آیا ولتاژ دو جریان مختلف که از یک منبع AC تأمین می‌شوند با هم جمع می‌شوند

آیا ولتاژهای دو جریان مختلف کشیده شده از یک منبع AC با هم جمع می‌شوند؟

ولتاژهای دو جریان مختلف کشیده شده از یک منبع AC (جریان متناوب) به سادگی مانند آنچه در منابع DC (جریان مستقیم) انتظار می‌رود، با هم جمع نمی‌شوند. برای فهم این موضوع، مهم است رفتار ولتاژ و جریان در مدارهای AC را در نظر بگیریم.

مفهوم‌های کلیدی در مدارهای AC

امپدانس (Z): در مدارهای AC، امپدانس اندازه مقاومت کلی که یک مدار به جریان عرضه می‌کند به دلیل وجود مقاومت (R)، القایی (L) و ظرفیت (C) است. امپدانس یک کمیت پیچیده است که شامل هم مقدار و هم زاویه فاز است.

رابطه فازی: در مدارهای AC، ولتاژ و جریان می‌توانند به دلیل وجود اجزای واکنشی مانند القایی و خازنی، خارج از فاز باشند. این تفاوت فازی در زمان در نظر گرفتن رفتار ولتاژ و جریان بسیار مهم است.

جمع برداری: برخلاف مدارهای DC که در آن‌ها فروپاشی ولتاژ روی اجزا می‌تواند جبری جمع شود، در مدارهای AC، فروپاشی ولتاژ باید برداری جمع شود زیرا می‌توانند خارج از فاز باشند.

رابطه ولتاژ و جریان

در یک مدار AC، رابطه بین ولتاژ (V)، جریان (I) و امپدانس (Z) به صورت زیر است:

V=I⋅Z

در اینجا، V، I و Z همه فازورها هستند که شامل هم مقدار و هم اطلاعات فازی هستند.

دو جریان مختلف کشیده شده از یک منبع AC

فرض کنید دو جریان مختلف (I1 و I2) از یک منبع AC کشیده شده‌اند. هر جریان دارای امپدانس خود (Z1 و Z2) و ولتاژ مرتبط (V1 و V2) است:

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

اگر این جریان‌ها از طریق بخش‌های مختلف یک مدار یا شاخه‌های موازی متفاوت جریان یابند، ولتاژها روی هر شاخه (V1 و V2) به سادگی با هم جمع نمی‌شوند. بلکه ولتاژ کل در تمام مدار به ترتیب مدار و روابط فازی بین جریان‌ها و ولتاژها بستگی دارد.

اتصال موازی

اگر دو جریان (I1 و I2) از طریق شاخه‌های مختلف موازی جریان یابند، ولتاژها روی هر شاخه یکسان خواهد بود زیرا آن‌ها یک گره مشترک دارند:

V1=V2=V

در این حالت، جریان کل (I کل) مجموع جریان‌های فردی است:

I کل=I1+I2

اتصال سری

اگر دو جریان (I1 و I2) از طریق اجزای مختلف سری جریان یابند، ولتاژ کل روی ترکیب سری مجموع برداری ولتاژهای فردی خواهد بود:

V کل=V1+V2

با این حال، چون V1 و V2 فازورها هستند، جمع باید تفاوت‌های فازی را در نظر بگیرد:

θ زاویه فاز بین V1 و V2 است

خلاصه

به طور خلاصه، ولتاژهای دو جریان مختلف کشیده شده از یک منبع AC به سادگی با هم جمع نمی‌شوند زیرا:

• تفاوت‌های فازی: ولتاژها در مدارهای AC باید با توجه به تفاوت‌های فازی در نظر گرفته شوند.

• امپدانس‌های پیچیده: امپدانس‌ها شامل هم مقدار و هم فاز هستند که رابطه بین ولتاژ و جریان را تحت تأثیر قرار می‌دهند.