تلفن 021-88848547   021-88317033

ارسال مواد خریداری شده به سراسر کشور در اسرع وقت

مدار الکتریکی چیست ؟ انواع و کاربرد آن

مقالات (عمومی)
مدار الکتریکی چیست ؟ انواع و کاربرد آن

مدار الکتریکی ترکیبی از اجزای مختلف فعال و غیرفعال مانند مقاومت، خازن، سلف، دیود، ترانزیستور و غیره است. در یک مدار حلقه بسته، جریان الکتریکی از منبع (مانند باتری) در مواد رسانا (مانند سیم ها و کابل ها) به بار (مثلاً لامپ) جریان می یابد و از این رو به منبع باز می گردد.

به ترکیبی از عناصر و اجزای مختلف الکتریکی که به هر شکلی (پیکربندی ساده یا پیچیده) به هم متصل شده اند، شبکه الکتریکی می گویند. این همان اصطلاحی است که برای مدار الکتریکی استفاده می شود، اما معمولاً با شبکه های پیچیده ای که با قضایای شبکه حل می شوند مرتبط است.

مداری که حاوی عناصر الکتریکی زیادی مانند مقاومت ها، خازن ها، سلف ها، منابع جریان و ولتاژ (هر دو AC و DC) است که در آن تمام اجزا و عناصر مدار به طور پیچیده پیکربندی شده اند، شبکه پیچیده نامیده می شود. این نوع شبکه ها را نمی توان به راحتی با قانون ساده اهم یا قوانین کیرشهوف حل کرد. اگر چنین باشد، تعداد معادلات بیشتر قابل توجه خواهد بود.

ساده ترین راه برای حل و تجزیه و تحلیل یک شبکه پیچیده، استفاده از تکنیک های خاص مانند قضایای شبکه مانند قضیه نورتون، قضیه تیونین، قضیه برهم نهی، تبدیل ستاره – مثلث، تحلیل مدار ابرگره و سوپرمش و غیره است.

اهمیت مدار الکتریکی

دنیای بدون برق فراتر از تصور ماست. با شروع از دوران ماقبل تاریخ، انسان در هر جنبه از زندگی پیشرفت زیادی داشته است. ما عادت کرده ایم که همه چیز را با تکان دادن یک سوئیچ، لمس یک دکمه یا چرخاندن یک دستگیره به دست آوریم. در حالی که ما بسیار به بهره مندی از مزایای برق عادت کرده ایم، تصور اینکه چگونه برق از منبع خود به خانه ها و دفاتر ما می رسد آسان نیست.

گاهی اوقات مجبور است فواصل زیادی را از طریق شبکه پیچیده ای از خطوط انتقال و پست های برق طی کند تا امکانات و سرگرمی هایی را برای ما فراهم کند. این شبکه که برق را از منبع به مصرف کننده منتقل می کند، شبکه الکتریکی نامیده می شود. شبکه الکتریکی یک اصطلاح جمعی برای اجزای مختلف مانند ترانسفورماتورها، خطوط انتقال، پست‌ها و مراحل مختلف و شبکه‌های فرعی است که به تولید، انتقال و توزیع اختصاص دارد.

ویژگی های اصلی مدارهای الکتریکی

  • یک مدار همیشه یک مسیر بسته است.
  • یک مدار همیشه حاوی حداقل یک منبع انرژی است که به عنوان منبع الکترون عمل می کند.
  • المان های الکتریکی شامل منبع انرژی کنترل نشده و کنترل شده، مقاومت ها، خازن ها، سلف ها و غیره است.
  • در یک مدار الکتریکی جریان الکترون ها از پایانه منفی به پایانه مثبت انجام می شود.
  • جهت جریان جریان معمولی از ترمینال مثبت به منفی است.
  • جریان جریان منجر به افت پتانسیل در عناصر مختلف می شود.

بخش های اصلی یک مدار الکتریکی ایده آل

  • منابع الکتریکی برای رساندن برق به مدار و عمدتاً ژنراتورهای الکتریکی و باتری ها هستند
  • دستگاه های کنترل کننده برای کنترل الکتریسیته و عمدتاً سوئیچ ها، قطع کننده های مدار، MCB ها و دستگاه های مشابه پتانسیومتر و غیره هستند.
  • دستگاه های حفاظتی برای محافظت مدار در برابر شرایط غیرعادی و عمدتاً فیوزهای الکتریکی، MCB ها، سیستم های سوئیچگیر هستند.
  • مسیر رسانا برای انتقال جریان الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر در مدار و اینها عمدتاً سیم یا هادی هستند.
  • بنابراین، ولتاژ و جریان دو ویژگی اساسی یک عنصر الکتریکی هستند. تکنیک های مختلفی که توسط آن ولتاژ و جریان در هر عنصر در هر مدار الکتریکی تعیین می شود، آنالیز مدار الکتریکی نامیده می شود.
مدار الکتریکی چیست ؟ انواع و کاربرد آن

مدار الکتریکی چیست ؟ انواع و کاربرد آن

انواع اصلی مدارهای الکتریکی

مدار باز

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن ندارد (یعنی کامل نشده است) به عنوان مدار باز شناخته می شود. به عبارت دیگر، مداری که در آن ولتاژ به EMF (منبع تولید کننده) تمایل دارد و اصلاً جریانی در آن جریان ندارد، مدار باز نامیده می شود.

مدار بسته

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن دارد (یعنی مدار تکمیل شده) به عنوان مدار بسته شناخته می شود.

مدار کوتاه

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن دارد که مقدار مقاومت = صفر است. (یعنی مدار کامل یا بسته بدون بار متصل) به عنوان اتصال کوتاه شناخته می شود. به عبارت دیگر، مداری که در آن ولتاژ به صفر و جریان به بی نهایت متمایل می شود، اتصال کوتاه نامیده می شود.

مدار سری

در این مدارها، تمام عناصر الکتریکی (منابع ولتاژ یا جریان، سلف ها، خازن ها، مقاومت ها و غیره) به صورت سری به هم متصل می شوند، یعنی تنها یک مسیر برای عبور جریان برق وجود دارد. اینها مدارهای تک شاخه هستند.

مدار موازی

در این مدارها تمامی عناصر الکتریکی (منابع ولتاژ و جریان، سلف ها، خازن ها، مقاومت ها و غیره) به صورت موازی به هم متصل می شوند، یعنی مسیرهای زیادی برای عبور برق وجود دارد و حداقل انشعاب در این مدار دو انشعاب است.

سری-مدار موازی

اگر المان های مدار در برخی قسمت ها سری به هم و در برخی دیگر موازی باشند، این یک مدار سری موازی خواهد بود. به عبارت دیگر، این ترکیبی از مدارهای سری، موازی و سری-موازی است.

روش طراحی مدار الکتریکی

هنگام طراحی شبکه های الکتریکی برای پردازش سیگنال، اعمال یک عملیات از پیش تعریف شده بر روی اختلاف پتانسیل (اندازه گیری شده بر حسب ولت) یا جریان (اندازه گیری شده در آمپر) است. توابع معمولی برای این شبکه های الکتریکی تقویت، نوسان و عملیات الگوریتمی خطی آنالوگ مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، تمایز و ادغام است.

در مورد شبکه‌ های توزیع برق، مهندسان مدار را طراحی می‌ کنند تا انرژی را تا حد امکان بهینه‌ تر انتقال دهد و در عین حال عوامل اقتصادی، ایمنی شبکه و افزونگی را در نظر بگیرند. این شبکه ها از قطعاتی مانند خطوط برق، کابل ها، قطع کننده های مدار، کلیدها و ترانسفورماتورها استفاده می کنند.

برای طراحی هر مدار الکتریکی، مهندسان برق باید قادر به پیش بینی ولتاژ و جریان در مدار باشند. مدارهای خطی را می توان تا حد معینی با دست تجزیه و تحلیل کرد زیرا نظریه اعداد مختلط به مهندسان این توانایی را می دهد که تمام عناصر خطی را با استفاده از یک نمایش ریاضی واحد پردازش کنند.

برچسب ها

آیا مقاله برای شما مفید بود؟ آن را با دوستان خود به اشتراک بزارید