توان سلف و انرژی یک سلف

توان سلف و انرژی یک سلف:
همان طور که می دانیم، سلف در مدار با عبور جریان i مخالفت می کند، زیرا گذر جریان سبب القای یک EMF می شود که طبق قانون لنز با آن مخالفت می کند.

در نتیجه، منبع باتری خارجی کار انجام می دهد تا جریان گذرنده مخالف با EMF القایی را نگه دارد. توان لحظه ای سلف به صورت زیر به دست می آید:

یک سلف ایده آل مقاومت ندارد (R=0) و تنها اندوکتانس دارد. در نتیجه، توانی در سیم پیچ تلف نمی شود. بنابراین می توان گفت که در یک سلف ایده آل، تلفات توان صفر است.

انرژی یک سلف:
وقتی توان در سلف شارش می کند، انرژی در میدان مغناطیسی آن ذخیره می شود. هنگامی که جریان گذرنده از سلف افزایش یابد و di/dt مثبت باشد، توان لحظه ای مدار نیز بزرگ تر از صفر است (P>0). علامت مثبت یعنی انرژی در سلف ذخیره می شود.

به طور مشابه، اگر جریان گذرنده از سلف کاهشی باشد (di/dt<0)، p="">

با استفاده از معادله توان بالا، انرژی مغناطیسی که مثبت است و در سلف ذخیره می شود، برابر است با:

که در آن W بر حسب ژول، L بر حسب هانری و i بر حسب آمپر است.

در حقیقت، با عبور جریان از سلف، انرژی در میدان مغناطیسی اطراف آن ذخیره می شود. در یک سلف ایده آل، مقاومت یا ظرفیت خازنی وجود ندارد و انرژی جریان بدون تلفات در سلف ذخیره می شود. زمانی که جریان کاهش یافته و میدان کم شود، مقدار انرژی نیز کاهش می یابد.

در یک مدار AC، سلف به صورت متناوب انرژی را در هر چرخه ذخیره می کند و تحویل می دهد. اگر جریان گذرنده از سلف، مانند مدار DC ثابت باشد، آن گاه تغییری در انرژی ذخیره شده رخ نمی دهد، زیرا P=Li(di/dt)=0.

بنابراین، سلف را می توان به عنوان یک قطعه پسیو در نظر گرفت، زیرا انرژی را در مدار هم ذخیره می کند و هم تحویل می کند، اما نمی تواند آن را تولید کند.

یک سلف ایده آل، بدون تلفات است؛ به این معنی که انرژی را به طور نامحدود ذخیره می کند و آن را تلف نمی کند.

البته سلف های واقعی، همیشه مقداری مقاومت دارند که بدون توجه به متناوب یا ثابت بودن جریان، طبق قانون اهم (P=I2R) توانی را به شکل گرما تلف می کنند.

کاربرد اولیه سلف ها در مدارهای فیلتر کننده، مدارهای تشدید و نیز محدود کردن جریان است.

از یک سلف می توان برای مسدود کردن یا تغییر شکل موج جریان متناوب یا محدوده ای از فرکانس های سینوسی استفاده کرد و در این حالت، از سلف برای تنظیم یک گیرنده رادیویی ساده یا انواع مختلف اسیلاتورها استفاده می شود.

همچنین یک سلف می تواند در برابر تغییرات ولتاژ مخرب و جریان خای هجومی بالا، از تجهیزات حساس محافظت کند.