تماس با ما

هرگونه پیشنهاد و انتقاد خود را با ما در میان بگذارید

خازن: خازن قطعه ای است که در خود بار الکتریکی ذخیره میکند. میزان باری که یک خازن در خود ذخیره میکند به عاملی بستگی دارد که به آن نمودار مشخصه خازن میگن (البته از لحاظ فیزیکی ظرفیت یک خازن به نوع خازن، ولتاژ دوطرف آن، جنس صفحات به کار رفته در ساخت خازن و ... بستگی داره که همه اینا روی این نمودار مشخصه تاثیر میزارن).

در این نمودار نسبت بار ذخیره شده در خازن به اختلاف پتانسیل دوطرف آن نمایش داده شده مانند نمودار شکل زیر :

بر اساس این نمودار مشخص است که بار ذخیره شده در خازن تابع اختلاف پتانسیل (ولتاژ) دو سر آن است یعنی

 با توجه به اینکه همواره برای حل یک مدار بایستی ارتباط بین جریان و ولتاژ مشخص گردد به ترتیب زیر عمل میکنیم:

بر طبق تعریف جریان داریم:

پس به ترتیب زیر عمل میکنیم:

پس با دانستن معادله مشخصه خازن و مشتق گرفتن از اون میشه نمودار vi مربوط به اون خازن رو بدست آورد.

خازن خطی تغییرناپذیر با زمان: در خازن خطی  تغییر ناپذیر با زمان داریم

در این صورت به معادلات زیر میرسیم که معادلات مربوط به نمودار vi یک خازن میباشند:

از این معادله یک نتیجه جالب میشه گرفت و اونم اینه که ولتاژ دو سر خازن علاوه بر اینکه به جریان عبوری از اون بستگی داره به ولتاژ اولیه (ولتاژ در زمان 0) هم بستگی داره، به همین دلیل میگن خازن حافظه داره (یادش میمونه که در ابتدای کار یه ولتاژ اولیه داشته و اون ولتاژ اولیه در ولتاژ نهایی موثره)، به همین دلیل امروزه از خازن ها در مدارهای حافظه استفاده گسترده ای میشه و حافظه های از نوع دینامیک از خازن به عنوان واحد ذخیره سازی استفاده میکنند.

مدارهای معادل:  با توجه به معادله بدست آمده میتوان مشخص کرد که ولتاژ دو سر خازن به دو عامل مجموع جریان و ولتاژ اولیه بستگی دارد و بنابراین میتوان در تحلیل های مداری یک خازن با ولتاژ اولیه V0 را به صورت یک خازن با ولتاژ اولیه 0 که به صورت سری با یک منبع ولتاژ ثابت V0 متصل است در نظر بگیریم مانند شکل :

مدار های معادل نورتون و تونن: شکل های زیر که به مدار های نورتون و تونن مشهورند مدارهای معادل هم هستند 

یعنی میتوان در تحلیل های مداری انها را به جای هم به کار برد به شرط انکه منابع نابسته موجود در مدار در فرمولهای زیر صدق کند:

برای به دست اوردن این فرمول ها به ترتیب زیر عمل میکنیم:

ابتدا مدار شکل الف را مدارباز در نظر میگیریم در این صورت i برابر صفر میشه و v=vcمیشود، با توجه به اینکه ولتاژ اولیه خازن صفره داریم :

در صورت مدارباز بودن شکل ب با توجه به اینکه میخواهیم دو مدار معادل باشند پس پاسخ مدار بایستی یکسان باشد و با توجه به اینکه در مدار شکل ب v=vs+vc و اینکه جریان عبوری از خازن صفر است چون ولتاژ اولیه خازن صفر است پس داریم v=vs و در نهایت میتوان گفت:

به کمک این فرمول میتوان مدار نورتون را به تونن تبدیل کرد .

برعکس اگر در مدار شکل الف KCL را برای یکی از گره ها بنویسیم داریم:

در این صورت:

به طور خلاصه داریم:

به این ترتیب درصورتی که یک خازن با ولتاژ اولیه داشته باشیم میتوان آن را با یکی از معادل های تونن یا نورتون آن جایگزین کرد همچنین در صورتی که در مداری به یکی از این مدارها برخورد کنیم میتوان آن را با معادل آن جایگزین کرد و با کمک رابطه های بالا منبع جریان را با منبع ولتاژ و منبع ولتاژ را با منبع جریان تعویض نماییم


خازن خطی تغییرپذیر با زمان:

در خازن خطی تغییرپذیر با زمان معادله مشخصه خازن به صورت زیر تغییر میکند

 

بنابراین معادله ولتاژ جریان به این صورت تغییر میکند:


لینک های مرتبط:

http://fa.wikipedia.org

http://daneshnameh.roshd.ir