بوبین چیست؟ (اجزای سازنده و کاربردها)

بوبین چیست و چه کاربردی دارد؟ اهمیت بوبین زمانی مشخص می شود که نیاز به کنترل یکی از تجهیزات الکترونیکی داشته باشیم.

هرکس با قطعات الکترونیکی سر و کار داشته باشد احتمالا با قطعه ای به نام بوبین برخورد کرده است.

در ادامه با بخش های مختلف بوبین و کاربردهای آن بیشتر آشنا خواهیم شد.

1# بوبین چیست؟

در این بخش سعی داریم بدانیم که ساختار کلی بوبین چیست.

بوبین سیم پیچی است که به دور یک هسته پیچیده شده است و با اتصال به جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می کند.

میدان مغناطیسی تولید شده توسط بوبین متناسب با شدت و جهت جریان ورودی است و
به این ترتیب با توجه به کاربرد مورد نظر می توان بوبین را به راحتی کنترل کرد.

هم چنین اگر بوبین در معرض میدان مغناطیسی قرار بگیرد، به نحوی که خطوط میدان را قطع کند جریان الکتریکی تولید خواهد کرد.

این جریان الکتریکی با جهت و شدت چرخش بوبین در میدان مغناطیسی و شدت میدان مورد استفاده، متناسب خواهد بود.

2# بخش های تشکیل دهنده بوبین

همان طور که گفته شد بوبین از سیم پیچ و هسته تشکیل شده است که
سیم پیچ به طور منظم و به صورت مارپیچ به دور هسته پیچیده شده است.

در ادامه دو بخش اصلی بوبین یعنی سیم پیچ و هسته مورد بررسی قرار می گیرند.

3# سیم پیچ بوبین چیست و چه ساختاری دارد؟

با عبور جریان الکتریکی از یک سیم معمولی، میدان مغناطیسی اطراف سیم پدید می آید.

اگر چند سیم در کنار هم قرار بگیرند و جریان مشابهی از آن ها بگذرد میدان مغناطیسی قوی تری خواهیم داشت.

می توان سیم را به نحوی تغییر داد که علاوه بر کارایی بالا، طول کمتری از آن به کار گرفته شود.

به عنوان مثال میدان مغناطیسی حاصل از سیمی که به صورت n حلقه دور یک هسته پیچیده شده است،
مانند n سیم کنار هم عمل می کند که میدان مغناطیسی هم جهتی دارند و این میدان در مرکز حلقه متمرکز شده است.

بنابراین سیم پیچ، میدان مغناطیسی به مراتب قوی تری نسبت به سیم معمولی دارد.

یک سیم پیچ با تعداد دور و طول و قطر سیم مورد استفاده در آن شناخته می شود.

با افزایش تعداد دور سیم پیچ، میدان مغناطیسی قوی تر شده و
با افزایش قطر سیم توانایی عبور جریان الکتریکی بیشتر، فراهم خواهد شد.

پیچیدن سیم پیچ روی هسته می تواند یک لایه یا چند لایه باشد.

برای ایجاد میدان مغناطیسی با شدت بیشتر در یک فضای محدود، می توان از سیم پیچی چند لایه بهره گرفت.

البته گاهی برای کاهش ظرفیت خازن های پراکنده تشکیل شده بین سیم ها نیز از سیم پیچی چند لایه استفاده می شود.

4# هسته بوبین چیست؟

برحسب کاربرد مورد نظر، هسته می تواند به صورت یک استوانه یا به شکل های E و یا U باشد.

جنس هسته نیز می تواند آهن، فریت یا حتی هوا (یک لوله عایق از جنس مقوا یا پلاستیک) باشد.

البته وجود مواد فلزی فرومغناطیس به جای هوا افزایش چشمگیر میدان مغناطیسی را به دنبال خواهد داشت.

5# عوامل تاثیرگذار بر عملکرد بوبین چیست؟

قدرت و سرعت عملکرد بوبین به موارد زیر بستگی دارند:

• تعداد دورهای سیم پیچ
• قطر سیم مورد استفاده
• جنس هسته
• ابعاد و شکل هسته
• شدت جریان ورودی

با شناخت مشخصات و طرز کار بوبین با توجه به نوع کاربرد مورد نظر می توان مولفه های ساختاری بوبین را به گونه ای انتخاب کرد که
شرایط مورد نظر را تحقق بخشند.

مثلا برای فضاهای کوچک می توان با سیم پیچی چند لایه، افزایش طول سیم و استفاده از هسته فریت میدان مغناطیسی مطلوب را به دست آورد.

6# کاربردهای بوبین

بوبین به علت سادگی ساخت و عملکرد منحصر به فرد و قابلیت کنترل، قطعه ای مناسب برای بسیاری از کاربردهای صنعتی است.

در بیشتر موارد بوبین نقش یک آهنربای موقت و قابل کنترل را ایفا می کند.

ولی در برخی موارد وظیفه القای میدان مغناطیسی به یک بوبین دیگر (در ترانسفورماتور) و یا حتی تولید جریان الکتریکی را نیز به عهده دارد.

اما در ساخت تجهیزات الکترونیکی نقش بوبین چیست؟

از جمله کاربردهای بوبین می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- ساخت آهنربای موقت

2- اتصال کنتاکت های کنتاکتور

3- عملکرد برخی رله ها

4- باز و بسته کردن شیرهای برقی

5- استفاده در ترانسفورماتورها

6- تولید جریان الکتریکی (با چرخش در میدان مغناطیسی)

از مهمترین موارد کاربرد بوبین، می توان به کنتاکتور اشاره کرد.

در ادامه کاربرد بوبین در کنتاکتور مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

1-6# کاربرد بوبین در کنتاکتور

می خواهیم بدانیم که در عملکرد یک کنتاکتور نقش بوبین چیست.

کنتاکتورها در مدارهای قدرت و فرمان در برق صنعتی نقش مهمی را ایفا می کنند.

به طور کلی کنتاکتور، کلیدی (سوییچ) است که توسط یک جریان الکتریکی کم، قطع و وصل جریان بزرگتری را کنترل می کند.

کنتاکتور شامل قطعات زیر است:

1. کنتاکت (تیغه) قدرت
2. کنتاکت فرمان
3. بوبین
4. هسته های ثابت و متحرک
5. حلقه فراژه
6. فنر

عمل کردن کنتاکتور به این معنی است که کنتاکت های قدرت و فرمان تغییر وضعیت بدهند.

یعنی کنتاکت های بسته، باز شوند و کنتاکت های باز، بسته شوند.

تغییر وضعیت کنتاکت ها، عملی مکانیکی است که
به معنی حرکت کنتاکت ها به سمت پایین است.

در کلیدها این تغییر وضعیت به صورت دستی انجام می شود.

اما در کنتاکتور عمل تغییر وضعیت توسط بوبین انجام می شود.

در واقع اعمال جریان به بوبین منجر به تغییر وضعیت کنتاکتور خواهد شد.

بدین طریق که با برقراری جریان الکتریکی و فعال شدن بوبین، میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

این میدان مغناطیسی باعث می شود تا هسته متحرک کنتاکتور (هسته بالا) به سمت هسته ثابت کنتاکتور (هسته پایین) کشیده شود.

از آن جا که کنتاکت ها به هسته متحرک کنتاکتور متصل هستند،
با شروع به کار بوبین کنتاکت های کنتاکتور نیز به حرکت در می آیند و به این ترتیب به اصطلاح کنتاکتور عمل خواهد کرد.

اما پس از قطع جریان الکتریکی از ورودی بوبین، هنوز هسته ها حالت مغناطیسی خود را حفظ کرده اند و
هم چنان کنتاکتور در وضعیت فعال قرار دارد.

برای بازگشت کنتاکت ها به حالت عادی، از یک فنر در کنتاکتور ها استفاده می شود تا
پس از قطع جریان بوبین، هسته ها را از هم جدا کند.

7# نقش حلقه های فراژه در بوبین چیست؟

به منظور به دام انداختن میدان مغناطیسی و بهبود عملکرد بوبین حلقه های فراژه در هسته ثابت تعبیه می شوند.

این حلقه ها که معمولا از جنس مس هستند، حلقه اتصال کوتاه نیز نامیده می شوند.

در این مقاله ابتدا به طور خلاصه به معرفی بوبین پرداخته شد.
سپس اجزای بوبین، ساختار، نحوه عملکرد، کاربردها و به ویژه کاربرد در کنتاکتور مورد بررسی قرار گرفت.