امروز: یکشنبه ۲۶-آذر-۱۳۹۶ / الأحد 29-ربيع أول-1439 / Sunday 2017-December-17

مناسبت روز
پیام سایت :

مقاله مدار الکتریکی

مقاله مدار الکتریکی

مدار الکتریکی:
مدار الکتریکی ساده:
تشکیل شده از یک منبع تغذیه (مثل پیل یا باتری) یک مصرف کننده (مثل لامپ) کلید قطع و وصل و سیم رابط

مدار الکتریکی: مسیر بسته‎‎ ای است که الکترونها در آن حرکت می‎کنند.

جریان الکتریکی I :
تعریف : نسبت با ر الکتریکی شارش شده از یک مقطع به واحد زمان شارش بار گویند . واحد شدت جریان در سیستم SI آمپر نامیده می شود و با A نشان می دهند.
q = با ر الکتریکی . واحد آن در سیستم SI کولن C است.
t= زمان . واحد آن در سیستم SI ثانیه S است
I= جریان . واحد شدت جریان در سیستم SI آمپر نامیده می شود.
I=Q/T
مسئله ۱: دریک سیم برق جریان الکتریکی ۱٫۵امپر ی عبورمیکند در مدت یک دقیقه کل بار الکتریکی عبوری از سیم را پیدا کرده وتعداد ان را بدست اورید؟
I=q/t
۱٫۵=q/60 ==> q=90 c q=ne
۹۰=n*1.6*10-19 ==> n=45*1020
مسئله۲:دریک سیم رسانا در هر دقیقه ۳۶ کولن الکتریسیته عبور می کند .شدت جریان الکتریکی رابدست آورید .
I=Q/T=36/60 .

نکته ۱ : هر گاه به دو سر یک رسانا اختلاف پتانسیل اعمال نشود ، ( یعنی به باطری وصل نباشد ) ، بار الکتریکی خالص شارش شده ، از یک مقطع فرضی صفر می باشد . ولی به محض اینکه به دوسر رسانا اختلاف پتانسیل اعمال شود ، دیگر بار الکتریکی خالص شارش شده ، از یک مقطع فرضی صفر نمی باشد . یعنی در مدار جریان الکتریکی بر قرار می باشد . زیرا الکترونهای آزاد در درون رسانا حر کت کاتوره ای دارند .ولی به محض اینکه در داخل رسانا میدان الکتریکی توسط باطری ایجاد شود ، این الکترونهای آزاد ، در خلاف جهت میدان الکتریکی حرکت می کنند. مقایسه حرکت الکترونها در رسانا مانند حرکت ملکولهای هوا در یک اتاق است . که این ملکولها بطور کاتوره ای حرکت می کنند . به محض اینکه در اتاق یک پنکه با جهت ثابت روشن کنیم ، ملکولهای هوا در جهت مشخصی به حرکت در می آیند . یعنی جریان ثابتی از هوا بر قرار شده است .
نکته ۲ : اگر اختلاف پتانسیلی که به دو سر رسانا اعمال می شود مقداری ثابت با شد ، جریان الکتریکی مقداری ثابت خواهد بود . که به آن جریان مستقیم (DC) گویند . اگر اختلاف پتانسیلی که به دو سر رسانا اعمال می شود مقداری ثابت نبا شد ، جریان الکتریکی مقداری ثابت نخواهد بود . که به آن جریان متناوب (AC) گویند .
نکته ۳ : بنا به قانون پایستگی بار الکتریکی ، شدت جریان در هر مقطع دلخواه از رسانا مقداری ثابت است .
وسایل اندازه گیری اختلاف پتانسیل الکتریکی ، شدت جریان و مقاومت :
ولت سنج (V): دستگاهی است که اختلاف پتانسیل دو سر مدار را نشا ن میدهد و صورت موازی بسته میشود.
امپرسنج (A) : دستگاهی است که شدت جریان در مدار را نشان میدهد و به صورت متوالی بسته می شود .
اهم سنج (): دستگاهی است که مقاومت الکتریکی را نشان می دهد .
قانون اهم:
اختلاف پتانسیل دو سر مدار متناسب است با شدت جریان.یعنی v با I متناسب است. یعنی با افزایش V ، Iهم افزایش می یابد و بالاعکس
توجه : نسبت V/Iهمواره یک مقدار ثابت است.که به آن مقاومت الکتریکی یک رسانا گویند.

V = اختلاف پتانسیل . واحد آن در سیستم SI ولت است.
I = شدت جریان . واحد شدت جریان در سیستم SI آمپر نامیده می شود
R = مقاومت الکتریکی . واحد آن در سیستم SI اهم است . یا ولت بر آمپر .
بر ای درک بهتر به آزمایشگاه مراجعه نمایید .R=V/I
نکته : مقاومت الکتریکی یک رسانا به ولتاژ دو سر رسانا یا به شدت جریان عبوری از آن بستگی ندارد . بلکه به نسبت V/I بستگی دارد و مشخصات ساختمانی رسانا بستگی دارد .
نکته :مشاهده میشود که شیب نمودار همواره ثابت است

انرژی گرمایی مصرفی W در مقاومت الکتریکی
انرژی الکتریکی هنگام شارش بار الکتریکی در هنگام عبور از یک مقاومت به انرژی گر مایی تبدیل می شود . انرژی که یک رسانا مصرف می‎کند به عواملی مانند مقاومت رسانا – شدت جریان عبوری از رسانا‎- زمان عبور جریان و ولتاژ اعمال شده بستگی دارد و واحد آن در سیستم SI ژول می‎باشد .
فرمولهای انرژی گرمایی مصرفی
R: مقاومت رسانا W=VV/R*T
I: شدت جریان W=RI IT
t: زمان W=VIT
V: اختلاف پتانسیل

توان الکتریکی مصرفی در مقاومت الکتریکی: P
نسبت انرژی الکتریکی مصرفی بر واحد زمان را گویند ،که واحد در سیستم SI آن (ژول بر ثانیه) یا (وات) می‎باشد.
نکته : اگر دو لامپ ۶۰ واتی و ۱۰۰ واتی را یک بار بطور متوالی و یک با بطور موازی به ولتاژ یکسان وصل نماییم ، در حالت موازی نور لامپ ۱۰۰ واتی بیشتر می باشد . ولی در حالت متوالی نور لامپ ۶۰ واتی. زیرا در حالت متوالی چون جریانها یکسان است ، لامپ ۶۰ واتی ، ولتاژ بیشتری را از مولد دریافت می دارد . بنابراین نورش بیشتر است .
P=RI I P=W/ T P=VV/ R P=VI

بهای انرژی الکتریکی مصرفی:
بهای انرژی الکتریکی مصرفی را که باید برای مصرف انرژی الکتریکی بپردازیم از حاصلضرب توان مصرفی در مدت زمان استفاده شده از دستگاه بستگی دارد.
W=Pt
اگر توان مصرفی بر حسب وات باشد انرژی مصرفی بر حسب وات ثانیه خواهد بود.
اگر توان مصرفی بر حسب کیلووات باشد انرژی مصرفی بر حسب کیلووات ساعت خواهد بود. (kwh)
که معمولاً از حالت دوم استفاده می‎شود.
(قیمت هر کیلو وات ساعت) * ۳۰ * زمان * توان = بهای انرژی الکتریکی مصرفی ماهیانه
(بر حسب ریال) (تعداد روز) (بر حسب ساعت) (برحسب وات) بر حسب ریال
مسئله: یک باتری ۱۲ ولتی جریانی حدود ۲۱۰ آمپر از آن می‎گذرد. در هر ۱۰ ثانیه چه مقدار انرژی مصرف می شود ؟
W=Vit
W=10*210*12 =25200 Jol
مسئله: یک سماور برقی دارای توان مصرفی ۲ کیلووات می‎باشد اگر به ولتاژ ۲۲۰ ولت وصل شود چه جریانی از آن می‏گذرد.
P=VI
۱۰۰۰*۲=۲۲۰ I è I =100/11 A
مسئله : اگر یک لامپ ۱۰۰ واتی در یک شبانه ‎روز ۸ ساعت روشن باشد بهای برق مصرفی ماهیانه چقدر می‎شود (بهای هر کیلو وات ساعت ۱۰۰ ریال فرض کنید)
توجه وات را به کیلو وات تبدیل می‎کنیم :
(۳۰ ) *( قیمت به ریال) * p *t = بهای برق مصرفی ماهیانه
ریال ۲۴۰۰ = ۳۰ *۱۰۰ * (۱۰۰۰/۱۰۰) * ۸ = بهای برق
عوامل مؤثر در مقاومت رساناهای فلزی:
مقاومت یک رسانا در دمای ثابت به طول، سطح مقطع، جنس رسانا بستگی دارد.R=P*L/A
: مقاومت ویژه رسانا بر حسب m
L: طول رسانا بر حسب m
A: سطح مقطع رسانا بر حسب m2
R: مقاومت رسانا: بر حسب 
اگر بخواهیم مقاومت دو رسانا را با هم مقایسه کنیم می توانیم بنویسیم که *A1/A2 L2/L1 P1*/ R2/R1=P2

مقاومت ویژه بعضی از رساناها مانند نقره – مس – کم می‎باشد ولی مقاومت ویژه تنگستن و آهن نسبتاً زیاد است.
رسانا مقاومت ویژه ۱-C
نقره
مس
آلومینیوم
تنگستن
آهن
آلیاژ نیکل و کروم ۸- ۱۰* ۵۹/۱
۸- ۱۰*۶۸/۱
۸- ۱۰*۶۵/۲
۸- ۱۰*۶/۵
۸- ۱۰*۷/۹
۸- ۱۰*۱۰۰
اثر دما بر مقاومت ویژه و مقاومت الکتریکی رساناها چیست؟
نکته : افزایش دما سبب افزایش مقاومت ویژه و مقاومت الکتریکی رساناها می‎شود.
: ضریب دمایی مقاومت ویژه می‎باشد.
R2 مقاومت رسانا در دمای 
R1 مقاومت رسانا در دمای  
R2=R1
————————————————————————————————————————————————————————————————–

مقاله مدار الکتریکی

نظر خود را بگذارید .

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به کانون مهندسین نور میباشد .

نقشه سایت
قالب وردپرس