مدار RC(مقاومت خازن)؛ مدارهای الکتریکی؛ فیزیک عمومی 2؛ جلسه 16

سلام و عرض ادب خدمت دوستان عزیزم؛ امیدوارم حال دلتون عالی باشه. امروز و در ادامه مباحث مدارهای الکتریکی قصد داریم به مدارهای RC بپردازیم. با یک مقدمه کوتاه شروع می کنیم.

مدارهای RC (مقاومت–خازن)

از جمله ساده‌ترین و پرکاربردترین مدارهای الکترونیکی هستند که از ترکیب یک مقاومت (R) و یک خازن (C) تشکیل می‌شوند. این مدارها نقش مهمی در فیلتر کردن سیگنال‌ها، تأخیر زمانی، و تنظیم پاسخ فرکانسی در سیستم‌های الکترونیکی دارند.

بسته به نحوه اتصال اجزاء، مدارهای RC می‌توانند به صورت سری یا موازی طراحی شوند و در انواع فیلترهای پایین‌گذر، بالاگذر، و مدارهای تایمینگ به‌کار روند. فهم عملکرد این مدارها، پایه‌ای مهم در آموزش الکترونیک و طراحی سیستم‌های آنالوگ به شمار می‌آید.

در بخشهای قبل تنها به مدارهایی پرداختیم که جریان آنها با زمان تغییر نمی کرد. در اینجا بحث راجع به جریانهای متغیر با زمان را شروع می کنیم.

پر شدن خازن:

خازن دارای ظرفیت C شکل رو به رو در ابتدا بدون بار است. برای پر کردن این خازن کلید S را به نقطه a وصل می کنیم. این کار یک مدار سری RC متشکل از خازن، یک باتری ایده آل با ε، و یک مقاومت R به وجود می آورد.

به محض کامل شدن مدار، بار بین صفحات خازن و پایانه های باتری شروع به عبور می کند(جریان به وجود می آید.) این جریان بار q روی صفحات خازن و اختلاف پتانسیل روی خازن را افزایش می دهد. وقتی اختلاف پتانسیل روی خازن به اختلاف پتانسیل روی باتری می رسد، جریان صفر می شود.

با اعمال قاعده حلقه به مدار شروع می کنیم و مدار را از پایانه منفی باتری در جهت ساعتگرد می پیماییم و داریم:

یکسری فرمول هم برای تغذیه خازن ها داریم که دانستن آنها خالی از لطف نیست.

بریم یک مثال هم با هم ببینیم:

مثال) کلید S مدار شکل زیر در t =0 بسته می شود تا پر شدن خازن بدون بار اولیه C = 15 µF از طریق مقاومت R = 20 Ω شروع شود. در چه زمانی پتانسیل روی خازن با پتانسیل روی مقاومت برابر می شود؟

برای دیدن حل این مثال به محتوای ویدئوی آموزشی این جلسه در این لینک از کانال یوتیوب ما مراجعه فرمایید. اگر هم دوست دارید به کل محتوای ویدئویی این فصل دسترسی داشته باشید به این آدرس از فروشگاه وبسایت مراجعه کنید.

برای گرفتن نتیجه عالی حتما در مسیر آموزش از جزوه ها غافل نشوید. برای تهیه جزوه هم به این آدرس میتوانید سر بزنید.

باز هم ممنونیم که ما را در این مسیر حمایت می کنید.

موفق باشید🍀