خنق حلقة

خنق الحلقة هو مكون كهربائي يستخدم في الهندسة الكهربائية للحد من أو تصفية التيار في النظام الكهربائي. وهي تتكون من نوى مغناطيسية على شكل حلقة مغناطيسية ملفوفة في لفات الأسلاك النحاسية.

يتم استخدام خنق الحلقة في مجموعة متنوعة من التطبيقات لتقليل أو القضاء على التداخل أو الآثار غير المرغوب فيها. على سبيل المثال، يتم استخدامها لترشيح التداخل أو الضوضاء عالية التردد عن طريق قصر الترددات العالية، وبالتالي الحد من التيار. هذا مهم بشكل خاص في المعدات مثل أجهزة الكمبيوتر ومعدات الاتصالات السلكية واللاسلكية وأنظمة الصوت والفيديو التي تتطلب إرسال إشارات دون تدخل.

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام خنق الحلقة أيضًا للحد من التيار في دائرة التيار المتردد. أنها تساعد على تثبيت التيار عن طريق الحد من الذروة الحالية، وبالتالي منع تلف الجهاز. في إلكترونيات الطاقة، يتم استخدامها أيضًا لتصفية تيار التيار المستمر لضمان إمداد مستمر بالطاقة.

باختصار، يتم استخدام خنق الحلقة لتصفية التداخل، والحد من التدفق الحالي، وضمان مصدر طاقة ثابت في النظام الكهربائي.

الخنق الحلقي هو نوع خاص من الخنق، والذي يتكون من قلب حلقي ولف. يتكون قلب الحديد الحلقي من مادة مغناطيسية مثل مسحوق الحديد أو الفريت لتشكيل حلقة مغلقة. يتم لف اللف على قلب حلقي ويتكون من سلك معزول.

تتمثل وظيفة خنق الحلقة في الحد من التيار أو التحكم فيه في الدائرة. وهي تستخدم أساسا لتصفية التداخل في مصادر الطاقة. يولد لف الخنق مجالًا مغناطيسيًا حول قلب الحلقة. يعمل هذا المجال المغناطيسي كمحث ويولد قوة دافعة كهربائية خلفية ( EMF )، مما يحد من التدفق الحالي.

الفرق الرئيسي بين الخانق الدائري والأنواع الأخرى من الخانق هو تصميمها. الخنق الحلقي له قلب حلقي مغلق، في حين أن الخنق الأخرى يمكن أن يكون لها أشكال مختلفة، مثل لفائف أو نواة من النوع E. يوفر قلب الحلقة المغلقة لخنق الحلقة درعًا مغناطيسيًا أفضل، مما يقلل من التداخل والخسارة في الدائرة.

الفرق الآخر هو المغناطيسية للنواة الحلقي. سيؤثر اختيار المواد المغناطيسية الأساسية للحديد الحلقي على محاثة ومقاومة الاختناق. على سبيل المثال، خنق حلقة الفريت لديه محاثة عالية ومقاومة منخفضة، في حين أن خنق حلقة مسحوق الحديد لديه محاثة أقل ومقاومة أعلى.

باختصار، يوفر خنق الحلقة طريقة فعالة للحد من التيار في الدائرة وتصفية التداخل. إن تصميمها الأساسي المغلق على شكل حلقة واختيار المواد المغناطيسية يجعلها مختلفة عن الأنواع الأخرى من الاختناقات.

الخناق الحلقي له العديد من المزايا على الخناق الأخرى في الدوائر الإلكترونية :

1 - الحث العالي : بالمقارنة مع الخناق الأخرى، فإن الخناق الحلقي ذو الحث العالي. هذا يجعل من الممكن كبح التداخل عالي التردد وإمدادات الطاقة المستقرة بشكل فعال.

2 - انخفاض الفقد : نظرا لقلب الحلقة المغلق، فإن خنق الحلقة يكون لديه تسرب مغناطيسي أقل، مما يؤدي إلى خسارة أقل من خنق لفائف الهواء أو الفريت. وهذا يؤدي إلى زيادة الكفاءة وانخفاض توليد الحرارة.

3 - التداخل الكهرمغنطيسي المنخفض ( EMI) : يوفر خنق الحلقة، بسبب تصميمه، كبحا أفضل للتداخل الكهرومغناطيسي. يمكنهم تصفية التداخل عالي التردد بشكل أكثر فعالية، وبالتالي تحسين جودة الإشارة.

4 - التصميم المضغوط : عادة ما تكون الخناق الدائرية ذات تصميم مضغوط، مما يجعلها مناسبة للدوائر الإلكترونية ذات المساحة المحدودة.

5 - انخفاض الاقتران المغنطيسي : بالمقارنة مع الاختناقات الأخرى، يكون الاقتران المغنطيسي بين لفائف الخنق الحلقي أقل. هذا يقلل من خطر التداخل والاقتران المتبادل بين اللفات.

6 - سعة التحميل العالية : عادة ما تكون الخناق الحلقي مرنة للغاية بسبب تصميمها وموادها. يمكنهم التعامل مع التيارات العالية والجهد العالي دون التأثير على الأداء.

هذه المزايا تجعل خنق الحلقة خيارًا جيدًا للتطبيقات التي تتطلب التصفية الفعالة للتداخل والكفاءة العالية والتصميم المدمج.

يؤثر اختيار الحجم والمواد الأساسية للحديد الحلقي بشكل مباشر على أداء خنق الحلقة.

حجم اللب الحلقي :
- كلما كان اللف الحلقي أكبر، زاد عدد اللفات التي يمكن وضعها، مما ينتج عنه محاثات أعلى. يمكن للمحث الأعلى كبح التداخل عالي التردد بشكل أفضل وتقليل الذروة الحالية بشكل أكثر فعالية.
- توفر النوى الحلقية الأكبر مساحة سطح أكبر للتبادل الحراري، مما يتيح تبريد الخانق بشكل أفضل.

اختيار المواد الأساسية الدائرية :
سيؤثر اختيار المواد على الخواص المغناطيسية للنواة الحلقية. مواد مثل مسحوق الحديد أو الفريت لها نفاذية مغناطيسية عالية، مما يؤدي إلى ارتفاع الحث. هذا يجعل من الممكن قمع إشارات التداخل بشكل أفضل وتصفيتها بشكل أكثر فعالية.
يؤثر اختيار المواد أيضًا على التشبع المغناطيسي للنواة الحلقية. إذا كان الملف الحلقي مشبعًا، فلن يتمكن من الحفاظ على الحث المطلوب وسيضعف أداء الخنق.
- بعض المواد لديها أيضا موصلية حرارية أفضل من غيرها، مما يمكن أن يؤدي إلى تبريد أكثر كفاءة.

باختصار، يمكن للحلقات الكبيرة ذات المواد عالية النفاذية والتوصيل الحراري الجيد تحسين أداء خنق الحلقة من خلال توفير محاثة أعلى وتبريد أفضل.

يتم استخدام الاختناقات الدائرية في مجموعة متنوعة من التطبيقات والصناعات، خاصة عندما تكون هناك حاجة إلى طاقة فعالة أو نقل إشارة نظيف. وفيما يلي بعض الأمثلة :

1.تكنولوجيا الطاقة : غالبًا ما تستخدم خنق الحلقة لتبديل إمدادات الطاقة لقمع إشارات التداخل عالية التردد وتوفير جهد DC نظيف. أنها تساعد في تقليل التداخل الكهرومغناطيسي غير الضروري ( EMI ) وتحسين كفاءة إمدادات الطاقة.

2 - الإلكترونيات : تستخدم الخناق الحلقي في مجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية، مثل الحواسيب وأجهزة التلفزيون ومكبرات الصوت وأجهزة الصفحة الرئيسية، لترشيح إشارات الضوضاء وتوفير أداء أفضل. كما أنها تساعد في تقليل الضوضاء وتقلبات الجهد.

3 - الاتصالات السلكية واللاسلكية : تستخدم الخناق الحلقي في نظم الاتصالات السلكية واللاسلكية لترشيح الإشارات المسببة للتشويش وضمان نقل الإشارات بشكل واضح. على سبيل المثال، يتم استخدامها في دوائر مودم DSL وأجهزة التوجيه وأنظمة الهاتف وأنظمة الاتصالات الساتلية.

4 - صناعة السيارات : في المركبات الحديثة، تستخدم الخناق الحلقي في مختلف النظم للحد من التداخل الكهربائي وضمان أداء موثوق به. يتم استخدامها للتحكم في المحرك وأنظمة الإضاءة وأنظمة المعلومات والترفيه والمكونات الإلكترونية الأخرى.

5 - الأتمتة الصناعية : في نظم الأتمتة الصناعية، عادة ما تكون حلقة الاختناق جزءا من العاكس، وأجهزة التحكم في المحركات، والدوائر الإلكترونية الأخرى. فهي تساعد على تقليل التداخل الكهرومغناطيسي إلى الحد الأدنى وضمان التشغيل الموثوق للنظام.

( 6 ) الطاقة المتجددة : تستخدم الخناق الدائري أيضا في محطات الطاقة الشمسية والعنفات الريحية وغيرها من نظم الطاقة المتجددة. فهي تساعد على استقرار مصادر الطاقة، وتقلل من التداخل، وتحسن كفاءة الطاقة.

بشكل عام، تستفيد التطبيقات والصناعات التي تتطلب مصادر طاقة نظيفة وإرسال إشارات موثوق به وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي أكثر من استخدام الاختناقات الدائرية.