خوب،میدانیم که خازن در جریان DC ابتدا شارژ میشود و سپس هیچ جریانی ازش عبور نمیکند.اما اگر خازن را در جریان ACبه کار ببریم،داستان فرق خواهد کرد.اگر یک مقاومت را با یک خازن سری کنیم،مدار RC سری و اگر یک مقاومت را با یک خازن موازی کنیم،مدار RC موازی به وجود خواهد آمد.مدار RCسری یک فیلتر بالاگذر و مدار RCموازی یک فیلتر پایین گذر است.فرکانس هرچه بالا رود،مقدار مقاومت خازن کم میشود.در ادامه به طور تخصصی به مدارات RC میپردازیم:
1-مدار RC سری:یک مدار RC سری،از یک مقاومت و یک خازن به صورت سری با هم تشکیل شده،و فیلتر بالاگذری را تشکیل میدهد.اولین فرمول مهم،فرمول ولتاژ ها است،جمع ولتاژ دوسر خازن و مقاومت با ولتاژ منبع باید برابر باشد:
ve=vr+vc
امپدانس مدار RC برای استفاده به عنوان فیلتر بسیار مهم است.میدانیم که مقاومت خازن با توجه به فرکانس و از رابطه ی زیر به دست میاید:
XC=1/2πFC
و امپدانس کل مدار برابر خواهد بود با:(هم Rو هم XCاول به توان دو میرسند بعد زیر رادیکال جمع شده و سپس جذرشان گرفته میشود)و امپدانس با مقاومت و خازن،رابطه ی مثلثاتی دارند.
Z=√R2+X2C
اگر مقدار مقاومت یکی مثلا خازن بسیار بیش تر(بیش تر از 10 برابر)مقاومت دیگری همانند خود مقاومت در آمد،میتوان از آن صرف نظر کرد و نادیده اش گرفت،مثلا مقاومت خازن برابر با 1000 اهم و مقاومت خود مقاومت برابر با 10 اهم بود،امپدانس را میتوان همان 10 اهم در نظر گرفت.
توان های این مدار رابطه ی جالبی دارند.توان اکتیو و راکتیو،با توان ظاهری رابطه ی مثلثاتی دارند:
ps=V*I
PE=V*I*COSφ
PD=V*I*SINφ
همچنین PS برابر است با:
ps=√pe2+pd2
همانند مثلث قائم الزاویه هستند.
اما کسینوس فی در این مدار برابر با ضریب قدرت،سینوس فی برابر با ضریب قدرت غیر موئثر و تانژانت فی برابر با ضریب کیفیت مدار است.
cosΦ=R/Z
SINΦ=XC/Z
Q=tanΦ=XC/R
Φ=tan-1XC/R
2-مدار RC موازی:
اگر یک مقاومت و یک خازن را با هم موازی کنیم،یک فیلتر پایین گذری را تشکیل میدهیم.در این مدار،دیگر ولتاژ ها برابر هستند و جمع جریان ها باید برابر با جریان منبع شوند:
IE=IR+IC
امپدانس این مدار،بسیار شبیه به مقاومت های موازی است،با این تفاوت که اعداد زیر کسر همگی توان 2 میگیرند،یعنی:
1/Z2=1/R2+1/XC2
Z=R.XC/√R2+XC2
اختلاف فاز و روابط مثلثاتی در این مدار برابر است با:
(φ=tan-1(R*XC
SINΦ=Z/XC
COSΦ=Z/R
Q=R*XC
و در آخر،توان های ظاهری،و توان های اکتیو و راکتیو از روابط زیر به دست میایند:
PS=VE*IE
PD=-VE*IE*SINΦ
PE=VE*IE*COSΦ
همچنین PSبرابر خواهد بود با:
PS=√PE2+PD2
نکته:منظور از peتوان اکتیو،pdتوان راکتیو،کسینوس فی ضریب قدرت،Qضریب کیفیت است.
مداراتRLCقسمت دوم
