مدارها و شبکه­ های الکتریکی و موضوعات مربوطه

انواع مدار الکتریکی یا برد الکتروینکی

انواع زیادی مدار الکتریکی وجود دارد. در اینجا مختصرا تک تکشان را بررسی می­کنیم.

مدارهای سری در این مدارها همه­ المان­های الکتریکی (منابع ولتاژ و جریان،سلف،خازن،مقاومت و …) به صورت سری یا متوالی متصل شده اند. فقط یک مسیر برای حرکت الکتریسیته وجود دارد و انشعاب دیگری در این مدار وجود ندارد.

مدارهای موازی در این مدارها همه­ المان­های الکتریکی به صورت موازی بهم متصل شده ­اند. مسیرهای زیادی برای حرکت الکتریسیته وجود دارد و حداقل دو انشعاب در این مدارها موجود است.

مدارهای سری موازی اگر المان های مدار در بعضی بخش­ها سری باشد و در بعضی دیگر موازی،یک مدار سری-موازی خواهیم داشت. به بیان دیگر، این ترکیبی از مدارهای سری و موازی خواهد بود.

مدار ستاره دلتا این مدار نه سری است و نه موازی و نه سری-موازی. در این مدار، المان­های الکتریکی به نحوی متصل شده ­اند که  نمی­توان آنها را در ترم وضعیت سری و موازی و ترکیب آنها تعریف کرد. این نوع مدارها می­توانند به وسیله­ تبدیل ستاره-دلتا  یا دلتا-ستاره حل شوند.

در زیر،مدارهای مشتق شده­ دیگری است از مدارهای سری، موازی و سری-موازی.

• مدار مقاومتی خالص
• مدار سلفی خالص
• مدار خازنی خالص
• مدار مقاومتی-سلفی (RL) سری یا موازی
• مدار مقاومتی-خازنی RC سری یا موازی
• مدار سلفی-خازنی LC سری یا موازی
• مدار مقاومتی سلفی خازنی RLC سری یا موازی

اینها همه­ مدارهایی هستند که در شکل­ های پایین نشان داده شده اند.

در مدارهای بالا همه­ اجزای ذکر شده در بالا به صورت سری، موازی و سری-موازی متصل شده ­اند.

بیایید مدارهای الکتریکی بیشتری که شما باید قبل از شروع تحلیل مدار و شبکه­ الکتریکی بشناسید را مورد بررسی قرار دهیم.

• مدار خطی

مداری است که در آن پارامترها (مقاومت،سلفریالخازن،شکل موج و فرکانس) ثابت هستند. به بیان دیگر مداری که المان­های آن نسبت به ولتاژو جریان بدون تغییر باقی بمانند مدار خطی نامیده می­شود.

• مدار غیر خطی

مداری است که در آن پارامترها(مقاومت،سلف، خازن، شکل موج و فرکانس) نسبت به جریان و ولتاژ تغییر می­کنند. به بیان دیگر مداری که المان­های آن ثابت میستند مدار غیر خطی نامیده می­شود.

شبکه­ های الکتریکی

ترکیب المان­های الکتریکی که به هر نحوی به هم متصل می­شوند، شبکه­ الکتریکی نامیده می­شود.

شبکه­ های پیچیده

یک مدار که شامل تعدادی المان­های الکتریکی مانند مقاومت، خازن، سلف، منبع جریان و منبع ولتاژ (هم AC و هم DC) می­شود، مدار نامیده می­شود. این نوع از شبکه به سادگی به وسیله­ قانون اهم یا کرشوف حل نمی­شود. ما این مدارها را به وسیله­ تکنیک­هاییی مانند تونن و نورتون و قانون اجتماع(superpositionn) حل می­کنیم.

برد الکترونیکی یا مدار الکتریکی

مدار یک حلقه با مسیر بسته است که یک مسیر بازگشت برای جریان فراهم می­کند. یا یک مسیر رسانای بسته که در آن جریان می­تواند حرکت کند مدار نامیده می­شود.

تفاوت اصلی بین مدار خطی و غیرخطی

• مدار یک لایه

در مدار تک وجهی ویژگی مدار با تغییر جهت منبع ولتاژ یا جریان تغییر می­کند. به بیان دیگر، مدار تک وجهی به جریان یا ولتاژ اجازه می­دهد فقط در یک جهت حرکت کند. دیود یکسو کننده بهترین مثال اینگونه مدارهاست چون یکسو کنندگی را در هر دو جهت منبعع انجام نمی­دهد.

• مدار چند لایه

در مدار یک لایه ویژگی مدار با تغییر جهت منبع ولتاژ یا جریان تغییر نمی­کند. به بیان دیگر، مدار یک لایه به جریان یا ولتاژ اجازه می­دهد در هر دو جهت حرکت کند. خط انتقال بهترین مثال اینگونه مدارهاست چون اگر منبع را در هر جهتی قرار دهید ویژگی­های مدار ثابت می­ماند.

پارامترهای مدار یا ترم های ثابت و وابسته

المان­های مختلفی که در مدار الکتریکی استفاده می­شوند، پارامترها یا ثوابت مدار نام دارند مانند مقاومت و خازن و سلف و فرکانس و غیره. این پارامترها می­توانند توده یا پخش شوند.

• مدار اکتیو

مداری که شامل یک یا چند منبع E.MF (نیروی حرکتی برقی) شود مدار اکتیو نامیده می­شود.

• مدار پسیو

مداری که شامل منبع E.MF نمی­شود مدار پسیو نامیده می­شود.

تفاوت اصلی بین اجزای اکتیو و پسیو (توضیح بسیار ساده با مثال)

ترم های  دیگر مربوط به مدارها و شبکه­ های الکتریکی

• گره

نقطه یا محل اتصالی که دو یا چند المان به هم می­رسند گره نام دارد.

• شاخه

بخشی از مدار که بین دو نقطه­ اتصال قرار دارد شاخه نامیده می­شود. در شاخه، یک یا چند المان می­توانند متصل شوند و آنها دو پایانه (ترمینال برق) دارند.

• حلقه

یک مسیر بسته در مدار که بیش از دو مش می­تواند در آن اتفاق بیفتد حلقه نام دارد. می­تواند تعداد زیادی مش در یک حلقه باشد ولی یک مش تشکیل یک حلقه را نمی­دهد.

• مش

یک حلقه­ بسته که شامل حلقه­ بسته­ دیگری درون خود نباشد یا مسیری که شامل مسیر دیگری نشود مش نام دارد.