تحقیق در مورد القای متقابل (سلف)

word قابل ویرایش
28 صفحه
4700 تومان

سلف یا سیم پیچ :
سیم پیچ یک سیم یا هادی معمولی است که پیچانده شده است . به عبارت دیگر یک کلاف سیم مسی روکش دار است که به دور یک هسته ی آهنی پیچیده شده است .
مقاومت اهمی سیم پیچ را می توان تقریبا صفر فرض نمود ، بنابراین با عبور جریان dc سلف مانند یک هادی عمل می کند و عکس العمل ندارد ( ولتاژ دو سرش صفر است ) . چنانچه جریان عبوری بخواهد تغییر کند ، سلف با این تغییر جریان مخالفت نموده و این مخالفت بصورت ایجاد ولتاژی بنام ولتاژ القایی بروز می کند . این خاصیت سلف را خاصیت خود القایی آن

می گویند که از خاصیت خودالقایی سیم پیچ در صنعت برق جهت ایجاد ولتاژهای زیاد مثلا در موارد لامپ فلورسنت یا کویل اتومبیل استفاده می شود. ولتاژ القایی دو سر سلف برابر است با تغییرات جریان نسبت به تغییرات زمان VL = L ( di / dt ) ، این خاصیت سلف را خاصیت خود القائی آن گویند از خاصیت خود القایی سیم پیچ در صنعت برق جهت ایجاد

ولتاژهای زیاد مثلاً در مدار لامپ فلورسنت یا در برق اتومبیل استفاده میشود.همچنین در الکترونیک از سیم پیچ برای جلوگیری از عبورجریان AC وعبور جریان DC استفاده میشود (مسدود کننده AC و عبور دهنده DC)،که به آن چوک یا Choke می گویند .بیش ترین استفاده ی سیم پیچ در الکترونیک در مدارهای هماهنگ ، فیلتر ها ، نوسان ساز ها و ترانسفورماتور می باشد .

هانری : یک هانری ضریب خودالقایی سلفی است که اگر تغییرات جریان عبوری از آن یک آمپر بر ثانیه باشد یک ولت ، ولتاژ در دو سرش القا شود .
قانون لنز و جریان القایی : اگر یک سیم هادی در یک میدان مغناطیسی به نحوی حرکت کند که خطوط میدان مغناطیسی را قطع کند ، در سیم جریان جاری می شود که به آن جریان القایی می گویند .
سری بستن سلف ها : XLT = XL1 + XL2
موازی بستن سلف ها : ۱ / XLT = 1 / XL1 + 1 / XL2

اندوکتانس متقابل سیم پیچ یا LM : هرگاه دو سیم پیچ در مجاورت هم به گونه ای قرار گیرند که از سیم پیچ اولی جریان متناوبی عبور کند و در سلف دومی ولتاژ القا شود می گویند بین دو سلف اندوکتانس متقابل وجود دارد ، بدون اینکه بین دو سلف تماس الکتریکی برقرار باشد.
برای مشخص کردن میزان القای متقابل پارامتری بنام اندوکتانس متقابل یا LM بصورت زیر تعریف می شود :
اگر جریانی با تغییرات ۱ A /S در سیم پیچ اول ولتاژ ۱ V در سیم پیچ دوم القا کند ، اندوکتانس متقابل دو سیم پیچ ۱ هانری است .
شارژ و دشارژ سلف ها
همانند خازن ،سلف هم قابلیت شارژ و دشارژ دارد با تفاوت های زیر:
۱-انرژی درسلف به صورت الکترومغناطیسی است ولی در انرژی ذخیره شده در خازن ازنوع الکترواستاتیکی است .
۲-درخازن وجود اختلاف پتانسیل به معنای ذخیره انرژی است ولی در سلف عبور جریان به معنای ذخیره انرژی است.
۳-اگرسلف را از منبع جدا کنیم انرژی ذخیره شده درآن از بین می رود ، ولی خازن با جدایی از منبع انرژی را در خود نگه میدارد.

ترانسفورماتور یا ترانس(Transformers) :
یکی از کاربردهای مهم سیم پیچ ، ترانس است که در الکترونیک عموما برای افزایش و کاهش ولتاژ استفاده می شود. ولتاژ متناوب ورودی به سیم پیچ اولیه داده می شود و ولتاژ خروجی از سیم پیچ ثانویه گرفته می شود .
ساختمان داخلی ترانسفورماتور :

یک ترانسفور ماتور : از سه قسمت تشکیل شده که به شرح زیر میباشد.
سیم پیچ اولیه :این سیم پیچ برای کاهش یا افزایش جریان یا ولتا ژ ورودی میباشد.
هسته:این هسته که جنس آن از فلز است برای ایجاد میدان مغناطیسی و خطوط فلو میباشد.
سیم پیچ ثانویه:این سیم پیچ برای کاهش یا افزایش ولتا ژ خروجی میباشد.

انواع ترانس :
۱- ترانس افزاینده ( ولتاژ) – کاهنده جریان : ترانسی است که تعداد دورهای ثانویه بیش تر از دورهای اولیه باشد .
۲- ترانس کاهنده ( ولتاژ) – افزاینده جریان : ترانسی است که تعداد دورهای اولیه بیش تر از دورهای ثانویه باشد .
۳- ترانس یک به یک ( ترانس ایده آل ) : ترانسی که تعداد دور اولیه و ثانویه با هم برابر است . ترانس ایزوله را برای ایزوله کردن مدار از برق شهر بکار می برند ، چون فاز برق شهر نسبت به زمین ولتاژ و خطر برق گرفتگی دارد .

انواع ترانس بر حسب مورد استفاده :
۱- ترانس قدرت یا مبدل ولتاژ
۲- ترانس سوئیچینگ یا کلیدی
۳- ترانس صوتی یا مبدل فرکانس ( مبدل امپدانس ) : الف – ترانس بلند گو با بدنه ی زرد یا سبز و ب- ترانس رابط با بدنه ی آبی یا زرد .
۴- ترانس رادیویی شامل : Rf , If
فیلتر ها :
در بسیاری مدارات الکترونیک امواجی با فرکانس های مختلف وجود دارد .مثلا امواج صوتی فرکانس ۲۰ HZ تا ۲۰ KHZ را شامل می شود . یعنی یک تقویت کننده ی صوتی باید امواجی با فرکانس های مذبور را تقویت کند . در این موارد احتیاج به مداری داریم که مانع عبور یک فرکانس خاص می شود و فقط فرکانس خاصی را عبور دهد . به چنین مداری فیلتر می گویند .
انواع فیلتر ها :

۱- فیلتر پایین گذر : فیلتری است که از فرکانس صفر تا فرکانس خاصی را عبور می دهد و از آن فرکانس خاص به بعد را عبور نمی دهد . این فرکانس خاص را فرکانس قطع (FC) می گویند .

۲- فیلتر بالاگذرRC : فیلتری است که از فرکانس ۰ تا فرکانس خاصی را عبور نمی دهد و از آن فرکانس خاص (FC) به بعد را عبور می دهد .
۳- فیلتر میان گذر RLC : فیلتری است که از فرکانس خاصی تا فرکانس معینی ( از F1 تا F2) به امواج اجازه عبور می دهد ، خارج از این محدوده مانع عبور امواج می شود .
۴- فیلتر میان نگذر RLC : فیلتری است که از فرکانس خاص تا فرکانس معینی به امواج اجازه ی عبور نمی دهد (از F1 تا F2 ) و خارج از این محدوده اجازه ی عبور می دهد .
ترانس دیودسر (Transgucer) یا مبدلها :

تعریف: وسیله ای برای تبدیل انرژ ی به انرژی دیگر دونوع میباشد که عبارتند از:
الف: مبدلهای ورودی:
میکروفون : وسیله ای برای تبدیل انرژی صوت به انرژی الکتریکی که انواع مختلفی دارد که به دومورد ذکر میکنیم:

میکروفون زغالی : اینگونه میکروفونها امروزه دیگر کاربرد ندارد چون پاسخ فرکانسی آن بد است.
میکروفون خازنی: این میکروفون در دنیای امروز پر کار بردترین نوع میباشد و دارای قطب مثبت و منفی میباشد.
کلید : کلید برای قطع و وصل جریان میباشد که به دونوع معروف است:
کلید قطع و وصل (کنتاکتی): این گونه کلید ها با فشاردادن در حالت وصل میماند و با فشار دیگر از حالت وصل به حالت قطع میشود .

کلید فشاری: این گونه کلیدها تا زمانی که فشار بدهیم وصل و هر موقع که فشار را قطع کنیم جریان قطع میشود.
ب- مبدلهای خروجی:
۱- بلندگو: وسیله ای برای تبدیل انر ژی الکتریکی به انر ژی صوت.
۲-رله : رله کلید الکترونیکی است که با رسیدن جریان به پایهای سیم پیچ میلیه فلزی را از حالت (در حال عادی و بدون رسیدن ولتا ژ کنتاکتهای رله به هم اتصال دارند)
را به کنتاکتهای دیگه وصل میکند رله مجموعا پنچ پایه دارد که دو پایه مربوط به سیم پیچ و یک پایه مشترک (com) و یک پایه که در حالت عادی به پایه مشترک وصل است و یک پایه
که بارسیدن ولتا ژ به سیم پیچ با پایه مشترک وصل میشود.

۳- ترانسفورماتور(Transformers):
4-موتور الکتریکی : وسیله ای برای تبدیل جریان الکریکی به مکانیکی (دوار) یا چرخشی.
نوسان سازها و سلف ها

سوال وپاسخ از القای متقابل سلف
مثال: از سیم پیچی به ضریب خود القای ۰/۲ هانری و مقاومت اهمی ناچیز، جریانی به معادله عبور می‌نماید. اختلاف پتانسیل دو سر سیم پیچ چند ولت است؟
پاسخ:
ولت
مثال: تغییرات شدت جریان عبوری از سیملوله نسبت به زمان در یک القاگر به ضریب خودالقایی ۱۵/۰ هانری، مطابق شکل زیر است. نیروی محرکه القاء شده در دو سر سیملوله چند ولت است؟

پاسخ:
انرژی ذخیره شده در سیملوله
توان مصرفی بین دو نقطه از مدار، از رابطهتوان مصرفی بین دو نقطه از مدار، از رابطه P=VI بدست می‌آید. برای این که بخواهیم انرژی ذخیره شده در سیملوله را به دست آوریم، باید V اختلاف پتانسیل دو سر سیملوله باشد. اختلاف پتانسیل دو سر سیملوله برابر بوده و توان مصرفی در دو سر سیملوله است.
انرژی ذخیره شده در سیملوله

مثال: از سیملوله‌ای که تعداد دور واحد طول آن ۲۵۰ حلقه برمتر، است جریانی به شدت ۲ آمپر می‌گذرد. در صورتیکه طول سیملوله و شعاع سطح مقطع آن باشد، انرژی موجود در فضای میانی سیملوله را بدست آورید.
پاسخ:

خوالقایی
در صورتی که سیملوله‌ای به صورت زیر، به مولد جریان مستقیمی متصل شده باشد، در لحظات وصل کلید، جریان عبوری از سیملوله از صفر به مقدار I می‌رسد. بنابراین شار عبوری از درون سیملوله در حـال افــزایش است. در این حالت، تغییرشار عبوری از درون سیملوله به علت تغییر جریان عبوری از سیملوله است و به همین دلیل به این پدیده، پدیده خود القایی گفته می‌شود. در اثر ایجاد نیـروی محرکه خود القایی، مدتی طول می‌کشد که جریان درون سیملوله به مقــدار ثابت و معینی برسد.

در لحظات بستن کلید، به جای سیملوله می‌توان پیلی با نیروی محرکه در نظر گرفـت. در صورتی که سیملوله دارای مقاومت خطی به علت مقاومتدار بودن سیمهای سیـملولـه بـاشـد،
جریان القایی عبوری در لحظات اولیه را می‌توان از رابطه زیر نیز پیدا کرد:

در مدار شکل بالا تغییرات جریان عبوری نسبت به زمان به صورت زیر می‌باشد.
هر چه ضریب خود القایی سلف بیشتر باشد، مدت زمانی که طول می‌کشد تا جریان به مقدار ثابت و معین خود برسد بیشتر خواهد بود.

در لحظاتی که بخواهیم کلید را باز نماییم، جریان از I به صفر می‌رسد. بنابراین شار عبوری از درون سیملوله در حال کاهش است. در نتیجه در مدار نیروی محرکه القایی بوجود می‌آید که با کاهش شار عبوری از درون سیملوله مخالفت می‌نماید. بنابراین در لحظات باز کردن کلید، سیملوله مانند مولدی عمل می‌نماید که قطب منفی‌اش به قطب مثبت مولد متصل شده است.

به شکل توجه کنید. این آزمایش نشان دهنده اثر خود القایی در درون سلف می‌باشد. سیم پیچی که تعداد حلقه‌های آن بسیار زیاد است، با یک لامپ به صورت موازی قرار گرفته است. دو سر لامپ را به یک باتری با ولتاژ ۱۲۰ ولت متصل کرده‌ایم. به محض بستن کلید K، لامپ برای چند لحظه پر نور می‌شود و سپس حالت عادی خود را پیدا می‌نماید. در حالتی که کلید باز می‌شود. لامپ دوباره پر نور می‌شود و در لحظه بستن کلید، در سیم پیچ نیروی محرکه خودالقایی ایجاد شده، مانند مقاومت زیاد عمل می‌‌نماید. به همین دلیل است که جریان بیشتر از لامپ عبور می‌کند.

القای متقابل
دو سیملوله A و B را در نظر بگیرید. در مدار سیملوله A رئوستایی قرار داده شده است و جریان I در مدار A برقرار می‌باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 28 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد