تعریف ثابت زمانی سلف

تعریف ثابت زمانی سلف:
جریان یک سلف نمی تواند به طور ناگهانی تغییر کند، زیرا در این صورت، در مدت زمان صفر، جریان به اندازه محدودی تغییر می کند و در نتیجه نرخ تغییر جریان بی نهایت خواهد شد:di/dt=inf.

در این صورت، EMF القایی نیز بی نهایت خواهد بود که می دانیم ولتاژ بی نهایت وجود ندارد. البته اگر جریان عبوری از سلف بسیار سریع تغییر کند (مانند مدت زمان عملکرد یک کلید)، ولتاژهای بالایی می تواند در سلف القا شود.

مدار سلف شکل زیر را در نظر بگیرید. وقتی کلیدS1باز است، جریانی از سیم پیچ سلف عبور نمی کند. اگر جریانی از سلف نگذرد، نرخ تغییر جریان di/dt سیم پیچ نیز برابر با صفر خواهد بود و اگر نرخ تغییر جریان برابر با صفر باشد، EMF خودالقایی نیز برابر با صفر است.

اکنون فرض کنید در لحظه t=0 کلید را ببندیم. در این صورت، جریان در مدار برقرار می شود و به آرامی افزایش می یابد تا به حداکثر مقدار خود برسد. این مقدار حداکثر را اندوکتانس سلف تعیین می کند.

نرخ تغییر جریان گذرنده از سلف، در مقدار اندوکتانس سلف ضرب می شود و مقدار ولتاژ القایی ثابت تولیدی در دو سر سیم پیچ را نتیجه می دهد:

این مقدار EMF القایی دو سر پیچه (VL) تا زمانی که جریان به مقدار حداکثر خود برسد و حالت ماندگار برقرار شود، در برابر ولتاژ القایی مقابله خواهد کرد.

جریانی که در این حالت در مدار وجود دارد، تنها با مقدار مقاومت DC یا خالص تعیین می شود، زیرا به دلیل صفر بودن تغییرات جریان di/dt در حالت ماندگار، مقدار راکتانس سیم پیچ به صفر کاهش می یابد.

به عبارت دیگر، در حالت ماندگار، فقط مقاومت DC برای مخالفت با عبور جریان وجود دارد.

به طور مشابه، اگر کلیدS1 باز شود، جریان گذرنده از سیم پیچ شروع به کاهش می کند، اما سلف، مانند قبل در برابر تغییر مخالفت خواهد کرد و تلاش می کند از طریق القای ولتاژ در جهت مخالف، جریان گذرنده از سیم پیچ را در مقدار قبلی نگه دارد.

شیب کاهش جریان، منفی خواهد بود و مطابق شکل زیر با اندوکتانس سیم پیچ ارتباط خواهد داشت.

مقدار ولتاژ القایی تولیدی توسط سلف، به نرخ تغییر جریان بستگی دارد. در آموزش القای فارادی، گفتیم که طبق قانون لنز، «جهت EMF القایی همواره به گونه ای است که با تغییرات به وجود آورنده خود مخالفت می کند».

به عبارت دیگر، یک EMF القایی، همیشه مخالف حرکت یا تغییری است که آن را به وجود آورده است.

بنابراین، با کاهش جریان، پلاریته ولتاژ به گونه ای خواهد بود که به عنوان منبع عمل کند و با افزایش جریان، پلاریته ولتاژ مانند یک بار خواهد بود.

برای یک نرخ تغییر جریان مشابه در سیم پیچ، افزایش یا کاهش اندازه EMF القایی مشابه خواهد بود.