید بین سلف های متصل در یک مدار هیچگونه جفت شدگی وجود نداشته باشد. این بدان معنی است که هیچ خط شار از یک سلف متصل به دیگری وجود ندارد و از این رو هیچ شار متقابل بین سیم پیچ ها وجود نخواهد داشت.

اتصال انتها به انتهای دو یا چند سلف را اتصال متوالی یا سری سلف ها می نامند. در این اتصال سلف ها به صورت متوالی یا سری متصل می شوند بنابراین تعداد دورهای موثر سلف ها افزایش می یابد. اتصال متوالی یا سری سلف ها در تصویر زیر نشان داده شده است.

اتصال متوالی سلف ها

القای سلف های متصل به صورت متوالی یا سری به عنوان مجموع القاهای منفرد هر سیم پیچ محاسبه می شود زیرا جریان از هر سیم پیچ در یک مدار متوالی یا سری یکسان است.

این اتصال متوالی یا سری مشابه مقاومت های متصل به صورت سری است به جز اینکه مقاومت ها با سلف جایگزین شده اند. اگر جریان I در اتصال سری در مدار جریان داشته باشد و سیم پیچ هاL1، L2 و غیره باشند جریان در سلف های متوالی یا سری برابر و به صورت زیر است:

ITotal=IL1=IL2=IL3…=In

اگر ولتاژ جداگانه روی هر سیم پیچ در این اتصال متوالی به ترتیب VL1، VL2 و غیره باشد، ولتاژ کل در این مدار برابر است با:

VTotal=VL1+VL2+VL3⋯+Vn

همانطور که می دانیم افت ولتاژ را می توان با خود القایی یا L نشان داد و بدین ترتیب داریم:

بنابراین داریم:

و القای کل در اتصال متوالی یا سری چندین القاگر برابر است با:

این بدان معنی است که القای کل در اتصال متوالی یا سری القاگرها برابر با مجموع القاهای هر یک از سلف ها است. دقت کنید که معادله فوق زمانی درست است که هیچ تأثیر القایی متقابل بین سیم پیچ ها در این پیکربندی متوالی یا سری وجود نداشته باشد.

القای متقابل سلف ها باعث تغییر در مقدار القای کل در ترکیب متوالی یا سری سلف ها خواهد شد. فرض کنید دو سلف به طور سری به یک منبع ولتاژ متناوب متصل شده اند که می توانند تغییرات جریان را در مدار ایجاد کنند، این موضوع در تصویر (7) نمایش داده شده است. بدین ترتیب اگر هیچ القایی متقابلی در مدار وجود نداشته باشد اندوکتانس کل برابر است با:

لازم به یادآوری است که القای کل در اتصال متوالی یا سری همیشه بیشتر از القای بزرگ ترین سلف در چینش سری سلف ها است. 

پرسش: اگر یک مدار دارای 3 سلف 60، 30 و 20 هنری باشد که این سلف ها به صورت سری به یکدیگر متصل باشند، القای کل در این مجموعه چقدر خواهد بود؟

پاسخ: ما می دانیم که رابطه القای معادل در اتصال متوالی یا سری به صورت LTotal=L1+L2+L3+……+Ln است. اگرL1=60، L2=30 و L3=20 هنری باشد، القای کل در این مدار برابر با 110 هنری خواهد بود.