13900802-alternate Currents-sheykhha-hakimi.pptx

‫تقدیم نامه‬ ‫تقدیم به‬ ‫( ُا ُ‬ ‫ستاذنا الشیخ االحسان الغالمی)‬

‫که راه تاریک علم را برای ما روشن ساخت‬

‫از طرف‬

‫و‬

‫ازمایش شماره ‪2‬‬ ‫ّ‬ ‫جریان متناوب درمدارهای مرکب از سلف‪ ،‬خازن و مقاومت‬ ‫نوسانات میرا و تشدید‬ ‫پل های جریان متناوب‬

‫جریان متناوب در مدارهای مرکب از سلف‪ ،‬خازن و مقاومت‪ .‬نوسانات میرا و تشدید‬

‫هدف‬ ‫• ولتاژ و جریان متناوب در مدارهای ّ‬ ‫مرکب از سلف‪ ،‬خازن و مقاومت‪.‬‬

‫تئوری‬ ‫•‬ ‫•‬ ‫•‬ ‫•‬ ‫•‬

‫تعریف جریان متناوب‬ ‫مقادیر لحظه ای جریان و ولتاژ متناوب‬ ‫مقادیر موثر جریان و ولتاژ متناوب‬ ‫رابطه ی بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫مدار ‪RC‬‬

‫• مدار ‪RLC‬‬

‫انواع جریان‬ ‫جریان دایم‬ ‫• همواره مقدار و جهت جریان ثابت‬

‫جریان یک طرفه‬ ‫• مقدار متغیر ولی جهت ثابت‬ ‫جریان ّ‬ ‫متغیر‬ ‫• مقدار و جهت با زمان تغییر می کند‬

‫جریان متناوب‬ ‫• یک نوع جریان متغیر که تغییرات ان در فاصله ی زمانی معین تکرار می شود‬

‫مقادیر لحظه ای جریان و ولتاژ متناوب‬ ‫ابتدا باید یک مبدا زمانی برای جریان و ولتاژ در نظر بگیریم‬

‫مقادیر موثر جریان و ولتاژ متناوب‬ ‫مقدار موثر یک جریان متناوب عبارت است از جریان دایمی که در زمانی مشخص با مقاومتی معین همان مقدار گرما را‬ ‫تولید کند که جریان متناوب ایجاد می کند‪.‬‬

‫مقادیر موثر جریان و ولتاژ متناوب‬ ‫مقدار موثر یک ولتاژ متناوب هم به طریق مشابه به دست می اید‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫مقاومت‬

‫از رابطه باال نتیجه می گیریم و هم فازند و‬

‫و‬

‫می باشند‪.‬‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬ ‫بر اثر عبور جریان از یک سلف‪ ،‬میدانی (‪ )H‬در ان به وجود می اید که شار مغناطیسی ‪ ɸ‬را ایجاد می‬ ‫کند‪.‬‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬

‫و‬

‫هم بعد هستند‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬ ‫در عمل سیم پیچ سلف دارای مقداری مقاومت است با در نظر گرفتن این مقاومت جریان به صورت زیر‬ ‫به دست می اید‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫سلف‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫خازن‬

‫رابطه بین ولتاژ و جریان در مدار‬ ‫خازن‬ ‫از رابطه (‪ )2‬اسالید قبل نتیجه می شود‬

‫هم بعد با مقاومت است‪.‬‬

‫مدار ‪RC‬‬

‫مدار ‪RC‬‬

‫مدار ‪RLC‬‬

‫مدار ‪RLC‬‬ ‫پس از دیفرانسیل گیری از معادله ی قبل به عبارت زیر می رسیم‬

‫از حل معادله ی باال معادله ی جریان به صورت زیر در می اید‬

‫مدار ‪RLC‬‬

‫مدار ‪RLC‬‬ ‫وقتی جریان متناوب باشد‬ ‫مقاومت ظاهری‬

‫اختالف فاز ولتاژ و جریان‬

‫فرکانس تشدید‬

‫پل های جریان متناوب‬

‫هدف‬ ‫• اندازه گیری ‪ L‬و ‪ C‬مجهول با استفاده از پل های جریان متناوب‪.‬‬

‫تئوری‬ ‫• پل‬

‫پل اندازه گیری جریان متناوب‬

‫پل اندازه گیری جریان متناوب‬

‫پل اندازه گیری جریان متناوب‬

‫انواع پل ها‬ ‫پل ُا ِون‬ ‫• اگر دو متغیر در یک بازو و به طور سری باشند‪( .‬متغیرها مستقل از فرکانس منبع)‬

‫پل شرینگ‬ ‫• اگر دو متغیر به طور انشعابی در یک بازو باشند‪( .‬متغیرها مستقل از فرکانس منبع)‬

‫پل لیساژو‬ ‫• متغیرها مستقل از فرکانس نیستند‬

‫ُ‬ ‫پل ا ِون‬

‫ُ‬ ‫پل ا ِون‬ ‫چنانچه اشکارساز دارای امپدانس داخلی زیاد باشد در حالت تعادل جریانی از خط وسط نمی گذرد‬ ‫و چون ‪:‬‬

‫ُ‬ ‫پل ا ِون‬ ‫با توجه به (‪ )1‬و (‪ )2‬خواهیم داشت‬

‫از (‪ )3‬دو شرط زیر به دست می اید‬

‫ُ‬ ‫پل ا ِون‬ ‫یا‬

‫ازمایش ‪2‬‬ ‫وسایل الزم‪ :‬اسیلسکوپ‪ ،‬اسیالتور‪ ،‬مقاومت و خازن‬ ‫‪ -1‬مدار روبرو‬ ‫موج مربعی‬ ‫منحنی و‬ ‫منحنی را از روی‬ ‫اسیلسکوپ دیده جدول‬ ‫را کامل می کنیم‪.‬‬

‫ازمایش ‪2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫در فرکانس ‪250Hz‬‬

‫‪ ‬توجه به تفاوت شکل های و‬ ‫‪ ‬مقایسه ی منحنی در فرکانسهای ‪ 250Hz‬و ‪.15KHz‬‬ ‫‪ -2‬ثابت زمانی مدار را از نمودار به دست اورید و با مقدار پیش بینی شده با رابطه ی‬ ‫مقایسه کنید و خطای نسبی را به دست اورید‪ .‬فرکانس = ‪250Hz‬‬ ‫سوال‪ :‬چرا نمی توان در این مورد از منحنی در فرکانس ‪15KHz‬استفاده کرد‪.‬‬

‫ازمایش ‪2‬‬ ‫‪ -3‬مدار روبرو‬ ‫فرکانس ‪20HZ‬‬ ‫مشاهده منحنی ولتاژ‬ ‫دو سر خازن‬ ‫‪ R‬را تغییر دهید‬ ‫جدول را کامل کنید‬ ‫علت قرار دادن خازن میکروفارادی ؟‬ ‫مقایسه ی به دست امده از ازمایش و محاسبه‪.‬‬

‫ازمایش ‪2‬‬ ‫ُ‬ ‫‪ -4‬پل ا ِون‬ ‫مدار روبرو‬ ‫فرکانس ‪500Hz‬‬ ‫و را تغییر‬ ‫دهید تا مدار به‬ ‫تعادل رسد‬ ‫و را به دست اورید‬

‫ازمایش ‪2‬‬ ‫ُ‬ ‫‪ -4‬پل ا ِون‬ ‫تحقیق کنید که حالت تعادل به فرکانس بستگی ندارد‪.‬‬ ‫به وسیله سلف سنج‬ ‫از طریق محاسبه‬ ‫از طریق ازمایش‬

‫?=‪L‬‬ ‫?=‪L‬‬ ‫?=‪L‬‬

‫متشکریم‬