مباحث پایه ای برق

مباحث پایه ای برق

اسلاید 1: مباحث پايه اي برقمهندس سيّدکريم طالبيSK_TALEBI@YAHOO.COMشرکت قشم ولتاژنماينده رسمي زيمنس در ايرانTraining@Qeshmvoltage.comورودخروج:کليد Escبا فشار کليد Space و يا کليک ماوس برنامه را به پيش ببريد

اسلاید 2: پس از پايان اين بخش قادر خواهيد بود:1- فرق بين هادي و عايق را توضيح دهيد .2- قانون اهم را براي محاسبه جريان ، ولتاژ و مقاومت بکار بريد .3- مدار معادل مقاومتهاي سري، موازي ، يا مدارهاي ترکيبي را محاسبه کنيد.4- افت ولتاژ دو سر مقاومتها را محاسبه کنيد. 5- توان را به صورتهاي مختلف محاسبه کنيد . 6- ضرايبي را که شدت و پلاريته ميدان مغناطيسي سيم پيچ حامل جريان را تعيين مي کند را تعريف کنيد.7- مقادير پيک ، لحظه اي و مؤثر شکل موج سينوسي را تعيين کنيد. 8- ضرايبي را که مقاومتهاي خازني و سلفي را در مدارات AC تحت تاثير قرار مي دهند را بيان کنيد.9- امپدانس کلي مدارات AC را محاسبه کنيد . 10- تفاوت بين توان حقيقي و ظاهري را در مدار AC توضيح دهيد.اهداف

اسلاید 3: فهم الکتريسيته با دانستن جزء اصلي ماده يعني اتم امکان پذير است. هسته ي اتم از پروتون ونوترون تشکيل شده است. پروتونها بار مثبت ونوترونها خنثي هستند. الکترونها دور هسته مي چرخند و بار منفي دارند. در شکل زيرفقط الکترونها و پروتونها نشان داده شده اند. (قسمت آبي هسته نشان دهنده ي نوترون است.)اجزاء اتم

اسلاید 4: الکترونهائي که از هسته فاصله ي بيشتري دارند با يک نيروي خارجي مانند ميدان مغناطيسي، اصطکاک يا عکس العملهاي شيميائي مي توانند از مدارهاي خودشان آزاد شوند. که به اين الکترونها ، الکترونهاي آزاد مي گويند. حرکت اين الکترونهاي آزاد، پايه الکتريسيته است.الکترونهاي آزاد

اسلاید 5: وقتي الکترونهاي آزاد از يک اتم به اتم ديگر حرکت مي کنند يک جريان الکتريکي توليد مي شود موادي که اجازه مي دهند الکترونهاي زيادي آزادانه حرکت کنند، رسانا ناميده مي شوند. رسانا هارسانه هاي خوب عبارتند از : مسنقرهآلومينيوم، رويآهن

اسلاید 6: موادي که کمتر اجازه ي شارش الکترونها را مي دهند عايق ناميده مي شوند. عايقهاي خوب عبارتند از:.عايق هاعايق هاي خوب عبارتند از : پلاستيکشيشه ميکا سراميک

اسلاید 7: بسياري از تجهيزات الکتريکي، از قبيل کابل ها، ترکيبي ازهادي ها وعايق ها مي باشند. عايقِ اطراف هادي هاي کابل اجازه مي دهد که فقط جريان در هادي وجود داشته باشد.رسانا ها و عايق ها با هم کار مي کنندعايقسيم (هادي)

اسلاید 8: نيمه هادي ها مطابق نامشان نصف رسانا ونصف عايق نيستند، بلکه آنها مواد کريستالي مخصوص اصلاح شده اي هستند که هنگاميکه نيروي الکتريکي در يک جهت به آنها وارد شود مانند رسانا عمل مي کنند، و هنگاميکه نيرو کاهش يابد، مانند عايق عمل مي کنند .اين اصل پايه عملکرد ديود ها ، ترانزيستورها و بسياري از وسايل الکترونيکي حالت جامد است.نيمه هادي ها ترانزيستورديود

اسلاید 9: موادي که الکترونهاي زيادي دارند داراي بار منفي اند. موادي که پروتونهاي زيادي نسبت به الکترون هادارند بار مثبت دارند. موادي که تعداد مساوي الکترونها و پروتونها دارند خنثي ناميده مي شوند. مواد باردار شده ميدان الکتريکي غير قابل رؤيتي در اطراف خود به وجود مي آورند که توسط خطوط نيرويي مشخص مي شود که از بار مثبت خارج شده و به سمت بار منفي حرکت مي کنند. بارهاي غير هم نام همديگر را جذب مي کنند. بارهاي هم نام همديگر را دفع مي کنند .بارهاي الکتريکي بارهاي غير همنام يکديگر را جذب مي کنند.بارهاي همنام يکديگر را دفع مي کنند.

اسلاید 10: بارهاي غير همنام يکديگر را جذب مي کنند.بارهاي همنام يکديگر را دفع مي کنند.

اسلاید 11: جريانجريان از جاري شدن الکترونهاي ماده از يک اتم به اتمديگر در يک جهت خاص به وجود مي آيند.جريان توسط سمبل I نشان داده مي شود و واحد آن آمپر مي باشد. يک کيلو آمپر(هزار آمپر) 1KA يک ميلي آمپر(يک هزارم آمپر) 1mA يک ميکروآمپر(يک ميليونيم آمپر)1µA

اسلاید 12: جريانجهت جريان قراردادي از قطب مثبت به قطب منفي مي باشد. ولي ما در اين جا جهت واقعي جريان يعني از قطب منفي به قطب مثبت را در نظر خواهيم گرفت. جهت واقعي جريانجهت قراردادي جريان

اسلاید 13: نيروئي که باعث مي شود جريان از داخل هادي عبور کند، اختلاف ولتاژ ناميده مي شود. که براي سادگي آن را ولتاژ مي نامند. واحد آن ولت مي باشد.ولتاژباطريSK_TALEBI يک کيلو ولت(هزار ولت) 1KV يک ميلي ولت(يک هزارم ولت) 1mV يک ميکرو ولت(يک ميليونيم ولت)1µV

اسلاید 14: تمام منابع ولتاژ DC ، مقدار زيادي الکترون در يک ترمينال و مقدار کمي در ترمينال ديگر دارند. اين باعث ايجاد اختلاف ولتاژ بين ترمينال ها مي شود. اين اختلاف ولتاژ ممکن است توسط فرآيند الکترو شيميائي مانند باتري، يا توسط القاي مغناطيسي مانند نيروگاهها، و يا توسط سلول خورشيدي به وجود آيد.ولتاژ سلّول خورشيدي باطري

اسلاید 15: تمام مواد در حد خود مانع از جاري شدن جريان مي شوند. اين خاصيت مقاومت ناميده مي شود. واحد مقاومت اهم مي باشد. که توسط يک علامت يوناني مشخص مي شود. مقاومت با افزايش طول يا کاهش سطح مقطع ماده افزايش مي يابد . عايق ها مقاومت خيلي زيادي دارند. رسانه ها به عبارت ديگر مقاومت کم دارند و اجازه مي دهند جريان به راحتي جريان پيدا کند.مقاومت سمبل مقاومت يک کيلو اهم (هزار اهم) 1KΩ يک مگا اهم (يک ميليون اهم) 1mΩ

اسلاید 16: قانون اهم، فرمول اساسي محاسبات در مدارهاي الکتريکي است.اين قانون مي گويد جريان به طور مستقيم با ولتاژ تغيير ميکند و به صورت معکوس با مقاومتارتباط دارد و به صورت فرمول زير بيان مي گردد:قانون اهم جريان=ولتاژمقاومت

اسلاید 17: در مدار زير از قانون اهم براي حل مدار استفاده مي شود.قانون اهم

اسلاید 18: يک راه ساده به خاطر سپردن قانون اهم استفاده آن در مثلث زير است:مثلث قانون اهم

اسلاید 19: سه موضوع زير را به خاطر داشته باشيد:، قانون اهمجريان هميشه به صورت آمپر بيان مي شودولتاژ هميشه با ولت بيان مي شودمقاومت هميشه با اهم بيان مي شود

اسلاید 20: مدار سري مداري است که مقاومت ها سر به سر به هم اتصال يافته و فقط يک مسير جريان وجود دارد. در مدار سري مقاومتها با هم جمع مي شوند. مثلا مقاومت مجموع در مدار سري زير شانزده هزارو صد اهم مي باشد.مدار در مقاومتي سري

اسلاید 21: ولتاژ دو سر مقاومت در مدار سري، افت ولتاژ ناميده مي شود. افت ولتاژ دوسر هرمقاومت حاصل ضرب مقدار مقاومت و مقدار جريان مي باشد. در شکل زير به عنوان مثال 4 مقاومتِ يک و نيم اهمي به صورت سري به يک باتري 12 ولتي متصل شده اند. قانون اهم مي گويد که افت ولتاژ تمام مقاومتها يکسان است.ولتاژ در مدار سريباطري 12 ولتيAجريان مدارE= 2A × 1.5ΩE= 3 Vافت ولتاژ دو سر هر مقاومتE= I × R

اسلاید 22: وقتي تعدادي بيش از يک مسير جريان وجود داشته باشد، مدار موازي تشکيل خواهد شد،يا وقتي تعداد 2 يا بيشتر، از مقاومتها در کنار(پهلوي هم) هم قرار گيرند، مدار موازي درست مي کنند.مدار موازي

اسلاید 23: وقتي در مدار موازي مقدار مقاومت ها يکسان باشند، مقاومت مجموع از تقسيم يکي از آنها بر تعداد آنها به دست مي آيد. به مثال زيرتوجه کنيد:مقاومت در مدار موازي

اسلاید 24: وقتي مقاومت ها با مقادير متفاوت به صورت موازي قرار بگيرند، فرمول متفاوت خواهد بود. شکل زير فرمول محاسبه مقاومت معادل براي سه مقاومت موازي را نشان مي دهد.مقاومت در مدار موازي

اسلاید 25: وقتي مقاومت ها به صورت موازي به منبع ولتاژ وصل شوند، ولتاژ در تمام آنها يکسان است.ولتاژ در مدار موازي

اسلاید 26: وقتي مقاومتهايي که مدار موازي را تشکيل مي دهند يکسان باشند ،جرياني که از آنها عبور مي کنند نيز يکسان است. مجموع جريان، جمع جريان هر شاخه است.جريان در مدار موازي

اسلاید 27: وقتي مقاومت هاي نامساوي به صورت موازي در مدار قرار بگيرند، عوامل مقابله با جريان در هر شاخه يکسان نيستند. جريان در شاخه ي با مقاومت کمتر، بالاتر است. در شکل زير جرياني که از مقاومت R2 عبور مي کند از R1 بيشتر است. جريان هر شاخه توسط قانون اهم محاسبه مي شود.جريان در مدارات موازي

اسلاید 28: بسياري مدارات شامل ترکيبي از مدارات سري و موازي هستند به اين مدارات،مدارات مختلط مي گويند. مدارات مختلطمدار سريمدار موازيمدار مختلط

اسلاید 29: مثالي از مدارات مختلف را در شکل زير مي بينيم. در ابتدا بايد مقاومت معادل مدار موازي دو مقاومت را محاسبه کرده وسپس مقاومت مجموع مدار را بدست آوريم.مدارات مختلط

اسلاید 30: مدار را مي توان با رسم دوباره مقدار معادل جديد دوباره کشيد. نتيجه، يک مدار سري ساده مي باشد که قبلا روش حل آن را آموختيد. مدارات مختلف

اسلاید 31: توانکار وقتي انجام مي شود که نيروي اعمالي باعث حرکت شود. در يک مدار الکتريکي، ولتاژ،نيروي اعمالي و جريان، حرکت است. ميزان انجام کار، توان ناميده مي شود. توان مصرفي در يک مدار الکتريکي بستگي به مقدار جرياني دارد که از مقاومت، به ازاء ولتاژ داده شده عبور مي کند. مقدار توان بر حسب وات با حاصلضرب ولتاژ در مقدار جريان محاسبه مي شود. در مثال زير توان 24 وات مي شود.P=12V x 6AP= 24 w

اسلاید 32: دانستن مغناطيس براي فهم الکتريسيته ضروري است. زيرا مغناطيس باعث ايجاد جريان الکتريکي مي شود. همچنين جريان الکتريکي، يک نيروي مغناطيسي متناسب توليد مي کند. تمام آهن ربا ها دو مشخصه دارند: اول آهن را جذب ونگه مي دارند، دوم اگر آزادانه رها شوند که حرکت کند، مانند آهن رباي سوزني (که درشکل نشان داده شده است) درراستاي محور مغناطيسي زمين قرار خواهند گرفت. آهن رباهاي دائمي احتياج به جريان الکتريکي ندارند که نيروي مغناطيس خود را حفظ کنند. بيشترين نوع آهن رباهاي موجود عبارتند از: نعل اسبي ، ميله اي و سوزني.مغناطيس و الکتريسيتهنعل اسبيميله ايسوزني

اسلاید 33: هر آهن ربا دو قطب دارد: قطب جنوب و شمال. اينها نقاطي هستند که بيشترين جذب در آنها اتفاق مي افتد. خطوط مغناطيسي نامرئي قطب شمال را ترک کرده وبه سمت قطب جنوب حرکت مي کنند .در حاليکه خطوط ميدان نامرئي هستند، تاثير ميدان مغناطيسي را مي توان مشاهده کرد. اگر يک تکه کاغذ روي آهن ربا قرار دهيم و براده هاي آهن را روي آن بپاشيم براده هاي آهن در راستاي ميدان مغناطيسي منظم خواهند شد.قوانين مغناطيس

اسلاید 34: با کشيدن خطوط روي براده هائي که قبلا توضيح داده شد، شکل زير رسم خواهد شد. خطوط مغناطيسي قطب N را ترک کرده و وارد قطب S مي شود و هميشه حلقه هاي بسته اي را تشکيل مي دهند که طرف دوم در داخل آهن ربا از قطبN به قطب S خواهد بود.اصول مغناطيسي

اسلاید 35: اصول مغناطيسوقتي دو آهن ربا در کنار هم قرار بگيرند، ميدان مغناطيسي اطراف آنها روي هم اثر مي گذارند.قطبهاي غير هم نام يکديگر را جذب، در حاليکه قطب هاي هم نام وقتي در کنار هم قرار بگيرند يکديگر را دفع خواهند کرد.قطب هاي همنام يكديگر را جذب مي كنند.قطب هاي غير همنام يكديگر را جذب مي كنند.

اسلاید 36: هر وقت جريان از هادي عبور کند ميدان مغناطيسي دراطراف آن ايجاد مي شود. ارتباط واضحي بين جهت جريان و جهت ميدان مغناطيسي وجود دارد. قانون دست چپ اين ارتباط را مشخص مي کند. اگر سيم حامل جريان توسط دست چپ گرفته شود، در حاليکه انگشت شست در جهت جريان باشد، جهت بسته شدن انگشت هاي ديگر همان جهت خطوط ميدان مغناطيسي خواهد بود..الکترو مغناطيس جهت جريانجهت ميدان

اسلاید 37: سيم پيچ حامل جريان نيز توليد ميدان مغناطيسي مي کند. تک تک حلقه ها ايجاد ميدان کرده و ميدان سيم پيچ از حاصل جمع ميدان ايجاد شده توسط تک تک حلقه ها به وجود مي آيد . هر چه قدرتعداد دور سيم پيچ و جريان عبوري از سيم پيچ بيشتر شود، ميدان مغناطيسي قوي تر خواهد بود. قانون دست چپ در اين جا نيز براي تعيين جهت ميدان توليد شده صادق است. با دست چپ سيم پيچ را طوري مي گيريم که انگشتها در جهت جريان باشد در اين صورت انگشت شست جهت ميدان مغناطيسي توليد شده را نشان خواهد داد. الکترو مغناطيسجريان

اسلاید 38: از کاربردهاي مهم الکترومغناطيس، استفاده در کليدها و کنتاکت هاي تجهيزات مختلف از جملهزنگ اخبار، در بازکن و انواع کليدهاي مرکّب برقي مي باشد..مانند شکل زير با برق دار شدن سيم پيچ ، هسته آن آهنربا شده و صفحه فلزّي مقابل خود را جذب مي کند. مثال کاربرديولتاژ

اسلاید 39: در جريان متناوب، جريان ابتدا در يک جهت سپس در جهت ديگر خواهد بود. هم جريان وهم ولتاژ به طور پيوسته تغيير مي کنند.جريان متناوب دو محور دارد: يک محور مربوط به دامنه و ديگري مربوط به جريان . محور افقي، زمان و محور عمودي ،جريان ناميده مي شود. شکل موج وقتي در بالاي محور قرار دارد جريان مثبت است و وقتي شکل موج در پايين محور است گفته مي شود جريان در جهت منفي است. يک سيکل کامل در 360 درجه اتفاق مي افتد نصفي از آن مثبت ونصف ديگرمنفي است.جريان متناوبزمانجهت مثبتجهت منفي

اسلاید 40: ژنراتورهاي AC با قانون القاي الکترو مغناطيسي کار مي کنند. ولتاژ به هادي هايي که داخل ميدان مغناطيسي حرکت مي کنند، القا مي شود. يک ژنراتور پايه اي شامل منبع ميدان مغناطيسي ، يک آرميچر، حلقه هاي لغزان، جاربکها ويک بار مقاومتي است. آرميچر شامل تعدادي حلقه سيم است که داخل ميدان مغناطيسي مي چرخد. براي سادگي در مثال زير يک ژنراتور تک حلقه اي نمايش داده شده است.جاروبکحلقـه لغزانبار مقاومتيآرميچرژنرا تورهاي AC

اسلاید 41: نحوه توليد ولتاژ در ژنراتور را مشاهده مي نماييد.ژنراتورهاي AC

اسلاید 42: همانطور که آرميچر در داخل ميدان مقناطيسي مي چرخد، در موقعيت ابتدائي (صفر درجه) هادي هاي آرميچربه صورت موازي با ميدان مقناطيسي حرکت مي کنند و در اين موقعيت هيچ خطي از ميدان مقناطيسي را قطع نمي کند. بنابراين ولتاژي توليد نمي شود. هنگامي که آرميچر از صفرتا نود درجه مي چرخد، هادي هاي آن خطوط ميدان را بيشتر وبيشتر قطع مي کند و ولتاژ توليدي نيز به نسبت، در جهت مثبت بيشتر مي شود.ژنرا تورهاي ACاز صفر تا 90 درجهصفر درجه

اسلاید 43: وقتي آرميچر در موقعيت 90 درجه تا 180 درجه قرار مي گيرد، قطع خطوط ميدان توسط آن کمتر و کمتر مي شود، بنابراين ولتاژ توليدي هم از مقدار ماکزيمم به سمت صفر کم مي شود. وقتي آرميچر در موقعيت 180 درجه تا 270 درجه قرار مي گيرد، هادي ها بيشتر وبيشتر خطوط ميدان را قطع کرده، اما ولتاژ توليدي در جهت منفي خواهد بود و بيشترين مقدار ولتاژ توليدي در زاويه ي 270 درجه است.ژنراتورهاي ACاز90 تا 270 درجهاز 90 تا 180 درجه

اسلاید 44: هنگامي که آرميچر زاويه 270 تا 360 درجه را طي مي کند، سيکل کامل مي شود..و ولتاژ به مقدار صفر خود باز مي گردد.ژنراتورهاي ACاز 270 تا 360 درجه

اسلاید 45: تعداد سيکل هاي ولتاژ که در يک ثانيه وجود دارد فرکانس نام دارد. اگر يک حلقه ي آرميچر در هر ثانيه 60 دور بچرخد ولتاژ توليدي هم در هر ثانيه 60 سيکل خواهد داشت واحد فرکانس هرتس مي باشد فرکانس استاندارد برق توليدي در ايران 50 هرتس است. درآمريکا مقدار فرکانس 60 هرتس است.فرکانسيک چهارم ثانيه

اسلاید 46: به هر نسبت که قطب هاي آهن ربا را زياد کنيم، تعداد سيکل هاي برق توليدي در هر دور نيز به همان نسبت بيشتر مي شود. يک ژنراتور دو قطب، در هر دور يک سيکل توليد مي کند . ژنراتور چهار قطبي در هر دور، چهار سيکل توليد مي کند.فرکانسيک دور کامل آرميچردو سيکلژنراتور 4 قطبي

اسلاید 47: مقدار قله ي شکل موج سينوسي در هر سيکل دو بار اتفاق مي افتد: يک بار در مقدار ماکزيمم مثبت وديگري در مقدار ماکزيمم منفي.قلّه ولتاژ يا جريان زمانمقدار قلّه (پيک)مقدار قلّه (پيک)

اسلاید 48: دامنه ولتاژ يا جريان بين قله مثبت و قلّه منفي را مقدار ”پيک تا پيک“ مي نامند. از قلّه تا قلّه ولتاژ يا جريانزماناز قلّه تا قلّه (پيک تا پيک)

اسلاید 49: مقادير لحظه اي ولتاژ يا جريان مقداري است که در هر زمان روي شکل موج سينوسي وجود دارد ودر هر جائي از مقدار صفر تا مقدار قله(پيک) مي تواند باشد. شکل زير مقادير لحظه اي را در زواياي 90 درجه ، 150 درجه و 240 درجه نشان ميدهد. در اين شکل ولتاژ پيک 100 ولت است.مقادير لحظه اي ولتاژ يا جريان

اسلاید 50: روشي براي تبديل مقادير متغير جريان و ولتاژ متناوب، به مقدار ثابتِ معادل نياز است . مقدار موثر ولتاژ و جريان، متداول ترين روش بيان مقدار AC است که به عنوان RMS ناميده مي شود. اگر مي گوئيم برق شهر ايران 220 ولت است، اين مقدار، مقدار RMS برق شهر مي باشد. در هر شکل موج سينوسي مقدارموثر يا RMS هفت دهم مقدار قله است.جريان يا ولتاژ RMS مقدار پيک = 7/169

اسلاید 51: در يک مدار AC مقاومت و ولتاژ تنها عوامل تاثير گذار جريان نيستند. راکتانس عبارتي است که براي دو عامل تاثير گذار مدار AC يعني سلف و خازن بکار برده مي شود .خاصيت سلفي مشخصه اي از مدار الکتريکي است که با هر تغييري در جريان مخالفت مي کند و با حرف L نشان داده مي شود. واحد آن هانري مي باشد. سلف وسيله اي ست که خاصيت سلفي دارد. مثالي از سلفها يا وسايلي که داراي خاصيت سلفي هستند عبارتند از : ترانسفورمرها ، چوکها ، سيم پيچ ها ، رله ها و موتورها.خاصيت سلفي وسلف نماد مداري سلف (سيم پيچ)سلفي کوچکي که روي مدار بسته مي شود.ترانسفورمر معمولي

اسلاید 52: نحوه محاسبه سلفها در مدار سري همانند محاسبه آنها در مدارات مقاومتي است که از جمع تک تک سلفها بو جود مي آيد. در مدار زير مقدار معادل برابر 6 ميلي هانري مي باشد.سلفها به صورت سري

اسلاید 53: سلف معادل در مدار موازي از قانون محاسبه مقاومت معادل در مقاومت هاي موازي تبعيّت مي نمايد.سلف ها در مدار سري

اسلاید 54: خاصيت خازني، ويژگي در مدارالکتريکي است که با تغيير ولتاژ مخالفت مي کند و مدار يا وسيله را قادر مي سازد که بار الکتريکي را ذخيره کند. خازن وسيله اي است که براي داشتن مقدار مشخصي خاصيت خازني ساخته مي شود. واحد آن فاراد مي باشد وبه صورت ميکروفاراد يا پيکو فاراد نيز بيان مي شود.خازن وخاصيت خازني خازن هاي داراي قطبنماد مدارينمونهخازن هاي بدون قطبنماد مدارينمونه

اسلاید 55: قوانيني که در محاسبه مقاومت ها در مدار موازي به کار برديم، مي تواند براي محاسبه خازن معادل در مدار سري به کار رود. در مدار زير ظرفيت معادل 8/2 ميکروفاراد مي باشد.خازن ها در مدارسري

اسلاید 56: قوانيني که در محاسبه ي مقاومت ها در مدار سري به کار برديم، مي تواند براي محاسبه ي خازن معادل در مدار موازي به کار رود .در مدار زير ظرفيت معادل 35 ميکروفاراد مي باشد.خازن ها در مدار موازي

اسلاید 57: در مدارات مقاومتي خالص، عامل مقاوم در برابر جريان، مقاومت ناميده شد.در مدار AC خازن ها و سلف ها نيز با جريان مخالفت مي کنند. عامل مقابله با جريان ناشي از سلف وخازن ، راکتانس ناميده مي شود.راکتانسعناصر غير فعّال يا راکتيو

اسلاید 58: راکتانس سلفي، عامل مقابله با جريانِ توسط سلف است. مقاومت سلفي با اهم بيان مي شود و با فرکانس و مقدار اندوکتانس ( L ) متناسب است. افزايش فرکانس يا افزايش اندوکتانس باعث افزايش راکتانس سلفي خواهد شد.راکتانس سلفي

اسلاید 59: راکتانس خازني عامل مقابله با جريان متناوب توسط خازن مي باشد.و به صورت معکوس با فرکانس و مقدار خازن متناسب است. هر چه مقدار خازن بيشتر باشد راکتانس خازني کمتر مي شود راکتانس خازني نيز با اهم بيان مي شود.راکتانس خازني

اسلاید 60: امپدانس، جمع برداري راکتانس خازني بر راکتانس مقاومتي است. يک بردار هم مقدار و هم جهت دارد. مقدار با طول فلش نشان داده مي شود. جهت نيز با زاويه فلش نمايش داده مي شود.امپدانس

اسلاید 61: در مدار مقاومتي خالص، ولتاژ و جريان هم فاز هستند.فازهاي ولتاژ و جريان

اسلاید 62: در مدارات AC عناصر سلفي وخازني نيز وجود دارند . در يک مدار خالص سلفي، ولتاژ از جريان، 90 درجه جلوتر است.فازهاي ولتاژ و جريان در مدار سلفي جريانولتاژ

اسلاید 63: در مدار ساده ي زير راکتانس سلفي ومقاومت در يک فرکانس مشخص با هم برابرند. وقتي به صورت برداري آنها را رسم مي کنيم مي توانيم ببينيم که زاويه ي بردار معادل آنها 45 درجه است. در اين حالت ولتاژ از جريان 45 درجه جلوتر است. به خاطر داشته باشيد که سلف هميشه با تغيير جريان مخالفت مي کند. بنابراين ولتاژ در مدار سلفي از جريان جلوتر است.فازهاي ولتاژ و جريان در مدارات سلفي ومقاومتي جريانولتاژ

اسلاید 64: فازهاي ولتاژ و جريان در مدارات خازني جريانولتاژدر مدارات AC عناصر سلفي وخازني نيز وجود دارند . در يک مدار خازني خالص، جريان از ولتاژ، 90 درجه جلوتر است.

اسلاید 65: در مداراتي که شامل سلف ومقاومت هستند، جريان از ولتاژ به مقدار کمتر از 90 درجه جلوتر است. در مثال زير مقاومت وراکتانس خازني برابرند. وقتي به صورت برداري رسم مي شوند خواهيم ديد که بردار نتيجه زاويه 45 درجه دارد. در اين مثال جريان از ولتاژ به اندازه 40 درجه در فرکانس مشخص جلوتر است.فازها در مدارات خازني و مقاومتيجريانولتاژ

اسلاید 66: فرمول زير براي محاسبه امپدانس معادل Z در مدار سري شامل مقاومت سلف وخازن بکارمي رود. در حالتي که راکتانس سلفي از راکتانس خازني بيشتر است تفريق XC از XL مقداري مثبت خواهد بود .زاويه ي فازي مثبت نشان مي دهد که راکتانس از نوع سلفي است يعني راکتانس سلفي از راکتانس خازني بيشتر است، اگر حاصل تفريق XC از XL مقداري منفي باشد زاويه ي فازي منفي نشان دهنده راکتانس خازني بودن است. محاسبه امپدانس

اسلاید 67: در مثال زير که يک مدار AC با فرکانس 60 هرتز است، مقاومت برابر با 1000 اهم، سلف برابر با 5ميلي هانري و خازن 2 ميکرو فاراد است .براي محاسبه امپدانس ابتدا لازم است که راکتانس هر عنصر محاسبه شود.محاسبه امپدانس

اسلاید 68: وقتي راکتانس ها مشخص شدند، امپدانس معادل مدار، توسط فرمول زير محاسبه مي شود.محاسبه امپدانس

اسلاید 69: اگر ولتاژ و جريان معلوم باشند امپدانس معادل توسط قانون اهم محاسبه مي شوند.محاسبه ي امپدانس با قانون اهم

اسلاید 70: در مدارات مقاومتي توان مصرفي به شکل حرارت تلف مي شوند. اين توان، توان حقيقي ناميده مي شود.توان= توان حقيقيتوان حقيقي بر حسب وات بيان مي شود

اسلاید 71: تواني که براي سلف يا خازن فراهم مي شود، توان راکتيو نام دارد. در يک مدار AC توان معادل،از توان حقيقي وتوان راکتيو به دست مي آيد. جمع برداري توان حقيقي وتوان راکتيو توان ظاهري نام دارد. عبارت ظاهري به اين دليل استفاده مي شود که المانهاي خازن وسلف توان را به شکل حرارت مصرف نمي کند، فقط آن را ذخيره کرده و دوباره رها مي کند. که اين ذخيره و رها سازي به شکل ميدانهاي الکترومغناطيسي يا الکتروستاتيکي است. توان توان حقيقي به صورتگرما پراکنده مي شودتوان راکتيوبه صورتميدان الکترومغناطيسيذخيره مي شودتوان راکتيوبه صورتميدان الکتروستاتيکيذخيره مي شود

اسلاید 72: توانمدار AC زير به همراه فرمول هاي محاسبه توان حقيقي و توان ظاهري را مي بينيد. امپدانس ها داده شده ومدار توسط قانون اهم حل مي شود.. جريان محاسبه شده برابر است با 0849/0 آمپر مي باشد. توان حقيقي که توسط مقاومت مصرف مي شود 2/7 وات است. توان ظاهري برابر است با 2/10 ولت آ مپر مي باشد.توان ظاهري:توان حقيقي:

اسلاید 73: ضريب توان، نسبت توان حقيقي به توان ظاهري است. و نشان دهنده اين موضوع است که :چه مقدار از توان مصرف مي شود و چه مقدار به منبع باز گردانده مي شود. ضريب توان از آن جهت مهم است که بازده سيستمِ توزيعِ توان را تحت تاثير قرار ميدهد. ضريب توان، با استفاده از ارتباط فازي بين جريان و ولتاژ تعيين مي شود. و در حقيقت کسينوس زاويه ي بين آن دو مي باشد. در مدار مقاومتي خالص، که مقاومت و جريان هم فازند، زاويه ي فازها صفر است و کسينوس صفر درجه يک مي باشد. بنابراين ضريب قدرت در مدار مقاومتي خالص يک است. اين بدان معني است که تمام انرژي تبديل شده به منبع توسط مدار مصرف مي شود. در مدارات راکتيو هميشه بين ولتاژ و جريان زاويه وجود دارد. اگر به عنوان مثال اين زاويه 45 درجه باشد، ضريب قدرت 7/0خواهد بود.ضريب توان = ضريب توانتوان حقيقيتوان ظاهري

اسلاید 74: ترانسفورمرها وسايل الکترومغناطيسي هستند که انرژي را از يک مدار به ديگري توسط 2 سيم پيچ انتقال ميدهند. ترانسفورمرها داراي سيم پيچهاي اوليه و ثانويه هستند. منبع AC به سيم پيچ اوليه متصل مي شود. ميدان مغناطيسي توليد شده در اوليه، ولتاژي را روي سيم پيچ ثانويه مي اندازد که اين ولتاژ توان را به بار مي رساند.ترانسفورمرهاسيم پيچ ثانويّهسيم پيچاوليّه

اسلاید 75: يک ترانسفورمر افزاينده، براي افزايش ولتاژ کار مي رود. سيم پيچ اوليه تعداد دور کمتري نسبت به ثانويه دارد. در مثال زير يک ترانسفورماتوربه عنوان افزاينده استفاده شده است که دراوليه 120 ولت ودر ثانويه 240 ولت وجود دارد. در اين حالت گفته مي شود ترانسفورمر، نسبت 1به 2 دارد. چون امپدانس نيز افزايش مي يابد، جريان نيز به همين نسبت يعني 1به 2 کاهش مي يابد. به عنوان مثال اگر جريان اوليه 10 آمپر باشد، در ثانويه 5 آمپر خواهيم داشت.ترانسفورمرهاي افزاينده900دور1800دور10 آمپر5 آمپرمنبع برقبار

اسلاید 76: ترانسفورمرهاي کاهنده براي کاهش ولتاژ به کار مي روند. تعداد دور اوليه از تعداد دور ثانويه بيشتر است. در مثال زير، اوليه تعداد دوري دو برابر با تعداد دور ثانويه دارد. بنابراين نسبت کاهندگي 2 به 1 خواهد بود. ولتاژ و امپدانس هر دو کاهش مي يابند. درحاليکه جريان به همين نسبت 2به1 افزايش مي يابد.ترانسفورمرهاي کاهنده 900دور1800دور10 آمپر5 آمپرمنبع برقبار

اسلاید 77: ترانسفورمرهاي سه فاز وقتي به کار مي روند که برق سه فاز احتياج باشد. به عنوان مثال بارهاي بزرگ مانند موتورهاي AC القائي، برق سه فاز لازم دارند. دو نوع ترانسفورمر پايه اي سه فاز وجود دارد: دلتا و WYE. در هر دو حالت ولتاژهاي ثانويه براي هر سه فاز يکسان است. در مثال زير، ترانسفورماتور سه فاز با اتصال دلتا بوده و هر کدام از ولتاژهاي ثانويه 480 ولت مي باشند.ترانسفورمرهاي سه فاز، ثانويه دلتا

اسلاید 78: اتصال ستاره 4 سر دارد. سه سر آن به سه فاز و يک سر به نول متصل مي شود. ولتاژ خط به خط 7/1 دهم برابر ولتاژ فاز به نول مي باشد. در مثال زير ولتاژ خط به خط 480 ولت است بنابراين ولتاژ خط به فاز 277 ولت خواهد بود.ترانسفورمرهاي سه فاز با اتصال ثانويه ستاره نول

اسلاید 79: مهندس سيّد كريم طالبيشرکتقشم ولتاژSK_TALEBI@YAHOO.COMTraining@Qeshmvoltage.com