آزمایش شارژ و دشارژ خازن

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
N.ZS

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۱۵ - ۱۷:۴۶


پست: 5



آزمایش شارژ و دشارژ خازن

پست توسط N.ZS »

لطفاً به سؤالات زیر در مورد آزمایش «شارژ و دشارژ خازن» جواب بدید، ممنون:
-علت استفاده از مقاومت در مدار این آزمایش چیست؟
-رابطۀ اندازۀ مقاومت با زمان شارژ و دشارژ خازن چیست؟

عبدالرضا علي پور

نام: عبدالرضا علي پور

محل اقامت: بوشهر

عضویت : شنبه ۱۳۹۴/۷/۱۸ - ۰۰:۲۷


پست: 823

سپاس: 172

جنسیت:

Re: آزمایش شارژ و دشارژ خازن

پست توسط عبدالرضا علي پور »

N.ZS نوشته شده:
جمعه ۱۳۹۹/۹/۲۸ - ۱۰:۴۰
لطفاً به سؤالات زیر در مورد آزمایش «شارژ و دشارژ خازن» جواب بدید، ممنون:
-علت استفاده از مقاومت در مدار این آزمایش چیست؟
-رابطۀ اندازۀ مقاومت با زمان شارژ و دشارژ خازن چیست؟
سلام این ادرس را ببینید احتمالا بهتون کمک میکنه
https://barghnews.com/fa/news/38583/%D8 ... 8%B3%D8%AA

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 444

سپاس: 221

جنسیت:

تماس:

Re: آزمایش شارژ و دشارژ خازن

پست توسط rohamjpl »

تخلیه خازن ، شارژ خود را با سرعت ثابت از دست نمی دهد. در آغاز روند تخلیه، شرایط اولیه از مدار عبارتند از: T = 0 ، I = 0 و R مقاومت . ولتاژ روی صفحات خازن برابر با ولتاژ تغذیه و V C = V S است . از آنجا که ولتاژ در t = 0 در صفحات خازن در بالاترین مقدار خود است ، بنابراین حداکثر جریان تخلیه در اطراف مدار RC جریان دارد.
تصویر
منحنی های مدار تخلیه RC
چون $ I = dQ/dt = CdV/dt $
یک خازن را به عنوان ظرفی در نظر بگیرید که می تواند مقداری شارژ ذخیره کند.
هر چه مقاومت در مسیر شارژ (تغییر حرکت به معنای جریان است) برای رسیدن به خازن بیشتر باشد ، ظرف شما کندتر پر می شود. به عبارت دیگر ، شارژ خازن بیشتر طول می کشد.
هنگامی که یک خازن با ظرفیت c با استفاده از منبع ولتاژ شارژ می شود V به صورت سری با مقاومت Rولتاژ Vc خازن (و بنابراین شارژ) با توجه به رابطه افزایش می یابد$V_{cap}=V[1-\exp ({-t/RC)}] $بنابراین ، همانطور که انتظار می رود ، زمان شارژ خازن با افزایش Rافزایش می یابد .
تخلیه ثابت زمانی یکسانی دارد R C
$ V_{cap}=V[exp ({-t/RC)}]$
توجه کنید که $ v_C(t) = V_{DC}u(t)$
در چارچوب تئوری مدار ایده آل ، اگر یک منبع ولتاژ ثابت ایده آل با ولتاژ در$v_S = V_{DC} $ باشد ، در زمان t = 0 ، بلافاصله به یک خازن ایده آل و بدون بار متصل می شود ، ولتاژ خازن یک مرحله است اما در واقعیت وابسطه به زمان هست $i_C(t) = CV_{DC}\delta(t) $
این به وضوح غیر فیزیکی است بنابراین چیزی در مدل وجود ندارد.، یک منبع ولتاژ فیزیکی نمی تواند خودسرانه جریان زیادی را تأمین کند و بنابراین ولتاژ روی خازن نمی تواند بلافاصله تغییر کند (از آنجا که جریان از بین رفته است ، سرعت تغییر ولتاژ محدود است)
علاوه بر این ، منطقه محصور شده توسط منبع ، هادی ها و خازن صفر نیست و بنابراین یک القای خود مدار و مقاومت هادی ها وجود دارد که می تواند جریان لحظه ای و سرعت تغییر آن را محدود کند.
علاوه بر این ، خازن های فیزیکی در واقع یک القا و مقاومت سری دارند.
بنابراین ، برای مدل سازی صحیح این مورد با استفاده از عناصر مدار ایده آل ، همه این القا ها و مقاومت های "انگلی" باید به مدل مدار ایده آل اضافه شوند تا جریان شارژ فیزیکی با دقت بیشتری پیش بینی شود
در حقیقت ما $q=q_0(1-e^{-t/(RC)}). $داریم
خازن کاملا شارژ نمیشه
$ t = \tau \ln\left(\frac{q}{Q-q}\right),$
زمان t گرفته شده توسط یک خازن ظرفیت C در یک مدار شارژ با مقاومت R به صورت سری با آن برای جمع آوری شارژ q با معادله داده شده است
$t=τln(qQ−q),$
جایی که $\tau $ ثابت زمانی است که توسط داده می شود $\tau = RC $ و Q حداکثر شارژ خازن هنگام شارژ کامل در آن مدار است.
برای پیدا کردن زمان خازن برای شارژ کامل ما باید وقت بگذاریم q=Q در سمت راست معادله فوق ارائه می شودلذا داریم $ \begin{align}t &= τ \ln (Q/0) \\
\implies t &= τ \ln \infty \\
\implies \infty &=\lim_{q\to Q} t\end{align}$
در حقیقت شما (علاوه بر مقاومت ها) ، معمولاً باید معادلات دیفرانسیل را حل کنید ، نه معادلات جبری. مگر اینکه ولتاژ کسینوس باشد: برای یک سیستم خطی ، پس هر ولتاژ و جریان به طور مشابه کسینوس است (با این تفاوت که ممکن است توسط ولتاژ ورودی یک فاز عقب باشد). سپس می توانید از این واقعیت استفاده کنید که می توانید کسینوس را با استفاده از فرمول اویلر به عنوان قسمت واقعی یک نماد با یک بیان خیالی نشان دهید:$V(t) = V_0 \cos \omega t = Re(V_0 e^{i\omega t}) $
سپس می توانید با استفاده از قوانین موازی و سری و قوانین Kirchhoff ، همه چیز را طوری محاسبه کنید که گویی تغییر زمانی در آن وجود ندارد و سپس در انتها ، در نماد پیچیده ضرب شده و قسمت اصلی را به خود اختصاص دهید. اما یک گفته وجود دارد: شما دیگر با مقاومت های خالی ، ظرفیت ها و القا ها برخورد نمی کنید ، بلکه با امپدانس ها سر و کار دارید. امپدانس یک عنصر مدار مربوط به مقدار مرتبط با عنصر مدار است ، اما وابسته به فرکانس است و پیچیده است. اکنون می توانید وانمود کنید که هیچ تغییر زمانی وجود ندارد و پیش بروید و با استفاده از قوانین جبری معمول ، اما وقتی با امپدانس ، محاسبه کنید. شما با ولتاژها و جریانهای پیچیده ای روبرو هستید ، اما می دانید که چگونه می توان تغییر زمان را حساب کرد: ضرب در $ e^{i\omega t}$ و قسمت واقعی را بگیرید. اما توجه داشته باشید که اگر من یک ولتاژ پیچیده بگیرم و آن را در نماد ضرب کنم و سپس قسمت واقعی را بگیرم ، به طور کلی هم کسینوس و هم اصطلاح سینوسی وجود دارد: به عبارت دیگر ، ولتاژ در یک نقطه از مدار در همان فرکانس ولتاژ محرک نوسان می کند ، .
تصویر

نمایه کاربر
You-See

نام: U30

محل اقامت: تهران

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۵/۱۹ - ۱۹:۰۵


پست: 1095

سپاس: 800

جنسیت:

تماس:

Re: آزمایش شارژ و دشارژ خازن

پست توسط You-See »

سلام.
علت استفاده از مقاومت به بیان ساده اینه که خازن می تونه با اتصال کوتاه، جریان عظیمی تولید کنه که تو کسری از ثانیه از سیم عبور می کنه، و باعث سوختن سیم، داغ کردن سیم یا از بین رفتن خود خازن می شه، برای همین سر راهش مقاومت قرار می دن، هرچه مقاومت بیشتر باشه جریان کمتری می تونه عبور کنه چون اختلاف پتانسیل دوسر خازن یک عدد مشخص هست و بینهایت نیست.
رفته رفته با افت این پتانسیل چون مقاومت ثابت هست، جریان هم افت می کنه و اون نمودارهای معروف شکل می گیره.
دقیقا مثل اینه که یک تانکر دارید که ازش آب می کشید، هر چی شلنگ باریک تر باشه (مقاومت بالاتر) جریان آب هم ضعیف تره و زمان تخلیه تانکر هم بیشتر می شه.
هرچی سطح آب تانکر هم پایین تر میاد، زور آب کمتر می شه و جریان افت می کنه.
دوستای گلم حمایت کنید : https://cafebazaar.ir/app/com.nikanmehr.marmarxword/

ارسال پست