توان:
در مدار الکتریکی و در محاسبه ولتاژ جریان و توان ، باید دقت کنیم این محاسبات برای یک شاخه صورت
می گیرد که این شاخه می تواند مقاومت ، سلف ، خازن ، و منابع مستقل یا وابسته ولتاژ و جریان باشد ،
در هر رابطه که می نویسیم باید دقت کنیم جهت ها را برای آن عنصر متناظر در نظر گرفته ایم ، زمانیکه
جهت ها متناظر نباشند در روابط علامت منها را باید لحاظ کرد .
توان برایک عنصر با جهت های متناظر مانند شکل مقابل
اگر مدار DC باشد حاصل توان یک عدد است ،
اگر مدار AC باشد ( سینوسی باشد ) داریم :
رابطه بالا یک رابطه زمانی است (توان لحظه ای )
توان لحظه ای حول یک عدد نوسان دارد ( حالت سینوسی دارد ).
حالت مثلثاتی :
وقتی منابع سینوسی هستند ، در محاسبات معمولا توان متوسط مورد نیاز است و معمولا به محاسبه توان
لحظه ای نیست .
توان متوسط عنصر مقاومت :
در مقاومت قانون اهم برقرار است یعنی V=Ri
حال اگر جریان سینوسی باشد ، یعنی داشته باشیم ؛
اگر در رابطه توان متوسط زاویه و ولتاژ جریان مساوی شود خواهیم داشت ،
توان متوسط سلف و خازن :
سلف و خازن توان متوسط ندارند و برابر صفر است ؛
چرا ؟ چون رابطه ولتاژ و جریان دیفرانسیلی است یعنی در سلف داریم ؛
بنابراین اگر
VL برابر خواهد شد با ؛
اگر این رابطه را ساده کنیم ،
به همین ترتیب توان متوسط خازن نیز صفر می شود ، البته به لحاظ منطقی نیز توان متوسط سلف و خازن
باید صفر شود ، زیرا توان متوسط یعنی توان تلفاتی و در مدار الکتریکی توان فقط در مقاومت تلف می شود
و در سلف و خازن ذخیره می شود .
توان متوسط منابع :
اختلاف بین ولتاژ و جریان غیر از صفر و 90 درجه است ، توان مختلط ( توان ظاهری ):
یعنی محاسبه توان در حوزه فازور،
I = 3 + 4 j V = 1 + 2j
I = 3 - 4j V = 1- 2j
نحوه انتخاب ZL به طوریکه بیشترین توان متوسط در آن تلف شود :
وقتی بخواهیم در دوسر دلخواه مداری ،ZL را به گونه ای حساب کنیم که بیشترین توان به آن انتقال داده
شود خواهیم داشت ؛ که در این حالت 50% توان متوسط مدار به دو سر A و B منتقل می شود.
در مدار الکتریکی و در محاسبه ولتاژ جریان و توان ، باید دقت کنیم این محاسبات برای یک شاخه صورت
می گیرد که این شاخه می تواند مقاومت ، سلف ، خازن ، و منابع مستقل یا وابسته ولتاژ و جریان باشد ،
در هر رابطه که می نویسیم باید دقت کنیم جهت ها را برای آن عنصر متناظر در نظر گرفته ایم ، زمانیکه
جهت ها متناظر نباشند در روابط علامت منها را باید لحاظ کرد .
توان برایک عنصر با جهت های متناظر مانند شکل مقابل
اگر مدار DC باشد حاصل توان یک عدد است ،
اگر مدار AC باشد ( سینوسی باشد ) داریم :
رابطه بالا یک رابطه زمانی است (توان لحظه ای )
توان لحظه ای حول یک عدد نوسان دارد ( حالت سینوسی دارد ).
حالت مثلثاتی :
وقتی منابع سینوسی هستند ، در محاسبات معمولا توان متوسط مورد نیاز است و معمولا به محاسبه توان
لحظه ای نیست .
توان متوسط عنصر مقاومت :
در مقاومت قانون اهم برقرار است یعنی V=Ri
حال اگر جریان سینوسی باشد ، یعنی داشته باشیم ؛
بنابراین طبق قانون اهم خواهیم داشت ؛ ملاحظه می شود فاز جریان I و V با هم مساوی و برابر است با زاویه I ،
اگر در رابطه توان متوسط زاویه و ولتاژ جریان مساوی شود خواهیم داشت ،
توان متوسط سلف و خازن :
سلف و خازن توان متوسط ندارند و برابر صفر است ؛
چرا ؟ چون رابطه ولتاژ و جریان دیفرانسیلی است یعنی در سلف داریم ؛
بنابراین اگر
VL برابر خواهد شد با ؛
اگر این رابطه را ساده کنیم ،
به همین ترتیب توان متوسط خازن نیز صفر می شود ، البته به لحاظ منطقی نیز توان متوسط سلف و خازن
باید صفر شود ، زیرا توان متوسط یعنی توان تلفاتی و در مدار الکتریکی توان فقط در مقاومت تلف می شود
و در سلف و خازن ذخیره می شود .
توان متوسط منابع :
اختلاف بین ولتاژ و جریان غیر از صفر و 90 درجه است ، توان مختلط ( توان ظاهری ):
یعنی محاسبه توان در حوزه فازور،
مثال :
I = 3 + 4 j V = 1 + 2j
I = 3 - 4j V = 1- 2j
نحوه انتخاب ZL به طوریکه بیشترین توان متوسط در آن تلف شود :
وقتی بخواهیم در دوسر دلخواه مداری ،ZL را به گونه ای حساب کنیم که بیشترین توان به آن انتقال داده
شود خواهیم داشت ؛ که در این حالت 50% توان متوسط مدار به دو سر A و B منتقل می شود.