Table of Contents
مدار الکتریکی
هر گاه در دو سر یک اختلاف پتانسیل مسیر بسته ای برای عبور جریان وجود داشته باشد ساده ترین مدار الکتریکی شکل گرفته است.
در مدار شکل صفحه قبل باتری به عنوان اختلاف پتانسیل و مصرف کننده لامپ می باشد .
مدار ساده شامل باتری و مقاومت
یک باتری 10 ولت به عنوان ایجاد کنند اختلاف پتانسیل(منبع ولتاژ) و یک مقاومت 5 اهم به عنوان مصرف کننده در مدار شکل بالا قرار گرفته است.
در یک مدار الکتریکی جهت واقعی جریان همواره از منفی به مثبت و جهت قراردادی از مثبت به منفی می باشد
مدار باز یا قطع :
در یک مدار باز یا قطع جریان برابر صفر است I = 0
اتصال باز یا Open Loop که به اختصار OL نیز گفته می شود، باعث صفر شدن جریان در یک مدار می شود که درنتیجه مدار از کار خواهد افتاد.
مدار اتصال کوتاه (Short Circuit)
در یک مدار اتصال کوتاه جریان برابر حداکثر است
اگر یک مدار اتصال کوتاه شود، حداکثر جریان با توجه به توان منبع از مسیر اتصال کوتاه می گذرد. به عنوان مثال در شکل زیر اتصال کوتاه یک باتری باعث ایجاد جریان بالا و در نتیجه حرارت بالای سیم شده است. در مدارات الکترونیکی یکی از مشکلات مهم و خرابی ها ناشی از اتصال کوتاه شدن مدار می شود. اگر قسمتی از مدار اتصال کوتاه شود معمولا در گوشی های موبایل و تبلت ها در تست جریان کشی با منبع جریان بیشتری را روی آمپرمتر منبع تغذیه می بینیم.
قانون اهم
قانون اهم قانونی است که نسبت بین مقادیر مقاومت، ولتاژ و جریان را بیان می کند. به عبارت دیگر با داشتن مقادیر 2 کمیت می توان کمیت سوم را محاسبه کرد.
از مثلت بالا که روشی برای بخاطرسپاری آسانتر است، سه رابطه زیر بدست میآید:
مثال 1 محاسبه جریان الکتریکی
با استفاده از قانون اهم مقدار جریان را در مدار زیر محاسبه می کنیم:
پاسخ مثال محاسبه جریان الکتریکی
مثال 2 محاسبه ولتاژ الکتریکی
در مدار قبل با فرض اینکه مقدار مقاومت برابر 1کیلو اهم و جریان مدار 100 میکرو آمپر باشد ولتاژ باتری را محاسبه می کنیم :
نکته ! اگر با ضرایب میکرو، نانو و … آشنایی ندارید اینجا کلیک کنید
ویدیوی مدارالکتریکی
مدار سری مقاومتی
Series Circuit
هر گاه دو یا چند مقاومت را به گونه ای به هم متصل کنیم که فقط از یک سر به هم متصل باشند می گوییم با هم سری شده اند.
در مدار بالا
جریان کل= IS مقاومت کل = RT ولتاژ منبع =Vs
نحوه محاسبه مقدار مقاومت معادل در مدار سری
همانطور که در رابطه بالا مشاهده می فرمایید، مقدار مقاومت معادل در یک مدار سری از جمع تک تک مقادیر مقاومت های مدار بدست می آید.
مثال مدار سری مقاومتی
در مدار زیر مقدار مقاومت معادل دو نقطه A,B را محاسبه کنید
پاسخ مدار سری مقاومتی
چون مقاومت ها به صورت سری به هم متصل شده اند در نتیجه :
ویدیوی مدار سری
سری منابع تغذیه
هرگاه چند باتری را باهم سری کنیم ولتاژ معادل آنها از جمع جبری ولتاژهای آنها بدست می آید.
VA,B=-V1+V2-V3-V4
مثال سری کردن باتری ها
V1=10V
V2=5V
V3=15V
V4=1V
پاسخ مدار سری کردن باتری ها
برای حل از سمت چپ مدار شروع می کنیم و چون اول به منفی باتری شماره 1 برخورد می کنیم منفی می نویسیم و سپس به مثبت باتری شماره 2 برخورد می کنیم و مثبت می نویسیم و همین روند تا آخر مدار ادامه دارد.
VAB=-10+5-15-1=-21V
ویدیوی سری منابع تغذیه
مدار سری خازنی
رابطه ظرفیت خازن های سری
ظرفیت معادل خازنهای سری Ct از رابطه زیر بدست می آید:
با توجه به رابطه بالا می توان فهمید که با سری کردن خازن ها ظرفیت معادل آنها کم می شود اما ولتاژ تحمل آنها افزایش می یابد.
مثال مدار سری خازن ها
در مدار زیر مقدار ظرفیت معادل خازن ها را محاسبه کنید
پاسخ مدار سری خازنی
ویدیوی مدار سری خازنی و حل مساله مربوطه
دانلود ویدیوی مدار سری خازنی
مدارموازی
مدار موازی مقاومتی
هر گاه دو یا چند مقاومت به گونه ای به هم متصل شوند که از دو سر به هم متصل باشند می گوییم با هم موازی شده اند.
در یک مدار موازی ولتاژ تمامی قطعات با یکدیگر برابر است.
VS=VR1=VR2=VR3
مدار بالا سه مقاومت موازی با یک منبع را نشان می دهد .
برای محاسبه مقاومت معادل در یک مدار مقاومتی موازی از رابطه زیر استفاده می شود که RT مقدار مقاومت موازی می باشد.
مثال محاسبه مقدار مقاومت معادل مدار موازی
در مدار زیر در صورتی که مقدار مقاومت R1=1K Ω , R2=1K Ω, R3=500 Ω باشد مقدار مقاومت معادل را محاسبه کنید:
جواب مثال محاسبه مقدار مقاومت معادل مدار موازی
Rt=250Ω
رابطه کلی محاسبه مقاومت معادل در مدار موازی
نکته جالب و مهم موازی شدن دو مقاومت مساوی !!!
هرگاه دو مقاومت مساوی با هم موازی شوند مقدار معادل آنها برابر نصف خواهد بود . مثلا اگر دو مقاومت 100 اهم را با هم موازی کنیم مقاومت معادل آنها برابر 50 اهم می باشد.
مدار موازی خازنی
همانطور که در تصویر مشاهده می نمایید اگر چند خازن را با هم موازی کنیم مقدار ظرفیت معادل آنها از جمع تک تک مقادیر آنها بدست می آید.
مثال مدار موازی خازنی
در مدار زیر مقدار ظرفیت خازنهای موازی را محاسبه کنید
پاسخ مدار موازی خازنی
ویدیو مدار موازی