چه رابطهای بین ظرفیت و جریان، ولتاژ، مقاومت و امپدانس وجود دارد؟ چرا این رابطه وجود دارد؟
گنجایش، جریان، ولتاژ و مقاومت پارامترهای الکتریکی اساسی در یک مدار هستند و رابطه بین آنها میتواند با قانون اهم و ویژگیهای خازنهای خازنی فهمیده شود. در اینجا روابط اصلی بین آنها آورده شده است:
رابطه بین ولتاژ و جریان
قانون اهم: در یک مدار مقاومت خالص، رابطه بین ولتاژ (V) و جریان (I) طبق قانون اهم، یعنی I = V/R، که در آن R مقاومت (Ω) است، نشان میدهد که جریان متناسب با ولتاژ و معکوس متناسب با مقاومت است.
اثر گنجایش: در مدارهای AC، اثر گنجایش بر روی جریان متفاوت است. خازنها از عبور جریان مستقیم جلوگیری میکنند، اما اجازه میدهند تا جریان متناوب عبور کند. فرآیند شارژ و دشارژ خازن باعث تغییر جریان در طول سیگنال AC میشود، که در امپدانس خازنی (واکنش خازنی) منعکس میشود.
رابطه بین گنجایش و ولتاژ
ویژگیهای ولتاژ-جریان خازن: در مدار DC، جریان خازن متناسب با نرخ تغییر ولتاژ در دو سر خازن است، یعنی I = C * dV/dt، که در آن C گنجایش (F) است، نشان میدهد که توانایی خازن برای ذخیره شارژ به نرخ تغییر ولتاژ بستگی دارد.
رابطه امپدانس خازن و فرکانس: در مدارهای AC، امپدانس (واکنش خازنی) خازن معکوس متناسب با فرکانس است، یعنی Zc = 1 / (2 * π * f * C)، که نشان میدهد هرچه فرکانس بالاتر باشد، خازن کمتر از جریان جلوگیری میکند.
رابطه بین گنجایش و مقاومت
معادل موازی خازنها و مقاومتها: در کاربردهای عملی، خازنها و مقاومتها غالباً به صورت موازی استفاده میشوند و خازنها میتوانند تأثیر مقاومتها بر سیگنالهای AC را جبران کنند و یک معادل موازی خازن و مقاومت تشکیل دهند. این ترکیب موازی نقش تقسیم ولتاژ و فیلتر کردن در طراحی مدار دارد.
رابطه بین امپدانس خازن و امپدانس
امپدانس خازن: در یک مدار AC، خازن به عنوان یک امپدانس پیچیده ظاهر میشود، یعنی واکنش خازنی، که به گنجایش خازن و فرکانس سیگنال AC بستگی دارد. در برخی تحلیلهای مدار، امپدانس خازن میتواند به عنوان یک مقاومت "ویژه" درک شود.
وجود این روابط از ویژگیهای اساسی خازنها و مقاومتها به عنوان عناصر مداری ناشی میشود. توانایی خازنها در ذخیره شارژ و پاسخ به سیگنالهای AC باعث میشود که نقش متفاوتی نسبت به مقاومتها در مدارها داشته باشند، به ویژه در زمان پردازش سیگنالهای AC. درک این روابط برای طراحی و تحلیل مدار ضروری است.
