برق پایه

برق پایه

اسلاید 1: مقدمه

اسلاید 2:

اسلاید 3: پس از اتمام اين دوره شما بايد بتوانيد : تفاوت بين رسانا (هادي )و نا رسانا (عايق)را توضيح دهيد . قانون اهم رابراي محاسبه ي جريان ، ولتاژ و مقاومت به كار ببريد . مقاومت معادل مقاومت هاي موازي و سري و يا مدارهاي تركيبي را محاسبه نماييد . افت ولتاژ دو سر يك مقاومت را محاسبه نماييد . توان و موارد اصلي ديگر داده شده را محاسبه نماييد . فاكتور هايي كه جهت و قطبيت ميدان مغناطيسي يك فلز حامل جريان را تعيين مي كند تشخيص دهيد . مقادير ماكزيمم و مينيمم ،مقادير متوسط و موثر يك موج سينوسي AC را تعيين نماييد . فاكتور هايي كه روي راكتانس خازني و القايي در يك مدار AC تاثير مي گذارد را شناسايي كنيد .ا مپدانس كل يك مدارAC را محاسبه نماييد . تفاوت بين توان حقيقي و توان ظاهري را در يك مدار ACرا توضيح دهيد . عناوين

اسلاید 4: مفهوم الكتريسيته با عناصر پايه ي سازنده مواد يعني اتم اغاز مي شود . هسته ي يك اتم از پروتون ها و نوترون ها تشكيل شده است . پروتون ها يك بار مثبت دارند و نوترون ها خنثي مي باشند .الكترون ها با بار منفي به دور هسته در گردش ا ند .(فقط الكترون ها و پرتون ها در شكل نشان داده شده ا ند .قسمت هاي آبي رنگ هسته ، نوترون ها را نشان ميدهند .) اجزاء يك اتم

اسلاید 5: الكترون هاي آزاد الكترون ها ي خارجي ترين لايه مي توا نند بوسيله ي يك نيروي خارجي مثل ميدان مغناطيسي ،اصطكاك و يا واكنش هاي شيميايي از مدارشان خارج شوند .در اين صورت « الكترون هاي آزاد» ناميده مي شوند . مبناي الكتريسيته حركت اين الكترون هاي آزاد است .

اسلاید 6: هادي ها جريان الكتريكي هنگامي ايجاد مي شود كه الكترون هاي آزاد از يك اتم به اتم ديگر منتقل شوند . ماده اي كه به الكترون ها اجازه حركت آزادانه را مي دهد هادي (رسانا) ناميده مي شود .مس ،نقره ،الومينيوم ،روي ، آهن از جمله هادي هاي خوب مي باشند .

اسلاید 7: نارساناها موادي كه به تعداد كمي از الكترون ها اجازه ي حركت مي دهند ، نارسانا (عايق) ناميده مي شوند . پلاستيك ، لاستيك ، شيشه ، ميكا و سراميك نارسا نا مي باشند .

اسلاید 8: كاربرد هادي و عايق در كنار هم بسياري از قطعات الكتريكي مثل كابل ، تركيبي از هادي ها و عايق ها هستند . عايق دور كابل رسانا ، به جريان اجازه ميدهد كه تنها در هادي جاري شود .

اسلاید 9: بارهاي الكتريكي موادي كه الكترون اضافي دارند ، داراي بار منفي هستند . موادي كه تعداد پروتون هايشان بيشتر از الكترون هايشان است داراي بار مثبت مي باشند . عناصري كه تعداد پروتون ها و الكترون هاي مساوي دارند خنثي (بي بار ) ناميده مي شوند .بارها در اطراف خودشان ميدان الكتريكي غير قابل مشاهده اي دارند كه مي توان اثر اين ميدان را توسط خطوط نيرو يي كه به صورت شعاعي از بار مثبت شروع و به بار منفي ختم مي شوند ، نشان داد . بارهاي ناهمنام يكديگر را جذب مي نمايند و بارهاي همنام يكديگر را دفع مي كنند .

اسلاید 10: نيمه هادي ها با اين كه نامشان نيمه هادي است اما آنها چيزي بين رسانا و عايق نيستند . بلكه آنها موادي با آرايش خاصي از كريستال ها هستند كه وقتي نيروي الكتريكي در يك جهت اعمال مي شو د به عنوان رسانا و وقتي جهت اعمال نيرو معكوس شود به عنوان نارسانا عمل مي كند . اين اصل اساس كار ديود ها و ترانزيستور ها و ديگر قطعات الكترونيكي نيمه هادي مي باشد . reversedreversed

اسلاید 11: جريان جريان ، شارش الكترون هاي آزاد در يك ماده از يك اتم به اتم بعدي و در يك جهت مشخص مي باشد كه آن را با نماد « I» نشان مي دهند، و با واحد آمپر سنجيده مي شود .

اسلاید 12: بعضي دانشمندان بين شارش الكترون و شارش جريان تمايز قائل مي شوند .تئوري شارش جريان قرار دادي شارش الكترون را رد مي كند و اظهار مي دارد كه جريان از مثبت به منفي شارش مي يابد براي جلوگيري از اشتباه ، اين دوره نظريه ي شارش الكترون را به كار مي برد كه اظهار مي دارد الكترون ها از منفي به مثبت شارش مي يابند جريان

اسلاید 13: ولتاژ به نيرويي كه موجب جاري شدن جريان در يك هادي مي شود نيروي محركه الكتريكي گويند كه از وجود يك اختلاف پتانسيل ناشي مي شود . از اختلاف پتانسيل عمدتا با عنوان ولتاژ ياد مي شود و بر حسب ولت سنجيده مي شود .

اسلاید 14: مقاومت تمام مواد تا حدي مانع شارش جريان مي شوند . اين خاصيت مقاومت ناميده مي شود واحد اندازه گيري مقاومت اهم است كه با حرف يوناني ( Ω) نمايش داده مي شود . با افزايش طول يا كاهش قطر مقاومت زياد مي شود .قطعاتي كه براي داشتن مقدار مقاومت خاصي توليد مي شوند ” مقاومت“ ناميده مي شوند .عايق ها مقاومت بسيار بالايي در برابر عبور جريان دارند در حالي كه هادي ها مقاومت كمي در برابر عبور جريان دارند و به جريان اجازه مي دهند به راحتي جاري شود .

اسلاید 15: قانون اهم قانون اهم فرمول پايه در مدارهاي الكتريكي است . اين قانون اظهار مي دارد كه جريان رابطه ي مستقيم با ولتاژ و رابطه ي عكس با مقاومت دارد .در فرمول فوق اين موضوع بيان شده است .

اسلاید 16: قانون اهم سه قاعده زير را به خاطر بسپاريد:جريان هميشه بر حسب آمپر بيان مي شود . ولتاژ هميشه بر حسب ولت بيان مي شود . مقاومت هميشه بر حسب اهم بيان مي شود .

اسلاید 17: در مدار الكتريكي فوق قانون اهم براي يافتن جريان به كار رفته است .

اسلاید 18: مقاومت مدار سري مدار سري هنگامي شكل مي گيرد كه تعدادي مقاومت به صورت پشت سر هم قرار گيرند به گونه اي كه تنها يك مسير جريان وجود داشته باشد .مقدار مقاومت ها در يك مدار سري با هم جمع مي شوند به عنوان مثال مقاومت كل ( Rt) در مدار سري فوق 16.1 اهم مي باشد .

اسلاید 19: ولتاژ مدار سري ولتاژ دوسر هر مقاومت در يك مدار سري افت ولتاژ نام دارد .افت ولتاژ دو سر مقاومت به مقدار مقاومت و مقدار جريان عبوري از آن ( بر حسب آمپر) بستگي دارد . در شكل فوق به عنوان نمونه 4 مقاومت مساوي 1.5اهمي به صورت سري با يك باتري 12ولت قرار گرفته اند .قانون اهم نشان مي دهد كه افت ولتاژ دوسر مقاومت ها با هم مساوي هستند .

اسلاید 20: مدار موازي مدار موازي وقتي شكل مي گيرد كه بيش از يك مسير جريان موجود باشد . وقتي دو يا چند مقاومت به صورت پهلو به پهلو قرار گرفته باشند در اين صورت يك مدار موازي خواهد بود .

اسلاید 21:

اسلاید 22: مقاومت مدارموازي وقتي چند مقاومت نا مساوي به صورت موازي قرار گيرند ، فرمول ديگري مورد نياز است .گرچه مثال زير سه مقاومت را نشان مي دهد اما فرمول آن قابل تعميم به هر تعداد مقاومت ديگر مي باشد .

اسلاید 23: ولتاژ مدار موازي هنگامي كه مقاومت ها به صورت موازي با منبع ولتاژ قرار گرفته باشند ، ولتاژ دو سر مقاومت ها مساوي و برابر با ولتاژ منبع خواهد بود.

اسلاید 24: جريان مدار موازي جريان عبوري در يك مدار موازي كه شامل مقاومت هاي مساوي است به صورت يكسان بين شاخه ها تقسيم مي شود .جريان كل عبوري ، مجموع جريان شاخه هاست.

اسلاید 25: وقتي مقاومت ها ي نامساوي به صورت موازي در يك مدار قرار گيرند ، مقدار و جهت جريان ها در شاخه ها متفاوت خواهد بود.جريان مسيري كه كمترين مقاومت را دارد بيشتر است.با توجه به شكل ،جريان بيشتري از مقاومتR1 نسبت به مقاومت R2 عبور مي كند.جريان هر شاخه مي تواند توسط قانون اهم محاسبه شود.

اسلاید 26: مدارهاي تركيبي بسياري از مدار ها از تعدادي مقاومت سري و موازي تشكيل شده اند ، اين مدار ها را مدار هاي تركيبي مي گويند

اسلاید 27: مدار هاي تركيبي مي توانند به مدارهاي ساده تر تبديل شوند . براي ساده سازي مدار مثال زير، ابتدا مقاومت معادل مدار موازي را مي يابيم .

اسلاید 28: مدار مي تواند دوباره با مقادير معادل جديد رسم شود . نتيجه يك مدار سري ساده مي باشدكه براي حل مسئله ، معادلات آموخته شده ي قبلي را به كار مي بريم .

اسلاید 29: توانكار هنگامي صورت مي گيردكه يك نيروي اعمالي موجب حركت شود . در يك مدار الكتريكي ، نيروي اعمالي ، ولتاژ است وجريان همان حركت است . سرعتي كه تحت آن كار انجام مي شود توان ناميده مي شود .مقدار توان مصرفي(بر حسب وات) در يك مدار الكتريكي به مقدار جريان عبوري از يك مقاومت و ولتاژ اعمالي ، بستگي دارد .

اسلاید 30: الكتريسيته و مغناطيس از آن جايي كه از مغناطيس براي ايجاد جريان استفاده مي شود و همچنين جريان الكتريكي يك نيروي مغناطيسي ايجاد مي كند ، درك مغناطيس براي درك الكتريسيته بسيار مهم و ضروري است. آهن ربا هاي دائمي براي حفظ خاصيت مغناطيسي خود ، نياز به جريان الكتريكي ندارند . سه نوع متداول آهن رباهاي دائمي آهن رباي ميله اي ، نعلي شكل و قطب نماي مغناطيسي مي باشد .

اسلاید 31: قاعده اصلي مغناطيسهرآهن ربا دو قطب شمال و جنوب دارد . اينها مناطقي هستند كه ماكزيمم ربايش را دارند . خطوط شار مغناطيسي كه قابل مشاهده نيستند ، از قطب شمال به سمت قطب جنوب است .با اين كه خطوط شار غير قابل مشاهده هستند اما اثر مغناطيسي آنها مي تواند مشاهده شود .وقتي كه يك برگه كاغذ كه روي آن براده هاي آهن پخش شده است را بالاي يك آهن ربا قرار دهيم ، براده ها خودشان را در راستاي خطوط شار منظم مي كنند .

اسلاید 32: اگر در امتداد مسيرهايي كه به وسيله ي براده هاي آهن در شكل قبل به وجود آمد ، خطوطي رسم شود ، خطوط شار به دست مي آيد .خطوط شار مغناطيسي از قطب شمال به سمت قطب جنوب امتداد دارد .اين خطوط هميشه حلقه بسته اي را كه به سمت قطب شمال برمي گردد ، در سرتا سر آهنربا تشكيل مي دهند .

اسلاید 33:

اسلاید 34: الكترومغناطيس هرگاه جريان در يك هادي شارش يابد در اطراف آن ميدان مغناطيسي به وجود مي آيد . رابطه ي معيني بين جهت جريان و جهت ميدان مغناطيسي وجود دارد . براي هادي ها قاعده دست چپ اين رابطه را شرح مي دهد . اگر يك هادي حامل جريان را دردست چپ بگيريم به طوري كه انگشت شست در جهت جريان قرار گيرد ، انگشتان ديگر به جهت خطوط شار مغناطيسي اشاره مي كند .

اسلاید 35: يك سيم پيچ حامل جريان به عنوان حلقه هاي سيمي منحصر به فرد ،توليد ميدان هاي مغناطيسي كوچكي مي كنند .اين ميدان هاي منحصر به فرد همديگر را تقويت مي كنند و ميدان بزرگي را ايجاد مي كنند . شدت اين ميدان را مي توان با افزايش تعداد دورهاي سيم پيچ يا افزايش جريان ،تقويت نمود .قانون دست چپ براي سيم پيچ نيز وجود دارد . انگشتان دست چپ را در جهت جريان به دور سيم پيچ حلقه كنيد . انگشت شست به قطب شمال اشاره مي كند .

اسلاید 36:

اسلاید 37: جريان متناوب در جريان متناوب الكترون ها ابتدا در يك جهت و سپس در جهت ديگر جاري مي شود . جريان و ولتاژ هر دو به طور مداوم تغيير مي كنند . شكل نمودار جريان متناوب (AC) ، به صورت موج سينوسي مي باشد كه جريان يا ولتاژ را نشان مي دهد . دو محور براي موج سينوسي رسم مي شود .محور عمودي دامنه و جهت جريان يا ولتاژ را نشان مي دهد . محور افقي زمان يا زاويه چرخش را نشان مي دهد . هنگامي كه شكل موج بالاي محور زمان است ، گوييم جريان در جهت مثبت جاري است ، وقتي شكل موج زير محور زمان است گوييم جريان در جهت منفي جاري است .يك سيكل كامل در 360 درجه اتفاق مي افتد كه نيمي مثبت و نيمي منفي است .

اسلاید 38: مولد AC ساده اين مولد AC ساده از يك مغناطيس دائم ،يك آرميچر ،حلقه هاي لغزان(sleep rings) ، جاروبك و يك بار مقاومتي تشكيل شده است . يك آرميچر به طور معمول از تعدادي سيم رسانا كه دور حلقه هايي پيچيده شده اند ، تشكيل شده اند اين حلقه ها حول ميدان مغناطيسي دائم حركت مي كند . براي ساده تر شدن ، در شكل فقط يك حلقه نشان داده شده است . هنگامي كه حلقه ي آرميچر در ميدان مغناطيس دائم حركت مي كند ، ولتاژي توليد مي شود كه باعث ايجاد جريان مي شود .حلقه ي لغزنده با آرميچر تماس دارد و با آن مي چرخد .جاروبك هاي زغالي حلقه ي لغزنده براي رساندن جريان از آرميچر به بار مقاومتي ، در خلاف جهت آن مي لغزند .

اسلاید 39: مولد ACبا توجه به اين كه آرميچر در ميدان مغاطيسي مي چرخد ، در وضعيت ابتدايي صفر درجه (شكل 1)، هاديهاي آرميچر به موازات ميدان مغناطيسي حركت مي كنند .آنها هيچ يك از خطوط شار مغناطيسي را قطع نمي كنند بنابرين هيچ ولتاژي القا نمي شود .با توجه به اين كه آرميچر از˚0 تا ˚ 90 مي چرخد (شكل2) ، هادي ها ، خطوط شار مغناطيسي بيشتر و بيشتري را قطع مي كنند. ولتاژ القايي به ماكزيمم مقدار در جهت مثبت مي رسد . شكل 1شكل 2

اسلاید 40: با توجه به اين كه مولد به چرخش خود از ˚ 90 تا ˚ 180 ادامه مي دهد (شكل 3)، آرميچر خطوط شار مغناطيسي كمتري را قطع مي كند ، .ولتاژ القايي از مقدار ماكزيمم مثبت به صفر كاهش مي يابد.آرميچر به چرخش خود از ˚180 تا ˚270 ادامه مي دهد (شكل4). هاديها خطوط شار مغناطيسي بيشتر و بيشتري را قطع مي كند اما در جهت مخالف . ولتاژي در جهت منفي القا مي شود وبه مقدار ماكزيمم در ˚270 مي رسد .شكل 3شكل 4

اسلاید 41: آرميچر به چرخش خود از ˚270 تا ˚360 ادامه مي دهد . ولتاژ القايي از مقدار ماكزيمم منفي به صفر كاهش مي يابد و اين ، چرخه را كامل مي كند .

اسلاید 42:

اسلاید 43: فركانس فركانس مولد ، تعداد سيكل هاي ولتاژ القا شده درآرميچر در هر ثانيه ، مي باشد .اگر يك آرميچر تك حلقه اي با سرعت 60 دور بر ثانيه (rpm) بچرخد ولتاژ القا شده 60 سيكل بر ثانيه خواهد بود . عبارت معادل براي سيكل بر ثانيه ، هرتز مي باشد . فركانس استاندارد مولدهاي AC در امريكاhz 60 مي باشد . در بعضي كشورها (از جمله ايران) فركانس توان خط hz 50 مي باشد .

اسلاید 44: اگر ميدان مغناطيسي تنها بوسيله دو قطب ايجاد شود ، ،فركانس با تعداد چرخش در هر ثانيه مي باشد . افزايش در تعداد قطب ها به طور متناظر باعث افزايش در تعداد سيكل هاي كامل در يك دور مي شود .دو سيكليك دور

اسلاید 45: ولتاژ يا جريان پيك مقدار پيك يك موج سينوسي در هر سيكل دوبار اتفاق مي افتد . يكي در مقدار ماكزيمم مثبت و يكي در مقدار ماكزيمم منفي .

اسلاید 46: پيك تو پيك ولتاژ يا جريان قدر مطلق اختلاف بين مقدار پيك مثبت و منفي ولتاژ يا جريان ، مقدار پيك تو پيك (p-p) ناميده مي شود .

اسلاید 47: ولتاژ يا جريان نمونه ولتاژ لحظه اي ، مقدار ولتاژ در هر لحظه از موج سينوسي است . كه مي تواند در هر نقطه اي از صفر تا مقدار پيك باشد . مثال فوق مقاديرولتاژ لحظه اي را در ˚90 ، ˚150و ˚240 نشان مي دهد .در اين مثال پيك ولتاژ 100ولت مي باشد .

اسلاید 48: ولتاژ و جريان موثر (RMS)روشي براي تبديل مقادير مختلف ولتاژ و جريان سينوسي ، به مقدار ثابت معادل انها ، مورد نياز است . مقدار موثر ولتاژ يا جريان ، متداولترين روش براي بيان مقداي AC مي باشد كه به مقدار RMS (root- mean-square) نيز معروف است .به عنوان مثال وقتي گفته مي شود 120 ولت اين همان مقدار RMS آن است . براي يك موج سينوسي مقدار موثر (RMS) 0.707 برابر مقدار پيك ولتاژ است .

اسلاید 49: خود القايي و خودالقا در مدارهاي AC مقاومت و ولتاژ تنها عوامل موثر روي جريان نيستند . دو عامل ديگر به نام هاي اندوكتانس (خود القايي) كاپاستانس (ظرفيت خازني )كه روي جريان AC تاثير مي گذارند. خود القايي(اندوكتانس ) ، ويژگي مدار الكتريكي است كه با هر گونه تغييري در جريان مخالفت مي نمايد . كه با حرف L نمايش داده مي شود . واحد اندازه گيري خود القايي هانري (H) مي باشد . هر تغييري در جريان يك خودالقا(سلف) ، نيرو محركه اي در جهت مخالف توليد مي كند كه با عامل به وجود آورنده آن تغيير مخالفت مي كند .در يك مدار ACجريان دائما تغيير مي كند و نيرو محركه مخالف توليد مي كند . يك خود القا(سلف) قطعه اي است كه براي داشتن مقدار خود القايي خاصي طراحي مي شود . چند نمونه از خود القاها يا قطعاتي كه خاصيت خود القايي دارند مثل چوك ، سيم پيچ ، رله و موتور مي باشند .

اسلاید 50: اندوكتانس ها در سري قواعد محاسبه ي اندوكتانس كل اندوكتانسها ي سري ، همانند قواعد محاسبه ي مقاومت كل در يك مدار سري مي باشد . در مدار فوق اندوكتانس كل mH 6 مي باشد .

اسلاید 51: اندوكتانس در حالت موازي قواعد محاسبه ي مقاومت كل در يك مدار موازي را مي توان براي محاسبه ي اندوكتانس كل در يك مدار موازي به كار برد . در شكل فوق اندوكتانس كل mH 2.8 مي باشد .

اسلاید 52: خازن و ظرفيت خازني ظرفيت خازني(كاپاسيتانس) ويژگي مدار الكتريكي است كه با تغيير ولتاژ مخالفت مي كند . اين ويژگي يك مدار يا قطعه رابراي ذخيره ي بار الكتريكي فعال مي كند .خازن قطعه اي ا ست كه براي داشتن مقدار ظرفيت خاص توليد مي شود . واحد اندازه گيري آن فاراد(F) مي باشد . خازن ها معمولا بر حسب ميكروفاراد (F µ ) يا پيكوفاراد(pF) نامگذاري مي شوند .

اسلاید 53: خازن ها در حالت سري قوانين محاسبه ي مقاومت كل در يك مدار موازي را مي توان براي خازن سري به كار برد . در مدار فوق ظرفيت كلF µ 2.8 مي باشد .

اسلاید 54: قوانين محاسبه ي مقاومت كل در يك مدار سري مي تواند براي خازن هاي موازي به كار رود. در مدار فوق ظرفيت كلF µ35 مي باشد . خازن هاي موازي

اسلاید 55: راكتانسدر يك مدار مقاومتي محض ، عاملي را كه با عبور جريان مخالفت مي كند مقاومت نامند . در يك مدار AC سلف ها و خازن ها هم با عبور جريان مخالفت مي كنند . مخالفتي كه سلف و خازن در برابر جريان از خود نشان مي دهند راكتانس ناميده مي شود.

اسلاید 56: راكتانس القايي مخالفتي راكه سلف در برابر جريان متناوب از خود نشان مي دهد راكتانس القايي گويند . راكتانس القايي كه بر حسب اهم اندازه گيري مي شود ، با فركانس (f) و اندوكتانس (L) متناسب مي باشد .افزايش فركانس يا اندوكتانس موجب افزايش راكتانس القايي مي شود .

اسلاید 57: راكتانس خازني مخالفتي كه خازن در برابر جريان متناوب از خود نشان مي دهد راكتانس خازني(Xc) ناميده مي شود . (Xc) با فركانس (f) و ظرفيت خازن (C) نسبت عكس دارد . خازن هاي بزرگتر ظرفيت خازني كوچكتري دارند. راكتانس خازني نيز بر حسب اهم اندازه گيري مي شود .

اسلاید 58: امپدانسعامل مخالف جريان متناوب كه توسط مدار ايجاد مي شود امپدانس (Z) ناميده مي شود امپدانس، برآيند بردارهاي راكتانس (XL , XC) و مقاومت مي باشد . يك بردار اندازه و جهت دارد . اندازه آن با طول بردار در يك شكل نشان داده مي شود . جهت بردار با زاويه بردار مشخص مي شود (كه با حرف يوناني θ نشان مي دهيم ) .

اسلاید 59: فاز ولتاژ و جريان (مدار مقاومتي )در مدار مقاومتي محض ، ولتاژ و جريان هم فاز هستند .

اسلاید 60: فاز هاي ولتاژ و جريان (مدار سلفي)يك مدار جريان متناوب (AC) ، هميشه تعدادي عناصر راكتيو سلف يا خازن يا هر دو را دارا مي باسد . در يك مدار سلفي محض ، ولتاژ نسبت به جريان ° 90 تقدم فاز دارد .

اسلاید 61: فاز هاي ولتاژ و جريان (در مدار مقاومتي و سلفي )در اين مدار ساده راكتانس القايي (XL) و مقاومت (R) در فركانس مورد نظر با هم مساوي هستند . وقتي دياگرام برداري آن را رسم نماييم ، مشاهده مي كنيم كه زاويه برآيند °45 مي باشد .در اين حالت ، ولتاژ نسبت به جريان °45 تقدم فاز خواهد داشت .(به خاطر داشته باشيد كه سلف با تغيير جريان مخالفت مي نمايد بنابرين در مدار سلفي ولتاژ نسبت به جريان تقدم فاز خواهد داشت .)

اسلاید 62: فاز هاي ولتاژ و جريان( در يك مدار خازني) در يك مدار خازني محض ، جريان نسبت به ولتاژ °90 تقدم فاز خواهد داشت .

اسلاید 63: فازها (در مدار مقاومتي و خازني )در مداري كه شامل خازن و مقاومت است ، جريان مدار نسبت به ولتاژ تقدم فازي كمتر از °90 خواهد داشت . در مدار نمومه فوق ، مقاومت و راكتانس خازني با هم برابر هستند .اگر دياگرام برداري رسم شود مشاهده مي نماييم كه زاويه بردار برآيند °45- خواهد بود .در اين مثال ، ولتاژ نسبت به جريان در فركانس نشان داده شده °45 تقدم فاز خواهد داشت .

اسلاید 64: محاسبه ي امپدانس فرمول فوق جهت محاسبه ي امپدانس كل Z يك مدار AC سري شامل مقاومت ، خازن و سلف مورد استفاده قرار مي گيرد . در اين حالت اگر راكتانس سلفي از راكتانس خازني بزرگتر باشد ، حاصل Xc-XL عددي مثبت خواهد بود . زاويه فاز مثبت نشان مي دهد كه راكتانس شبكه سلفي است .اگر راكتانس خازني از راكتانس سلفي بزرگتر باشد ،حاصل Xc-XL عددي منفي خواهد بود .علامت منفي زاويه ي فاز نشان مي دهد كه راكتانس شبكه خازني است .

اسلاید 65: در مدار AC فوق )در فركانس60 هرتز( مقاومتΩ1000، سلف mh5 و خازن µF 2 مي باشد . براي محاسبه امپد انس كل ابتدا بايد راكتانس هر عنصر راكتيو ( سلف و خازن ) محاسبه شود .

اسلاید 66: توان در مدار ها ي مقاومتي توان مصرفي به صورت گرما تلف مي شود ، كه به آن توان حقيقي مي گويند .

اسلاید 67: تواني كه در اختيار خازن و سلف قرار مي گيرد ، به توان راكتيو معروف است . در يك مدار AC توان كل از توان حقيقي و توان راكتيو تشكيل مي شود . بردار برآيند توان حقيقي و توان راكتيو ، توان ظاهري ناميده مي شود .لفظ « ظاهري» را از اين جهت به كار مي بريم كه عناصر راكتيو ايده آل ( خازن ها و سلف ها ) توان را به صورت گرما تلف نمي كنند بلكه فقط آن را به صورت ميدان هاي الكترو مغناطيسي يا الكترو استاتيكي ذخيره يا آزاد مي كنند .

اسلاید 68: مدار AC و فرمول هاي فوق توان حقيقي و توان ظاهري را نشان مي دهد امپدانس داده شده و جريان بدست آمده از قانون اهم 0.0849 آمپر مي باشد . توان حقيقي تلف شده توسط مقاومت 7.2 وات مي باشد توان ظاهري 10.2 ولت آمپر مي باشد .

اسلاید 69: ضريب توان ضريب توان نسبت توان حقيقي به توان ظاهري مي باشد كه رابطه اي است براي اندازه گيري مقدار تواني كه مصرف مي شود و مقدار تواني كه به منبع برگشت داده مي شود . ضريب توان اهميت زيادي دارد زيرا روي راندمان سيستم هاي توزيع توان اثر مي گذارد .ضريب توان توسط رابطه ي فازي بين ولتاژ و جريان تعيين مي شود و در حقيقت ، كسينوس زاويه بين آنها مي باشد. در يك مدار مقاومتي محض ، كه جريان و ولتاژ هم فاز هستند اختلاف فاز صفر مي باشد . كسينوس صفر درجه يك است . بنابر اين ، ضريب توان يك مي باشد و اين بدان معني است كه همه انرژي توليدي منبع ، توسط مدار مصرف مي شود .در مدار راكتيو هميشه مقداري اختلاف فاز بين ولتاژ و جريان وجود دارد . به عنوان مثال اگر اين زاويه ˚45 باشد ، ضريب توان 0.707 خواهد بود كه همان كسينوس ˚45 مي باشد .

اسلاید 70: ترانسفورماتور هاترانسفورماتور ها و قطعات الكترو مغناطيسي براي انتقال انرژي از يك مدار به مدار ديگر از طريق القاي متقابل به كار مي روند . ترانسفورماتورها داراي سيم پيچ اوليه و ثانويه هستند . يك منبع AC توان سيم پيچ اوليه را تامين مي كند . ميدان مغناطيسي توليد شده توسط سيم پيچ اوليه ولتاژي در سيم پيچ ثانويه القا مي كند كه توان را به بارمي رساند .

اسلاید 71: ترانسفورماتور ا فزايندهيك ترانسفور ماتورافزاينده براي افزايش ولتاژ در مدار ثانويه به كار مي رود . سيم پيچ اوليه تعداد دور كمتري نسبت به سيم پيچ ثانويه دارد . در مدار فوق يك ترانسفور ماتور براي افزايش ولتاژ از 120 ولت در سيم پيچ اوليه به 240 ولت در سيم پيچ ثانويه به كار رفته است . گفته مي شود كه اين ترانسفور ماتور نسبت 1:2 دارد زيرابه همان نسبت امپدانس افزايش و جريان نيز به همان نسبت كاهش يافته است. در اين مثال با جريان 10 آمپر در اوليه جريان ثانويه 5 آمپر خواهد بود .

اسلاید 72: ترانسفور ماتور كاهنده ترانسفور ماتور كاهنده براي كاهش مقدار ولتاژ به كار مي رود . سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور كاهنده تعداد دور بيشتري نسبت به سيم پيچ ثانويه دارد .در مثال فوق تعداد دور سيم پيچ اوليه دو برابر سيم پيچ ثانويه است بنابر اين نسبت كاهش 2:1 مي باشد . ولتاژ و امپدانس هر دو كاهش مي يابند در حالي كه جريان به همان نسبت افزايش مي يابد .

اسلاید 73: ترانسفورماتورهاي سه فاز- ثانويه با اتصال مثلثيترانسفورماتور هاي سه فاز هنگامي به كار مي روند كه توان سه فاز مورد نياز است . مثلا بارهاي بزرگ نظير موتورهاي ACصنعتي ، معمولا توان سه فاز نياز دارند . دو نوع اتصال اصلي ترانسفورماتورها ي سه فاز اتصال مثلث و Y مي باشد . در هر دو اتصال ولتاژ ثانويه برابر ولتاژ هر يك از فازها مي باشد . در شكل فوق ، اتصال ترانسفورماتور سه فاز به صورت مثلث و ولتاژ ثانويه 480 ولت AC مي باشد .

اسلاید 74: ترانسفورماتور هاي سه فاز – ثانويه با اتصال Yاتصال Yكه به اتصال ستاره معروف است ، چهار خط دارد . يكي از آنها مشترك با هر يك از فازها است . اين خط به عنوان نقطه ي خنثي شناخته مي شود . ولتاژ خط به خط 1.732(3√) برابر ولتاژبين نقطه ي خنثي و هر خط است .در مثال فوق ولتاژ خط به خط سيم پيچ ثانويه 480ولت مي باشد .ولتاژ بين نقطه ي خنثي و هر خط 277ولت مي باشد .