ترانس و سلف چیست و چه کاربردهایی در مدار الکترونیکی دارند؟

بسیاری از قطعات الکترونیکی برای ساخت مدارهای الکترونیکی کاربرد دارند. بدون این قطعات الکترونیکی مدارها هرگز کامل نیستند یا عملکرد خوبی ندارند. از این قطعات الکترونیکی می‌توان به ترانس و سلف اشاره کرد. سلف و ترانس کاربرد های بسیار زیادی در صنعت برق و الکترونیک دارند. لذا خرید قطعات الکترونیک مانند خرید ترانس و خرید سلف باید با دقت انجام شوند. در این مقاله سعی داریم به تعریف این قطعات الکترونیکی پرداخته و شما را با کاربردهای آنها آشنا کنیم.

سلف چیست؟

سلف یک عنصر مدار است که از سیم پیچی یک سیم رسانا به یک سیم پیچ تشکیل می شود. هر سیم رسانایی که جریان از آن عبور می نماید، میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

ترانس چیست؟

ترانس سیستمی است که انتقال انرژی الکتریکی را بین دو یا چند مدار توسط القای الکترومغناطیسی فراهم می کند. ترانس ها در مدارهای AC (جریان متناوب) استفاده می شوند، نه مدارهای DC (جریان مستقیم). ترانس ها بدون تغییر مقدار فرکانس، تغییر مورد نظر را در مقادیر ولتاژ و جریان ایجاد می کنند. آنها معمولاً برای اهدافی مانند افزایش و کاهش جریان و ولتاژ در یک مدار الکتریکی، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی استفاده می شوند.

میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک سیم جریان

در هنگام خرید قطعات الکترونیک حتما با سلف برخورد خواهید کرد. سلف قادر است تا انرژی الکتریکی را به عنوان یک میدان مغناطیسی ذخیره کند. اغلب در سلف ها، سیم به دور هسته ای ساخته شده از مواد فرومغناطیسی (مثلاً آهن) پیچیده می شود تا قدرت میدان مغناطیسی را افزایش دهد.

ویژگی های سلف

مهم ترین ویژگی که باید در هنگام خرید سلف بدانیم این است که جریانی که از سلف می گذرد نمی تواند به طور لحظه ای تغییر کند. میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان عبوری از آن باعث افزایش یا کاهش جریان سلف به صورت تدریجی و نه ناگهانی می شود. سلف در مدارها و معادلات الکتریکی با حرف L نشان داده می شود. واحد آن هنری (H) است. به دلیل محدودیت های خرید محصولات اورجینال توصیه می شود خرید قطعات الکترونیک را از مراکز معتبر تهیه نمایید.

سلف چه کاری انجام می دهد؟

به عنوان یک فیلتر در منابع تغذیه و مدارهای پردازش سیگنال استفاده می شود، زیرا تغییر جریان الکتریکی از طریق سلف ها کند است. ترانس های متشکل از دو سیم پیچ با شماره سیم پیچ های مختلف برای افزایش یا کاهش ولتاژ AC استفاده می شوند. علاوه بر این، به کمک ویژگی ‌های ذخیره ‌سازی میدان مغناطیسی، سلف ‌ها در منابع تغذیه حالت سوئیچ نیز کاربرد دارند. در هنگام خرید سلف به ویژگی های درج شده محصول توجه کنید.

رفتار سلف ها

همانطور که از نام دیگر آن یعنی سیم پیچ می توان فهمید، سلف ها از سیم پیچی یک سیم رسانا تشکیل می شوند. این امکان وجود دارد که با پیچاندن یک سیم رسانا (ترجیحاً تک هسته ای) که با یک عایق در اطراف هر جسم استوانه ای پوشیده شده است، سلف خود را ایجاد کنیم. این نوع سیمی که گفته شد را می توانید در موقع خرید سلف با نام سیم کویل در بازار پیدا کنید.

زمینه های استفاده از سلف

موتورها، رله ها، سلونوئیدها، بلندگوها، ترانسفورماتورها، آهنرباهای الکتریکی، حسگرهای فلزی القایی که ما استفاده می کنیم در واقع سلف هستند. الکترومغناطیس را می توان با اعمال ولتاژ DC به سیم پیچی که روی میله ای ساخته شده از ماده فرومغناطیسی پیچیده شده، به دست آورد. به این ترتیب در موتورها با نیروی رانشی که در برابر آهنربای دائم ایجاد خواهند کرد استفاده می گردد .
در ترانس ها دو سیم پیچ وجود دارد. سیم پیچ های موجود به عنوان سیم پیچ اولیه و ثانویه معمولاً بر روی یک هسته فرومغناطیسی کار می شوند. اگر ولتاژ متناوب به هر یک از سیم پیچ ها اعمال شود، جریان گردابی در سیم پیچ دیگر واقع در نزدیکی ایجاد می شود. امکان ایجاد ترانسفورماتورهای افزایش دهنده، کاهنده یا ایزوله با تنظیم تعداد دورهای متفاوت وجود دارد. در هنگام خرید سلف به امکانات مذکور محصول دقت کنید.
از آنجایی که جریان سلف نمی تواند به طور لحظه ای تغییر کند، انرژی ذخیره شده باعث پرش ولتاژ بالای 40 تا 50 ولت در پایه تخلیه ترانزیستور در هنگام خاموش شدن ماسفت می شود. اگر ماسفت مورد استفاده قادر به تحمل ولتاژ در این سطوح نباشد، ممکن است بسوزد. خرید قطعات الکترونیک را از فروشگاه های معتبر آنلاین با گارانتی انجام دهید.

خواص سلف

• هنگامی که به منبع جریان یا ولتاژ DC متصل می شوند، در حالت ثابت به عنوان یک اتصال کوتاه عمل می کنند.
• از آنجایی که سلف ها (سیم پیچ) انرژی را به شکل میدان مغناطیسی ذخیره می کنند، این فرآیند را اندوکتانس می نامند.
• جریان عبوری از یک سلف پیوسته خواهد بود، تغییری در جریان وجود نخواهد داشت، اما تغییر در ولتاژ در سلف رخ می دهد.
• سلف به تغییرات جریان با پلاریزه کردن ولتاژ پایین واکنش نشان می دهد تا تغییر را خنثی کند.
• سلف هنگام افزایش جریان به عنوان یک بار عمل می کند و با جذب انرژی ولتاژ را کاهش می دهد.
• در هنگام افت جریان به عنوان منبع عمل می کند، ولتاژ ذخیره شده را آزاد کرده و ولتاژ ایجاد می نماید.

انواع سلف کدام است ؟

در هنگام خرید سلف با انواع مختلف آن مواجه می شوید که در اینجا به معرفی آنها می پردازیم؛

سلف بر پایه هسته

سلف انواع مختلفی دارد. آنها بسته به نوع مواد متفاوت هستند.

سلف هسته هوا

سلف های هسته سرامیکی را «سلف هسته هوا» می گویند. سرامیک پرکاربردترین نوع ماده برای هسته سلف بوده و دارای راندمان انبساط حرارتی بسیار پایینی است. بنابراین، پایداری اندوکتانس سلف حتی برای دماهای مختلف عملیاتی بالاست. از آنجایی که سرامیک خاصیت مغناطیسی ندارد، به دلیل مواد هسته هیچ افزایشی در مقدار نفوذپذیری وجود ندارد. هدف اصلی دادن فرم به سیم پیچ است. در برخی موارد، لازم است ساختاری برای نگه داشتن پایانه ها در جای خود فراهم شود. مزیت اصلی این سلف ها تلفات هسته بسیار کم، ضریب کیفیت بالاست. معمولاً آنها در کاربردهای فرکانس بالا استفاده می شوند که در آن مقادیر اندوکتانس پایین مورد نیاز است.

سلف آهنی و فولادی

در مناطقی که نیاز به سلف های کم واکنش است، این سلف های هسته آهنی بهترین انتخاب خواهند بود. این سلف ها دارای قدرت بالا و اندوکتانس بالا بوده؛ اما در قابلیت فرکانس بالا محدود هستند. اینها در تجهیزات صوتی کاربرد داشته و در مواجهه با سایر شاخص های اصلی کاربرد بسیار محدودی دارند. در هنگام خرید سلف به محدودیت های محصول توجه کنید.

سلف هسته فریت

به این نوع سلف ها مواد فرومغناطیسی می گویند. آنها دارای خواص مغناطیسی هستند که از عناصر آهنی فلزی مخلوط و سایر عناصر ساختار کریستالی تشکیل شده است. دارای مواد سرامیکی غیر رسانا برای کاربردهای فرکانس بالاتر هستند. اگرچه فرکانس های پایینی دارند؛ اما با فرکانس های بالا نیز استفاده می شوند.

سلف های سرامیکی چندلایه

این نوع سلف با افزودن یک لایه اضافی سیم مارپیچ به دور هسته مرکزی سلف از لایه های زیادی تشکیل شده است. هدف ارائه یک سلف چند لایه است.
سلف های نوع Toroid – از نوع سلف های سایز کوچک و بسیار سبک است. این یک نوع هسته فریت حلقوی بوده که تداخل الکترومغناطیسی تابشی را کاهش می دهد.

سلف های قالبی

سلف هایی که در یک هسته پلاستیکی یا سرامیکی قرار می گیرند، سلف های قالبی نامیده می شوند.

سلف های هسته چند لایه

سلف های فرکانس پایین برای جلوگیری از جریان های گردابی با هسته های چند لایه ساخته می شوند. هسته از پشته های ورق های فولادی نازک یا لایه های نازک به موازات میدان به لطف پوشش عایق روی سطح تشکیل شده است.

سلف های جفتی

این نوع سلف ها با یک مسیر مغناطیسی مشترک بر یکدیگر تاثیر می گذارند. این نوع سلف ها به عنوان ترانس برای کاهش ولتاژ استفاده شده و همچنین برای ارائه بازخورد مجزا کاربرد دارند. کاربرد آن در خرید سلف تاثیرگذار است.

سلف های برق

در طیف گسترده ای از سطوح قدرت از سلف هایی که می توانند از چند آمپر تا صد آمپر کار کنند موجود هستند.

سلف RF

القاگرهای فرکانس رادیویی به عنوان انواع القاگر فرکانس بالا طراحی شده اند تا در فرکانس های بالا کار کنند.
چوک- در حالی که چوک به پالس فرکانس پایین اجازه عبور می دهد، همزمان از پالس فرکانس بالا نیز جلوگیری می کند. به آن چوک می گویند؛ زیرا ویژگی قطع و مسدود کردن سیگنال فرکانس بالا را دارد.

سلف ها برای چه کاربردهایی استفاده می شوند؟

در هنگام خرید قطعات الکترونیک به کاربردهای مختلف آنها دقت کنید. در مورد خرید سلف باید توجه کرد که سلف ها عمدتاً در برق و تجهیزات الکترونیکی برای اهداف اصلی زیر استفاده می شوند؛

• مسدود کردن، تضعیف یا فیلتر کردن / صاف کردن نویز فرکانس بالا در مدارهای الکتریکی
• ذخیره و انتقال انرژی در مبدل های قدرت dc-dc یا ac-dc
• ایجاد نوسانگرهای تنظیم شده یا مدارهای مخزن LC
• تطبیق امپدانس

مکانیسم ترانس ها

در ترانس ها دو سیم پیچ وجود دارد. سیم پیچ های موجود به عنوان سیم پیچ اولیه و ثانویه معمولاً بر روی یک هسته فرومغناطیسی زخمی می شوند. اگر ولتاژ متناوب به هر یک از سیم پیچ ها اعمال شود، جریان گردابی در سیم پیچ دیگر واقع در نزدیکی ایجاد می گردد. امکان ایجاد ترانس های افزایش دهنده، کاهنده یا ایزوله با تنظیم تعداد دورهای متفاوت وجود دارد.

کاربرد ترانس در مدار الکترونیکی

اهداف اصلی استفاده، همانطور که در بالا ذکر شد، انتقال انرژی بین مدارها از طریق القای الکترومغناطیسی است. هدف از بالا بردن ولتاژ در حین انجام این فرآیند، انتقال انرژی الکتریکی از محل به دست آمده است. دلیل این امر این است که انتقال با جریان بالا باعث تلفات بسیار جدی توان می شود. به منظور جلوگیری از تلفات برق، ولتاژ افزایش یافته و جریان در طول فرآیند انتقال کاهش می یابد. کاربردهای فوق را در هنگام خرید ترانس باید در نظر گرفت.

اصل کار ترانس

اصل کار ترانس ها شامل انتقال انرژی الکتریکی از یک هادی به هادی دیگر توسط شار مغناطیسی است. ساختار ترانس در ساده ترین شکل خود از دو سیم پیچ و یک هسته تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ روی یکی از سیم پیچ های هسته اعمال می شود، شار مغناطیسی روی هسته ایجاد می شود. جهت و شدت شار مغناطیسی دائما در حال تغییر است. این شار مغناطیسی باعث القای ولتاژ در سیم پیچ خروجی می شود.
به طور خلاصه، یک میدان مغناطیسی از ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ اول رخ می دهد و انتقال انرژی به سیم پیچ دیگر به لطف این میدان مغناطیسی اتفاق می افتد. اگر تعداد دورهای خروجی (ثانویه) ترانس بیشتر از تعداد دورهای ورودی (اولیه) باشد، ولتاژ خروجی بیشتر از ولتاژ ورودی خواهد بود. انواع خرید قطعات الکترونیک را از فروشگاه های معتبر آنلاین خریداری کنید.

قیمت ترانس چقدر است ؟

در هنگام خرید ترانس توجه داشته باشید که قیمت ترانس ها بسته به مناطق مورد نیاز و دستگاه های مورد استفاده بسته به عوامل بسیاری متفاوت است. تعداد ورودی و خروجی مدل های ترانس های الکترونیکی نیز قیمت آنها را تغییر می دهد. اندازه دستگاه ها نیز تعیین کننده قیمت مدل های ترانس های الکترونیکی است. مدل های ترانسفورماتور الکترونیکی محصولاتی هستند که قیمت آنها با توجه به حوزه کاربری متفاوت است.

تفاوت ترانس قدرت و ترانس سیگنال

ترانس قدرت و ترانس سیگنال هر دو برای تبدیل ولتاژ و جریان استفاده می‌شوند، اما کاربردها و ویژگی‌های متفاوتی دارند. ترانس قدرت برای انتقال و توزیع برق در مقیاس بزرگ طراحی شده است و معمولاً در شبکه‌های برق و صنایع سنگین استفاده می‌شود. این ترانس‌ها توانایی تحمل جریان‌های بالا و ولتاژهای بسیار زیاد را دارند. از طرف دیگر، ترانس سیگنال برای انتقال سیگنال‌های الکترونیکی با فرکانس بالا و توان کم استفاده می‌شود. این ترانس‌ها معمولاً در مدارهای الکترونیکی، تجهیزات مخابراتی و دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی یافت می‌شوند. ترانس‌های سیگنال به دلیل حساسیت به نویز و اعوجاج، طراحی پیچیده‌تری نسبت به ترانس‌های قدرت دارند. به طور خلاصه، تفاوت اصلی بین این دو نوع ترانس در اندازه، توان، فرکانس کاری، دقت و کاربرد آن‌ها است.

نقش ترانس در مدارهای الکترونیکی

ترانس‌ها یکی از اجزای اساسی و حیاتی در مدارهای الکترونیکی هستند که نقش بسیار مهمی در انتقال، تبدیل و ایزوله کردن انرژی الکتریکی ایفا می‌کنند. این قطعات بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل کرده و می‌توانند ولتاژ و جریان متناوب را افزایش یا کاهش دهند. ترانس‌ها در انواع مختلفی از مدارها، از جمله مدارهای تغذیه، مدارهای کنترل، مدارهای مخابراتی و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور کلی، نقش اصلی ترانس در مدارهای الکترونیکی عبارت است از:

تبدیل ولتاژ و جریان: ترانس‌ها با تغییر تعداد دور سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه، می‌توانند ولتاژ و جریان متناوب را به نسبت مشخصی افزایش یا کاهش دهند.
ایجاد ایزولاسیون گالوانیکی: ترانس‌ها به دلیل نداشتن اتصال فیزیکی بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه، می‌توانند دو مدار را از نظر الکتریکی از هم جدا کنند و در نتیجه ایمنی مدار را افزایش دهند.
تطبیق امپدانس: ترانس‌ها می‌توانند امپدانس بین دو مدار را تطبیق دهند و در نتیجه انتقال حداکثری توان را فراهم کنند.
جفت کردن سیگنال‌ها: ترانس‌ها در مدارهای فرکانس بالا برای جفت کردن سیگنال‌ها و انتقال آن‌ها بین مدارهای مختلف استفاده می‌شوند.

در مجموع، ترانس‌ها به عنوان ابزارهای قدرتمندی در طراحی مدارهای الکترونیکی محسوب می‌شوند و نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح و بهینه این مدارها ایفا می‌کنند.

هنگام خرید ترانس چه ویژگی هایی را باید در نظر گرفت؟

هنگام انتخاب و خرید ترانس های الکترونیکی، اول از همه، منطقه استفاده باید تعیین شود. اندازه مدل های ترانس الکترونیکی با توجه به مناطق استفاده آنها متفاوت است. توان مدل‌های ترانسفورماتور بزرگ الکترونیکی بالاتر بوده، بنابراین ورودی و خروجی اتاق با توجه به مدل ‌های ترانس در مدل‌های میانی متفاوت است.
اگر قرار است برای محیط خانه استفاده شود، می توان در هنگام خرید ترانس، مدل های با افزایش یا کاهش توان را انتخاب کرد. از مدل های ترانس نیز می توان در ماشین های مختلف استفاده نمود. مدل های ترانس با توان اضافی برای ماشین ها وجود دارد. مدل‌ های ترانس که برای علامت‌گذاری و تبلیغات استفاده می‌شوند، عموماً مدل‌ های ترانس با قابلیت تنظیم نور هستند.