نماد اجزا سلف، ترانسفورماتور و سوئیچ در شماتیک | قسمت پنجم آموزش شماتیک

در قسمت چهارم آموزش شماتیک به بررسی نماد اجزا مقاومت و خازن پرداختیم. در این قسمت، قصد داریم درباره نمادهای اجزای سلف، ترانسفورماتور و سوئیچ در شماتیک صحبت کنیم. پس تا پایان این مطلب سیسوگ را همراهی کنید.

۱. سلف

سلف چیست؟

سلف (inductor) سیم‌پیچی است که انرژی را به‌صورت میدان مغناطیسی در خود ذخیره می‌کند. این قطعه از یک سیم یا حلقه یا سیم‌پیچ تشکیل‌شده است.

مقاومت سیم پیچ یا سلف در مقابل تغییر جریان، اندوکتانس نامیده می شود که شیوه کار آن بر اساس قانون لنز است.. اندوکتانس به تعداد دور سیم‌پیچ یا حلقه و شعاع آن سیم‌پیچ و همچنین، به ماده‌ای که سیم‌پیچ به‌دور آن پیچیده‌ شده ‌است، بستگی دارد.

سلف‌ها از نظر شکل فیزیکی متفاوت هستند. همچنین، اندازه آن‌ها نیز از میکروسکوپی تا غول‌پیکر متفاوت است و به مقدار اندوکتانس قطعه و میزان جریان آن، بستگی دارد.

نام‌های دیگر سلف عبارت‌اند از: کویل، القاگر و سیم‌پیچ.

شکل 1: نماد استاندارد یک سلف

واحد اندوکتانس

واحد اصلی اندوکتانس، هنری (henry) (نماد H) (که البته هانری هم خوانده می شود) می‌باشد که یک واحد بسیار بزرگ است؛ بنابراین کمیت الکتریکی اکثر سلف‌ها بر حسب میلی هنری (نماد mH) می‌باشد که 1mH = 0.001 H است. همچنین، واحدهای کوچک‌تر آن میکروهنری (microhenrys) (نماد μH) و نانوهنری (nanohenrys) (نماد nH) هستند که 1 μH = 0.001 mH = 0.000001 H و μH = 0.000000001 H 1nH = 0.001.

شکل 2 نماد یک سلف هسته هوا (air-core) با انشعاب (سر‌)های مختلف را نشان می‌دهد؛ در این نوع سلف، سیم پیچ دارای دو سر است که در طول آن قرار گرفته است.

شکل 2: نماد شماتیک یک سلف هسته هوا (air-core) با دو سر

شکل 3: نمادهای شماتیک یک سلف متغیر. در نماد A فلش از بالای سیم پیچ و در نماد B فلش از وسط سیم پیچ عبور می کند.

تفاوت سلف‌های ثابت و متغیر

به‌طورکلی، سلف‌های ثابت تنها دارای دو پایه هستند، اما سلف‌های متغیر می توانند دو یا تعداد بیش‌تری پایه داشته باشند.

یک سیم‌پیچ (سلف) متغیر را می‌توان با یکی از نمادهای نشان‌داده‌شده در شکل3  نمایش داد. فلش یا پیکانی که در نماد این نوع سلف‌ها وجود دارد، نشان‌دهنده متغیر بودن این سلف‌ها و به‌عبارت‌دیگر، نشان‌دهنده این است که مقدار اندوکتانس این قطعات را می‌توان از حداقل تا حداکثر اندوکتانس در هر مقداری، تنظیم کرد.

شکل 4 نمادهای انواع سلف را نشان می‌دهد. نماد A یک سلف ثابت، نماد B یک سلف چند سر یا انشعاب دار (tapped) و نماد C یک سلف متغیر (قابل‌تنظیم) را نشان می‌دهد.

شکل 4: نمادهای شماتیک انواع سلف ها: A: سلف ثابت، B: سلف چند سر، C: سلف متغیر (قابل تنظیم)

شکل 5 نماد یک سلف با هسته آهنی را نشان می‌دهد. توجه کنید که این سلف دارای یک پیچ ثابت و دو خط راست است که در طول طول آن قرار دارند. گاهی اوقات سلف هسته آهنی به صورت شکل 6 نشان داده می‌شود که در آن دو خط راست، داخل سیم پیچ سلف قرار دارد.

شکل 5: نماد شماتیک یک سلف با هسته آهنی جامد یا چند لایه (solid or laminated iron core)

شکل 6: نماد جایگزین یک سلف با هسته آهنی جامد یا چند لایه

برخی از سلف‌ها با هسته آهنی دارای چند سر‌ برای اندازه‌گیری مقادیر مختلف هستند و برخی از این سلف‌ها، قابل‌تنظیم یا متغیر هستند. نمادهای این نوع اجزای الکترونیکی در شکل 7 نشان‌داده‌شده است.

شکل 7: قسمت A: نماد یک سلف چند سر، قسمت B: نماد یک سلف متغیر (قابل تنظیم) با هسته آهنی

در فرکانس‌های بالاتر، هسته‌های با جنس آهن جامد برای استفاده در سلف‌ها مناسب نیستند. در فرکانس‌های بالاتر از چند کیلوهرتز (kHz)، اگر می‌خواهید اندوکتانس را افزایش دهید، به یک هسته خاص نیاز دارید، هسته‌ای که از جنس مواد غیر فرومغناطیسی، مانند هوا، پلاستیک، سرامیک یا چوب، باشد.

شکل 8 نمادهای شماتیک سلف هسته آهنی پودری را نشان می دهد.

شکل 8: نماد شماتیک سلف القایی ثابت (A)، سلف چند سر (B) و سلف متغیر (قابل تنظیم) با هسته آهنی پودری (C) را نشان می دهد.

نکته✅

نمادهای شماتیک سلف‌ هسته آهنی پودری تقریباً شبیه به نمادهای سلف هسته آهنی جامد یا لایه‌ای است، با این تفاوت که در این نوع سلف‌ها، دو خط راست به‌جای قسمت جامد (solid)، شکسته شده‌اند. این نوع از اجزای الکترونیکی، مانند سایر انواع سلف‌ها، می‌توانند چند سر یا متغیر (قابل‌تنظیم) باشند.

۲. ترانسفورماتور

ترانسفورماتور چیست؟

ترانسفورماتور قطعه‌ای است که انرژی الکتریکی را بین دو یا چند سیم‌پیچ و از طریق القای الکترومغناطیسی منتقل می‌کند. یک ترانسفورماتور از سلف‌های متعدد و سیم‌پیچ تشکیل شده است. شکل 9 نماد یک ترانسفورماتور را نشان می دهد.

شکل 9: نماد ترانسفورماتور در شماتیک

به‌عبارتی دیگر، ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که طبق قانون القای فارادی کار می‌کند و به‌صورت عمده برای تأمین انرژی الکتریکی استفاده می‌شود.

شکل 10 برخی از انواع ترانسفورماتور را نشان می دهد که دارای هسته های آهنی هستند. ترانسفورماتور نمادهای A و B دارای هسته جامد یا چند لایه هستند و ترانسفورماتور نمادهای C و D دارای هسته های پودری می باشند.

شکل 10: نماد A: یک ترانسفورماتور با هسته آهنی جامد یا چند لایه است. نماد B: یک ترانسفورماتور با هسته آهنی جامد یا چند لایه و سیم‌پیچ‌های چند سر است. نماد C: یک ترانسفورماتور با هسته آهنی پودری است. نماد D: ترانسفورماتور متغیر (قابل تنظیم) با هسته آهنی پودری است.

۳. سوئیچ

سوئیچ چیست؟

سوئیچ یک قطعه الکترونیکی است که می‌تواند وضعیت یک مدار الکتریکی را تغییر دهد، یعنی یا جریان را قطع‌ کند یا آن را از یک رسانا به رسانای دیگر منتقل کند.

شکل 11: نماد یک سوئیچ SPST در شماتیک

شکل 12 نوع دیگری از سوئیچ را نشان می‌دهد که به عنوان سوئیچ تک قطبی با دو پرتاب (Single- Pole/Double-Throw) (SPDT) شناخته می‌شود.

شکل 12: نماد یک سوئیچ SPDT

به‌طورکلی، سوئیچ‌های دو یا چندقطبی، دارای چندین نقطه تماس هستند.

قسمت A شکل 13، نماد یک سوئیچ دو قطبی تک پرتابی double-pole/single-throw (DPST) و قسمت B شکل 13، نماد یک سوئیچ دو قطبی دو پرتابی double-pole/ double-throw (DPDT) را نشان می‌دهد.

شکل 13: قسمت A، نماد یک سوئیچ DPST و قسمت B، نماد یک سوئیچ DPDT است.

حتی برخی از سوئیچ‌ها اجزای بیش‌تری دارند. سوئیچی که در شکل 14 است، دارای پنج قطب می‌باشد که هر قطب را می‌توان به دو قطب جداگانه، تقسیم کرد. این نوع سوئیچ، پنج قطبی (five-pole/double-throw) (5PDT) نامیده می‌شود.

شکل 14: نماد شماتیک یک سوئیچ پنج قطبی دو پرتابی five-pole double-throw (5PDT)

شکل 15: نماد شماتیک یک سوئیچ چرخشی (یا ویفر). این نوع سوئیچ، یک سوئیچ تک‌قطبی (pole single) با 10 پرتاب (throw) است. (SP10T)

شکل 16 نماد دو سوئیچ چرخشی را نشان می‌دهد. خط چین توی تصویر نشان دهنده این است که دو سوئیچ به یکدیگر متصل شده‌اند.

شکل 16: نماد شماتیک دو سوئیچ چرخشی که دارای دو قطب و 10 پرتاب (2P10T) است.

بیش‌تر بدانید💡

برخی از اپراتورهای رادیویی آماتور از سوئیچ خاصی به نام کلید کد مورس (code key Morse) استفاده می‌کنند. این وسیله قدیمی که به آن کلید دستی (hand key) یا کلید مستقیم (straight key) نیز گفته می‌شود، برای ارسال کد مورس به‌صورت دستی، مداری را ایجاد یا قطع می‌کند.

در این وسیله، یک سوئیچSPST ، یک اهرم و یک فنر، باعث می‌شوند که وقتی اپراتور اهرم را رها می‌کند، دستگاه خاموش شود.

در شکل 17 نماد شماتیک کلید کد مورس (Morse code key) نشان داده شده است.

شکل 17: نماد شماتیک کلید کد مورس (Morse code key) (کلید دستی یا کلید مستقیم)