آیا ولتاژ دو جریان متفاوت که از یک منبع جریان متناوب تأمین می‌شوند با هم جمع می‌شوند

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

ولتاژهای دو جریان مختلف که از یک منبع جریان متناوب (AC) تأمین می‌شوند، به طور ساده‌ای مانند آنچه در منابع جریان مستقیم (DC) انتظار می‌رود، با هم جمع نمی‌شوند. برای فهمیدن دلیل این موضوع، باید رفتار ولتاژ و جریان در مدارهای AC را در نظر گرفت.

مفاهیم کلیدی در مدارهای AC

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

رابطه فازی: در مدارهای AC، ولتاژ و جریان ممکن است به دلیل وجود مؤلفه‌های واکنشی مانند القایی‌ها و خازنهای الکتریکی از فاز خارج شوند. این اختلاف فازی در نظر گرفتن رفتار ولتاژ و جریان بسیار مهم است.

جمع برداری: متفاوت از مدارهای DC که در آن‌ها کاهش ولتاژ در مؤلفه‌ها می‌تواند جبری جمع شود، در مدارهای AC، کاهش ولتاژ باید به صورت برداری جمع شود زیرا ممکن است از فاز خارج شوند.

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 هر دو مقدار و اطلاعات فازی هستند.

دو جریان مختلف که از یک منبع AC تأمین می‌شوند

فرض کنید سناریویی را در نظر بگیرید که دو جریان مختلف (I1 و I2) از یک منبع AC تأمین می‌شوند. هر جریان دارای امپدانس خود (Z1 و Z2) و ولتاژ مرتبط (V1 و V2) خواهد بود:

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

اگر این جریان‌ها از بخش‌های مختلف یک مدار یا شاخه‌های موازی مجزا عبور می‌کنند، ولتاژهای هر شاخه (V1 و V2) به طور ساده‌ای با هم جمع نمی‌شوند. بلکه ولتاژ کل مدار به پیکربندی مدار و روابط فازی بین جریان‌ها و ولتاژها بستگی دارد.

اتصال موازی

اگر دو جریان (I1 و I2) از شاخه‌های مختلف در موازی عبور می‌کنند، ولتاژهای هر شاخه به دلیل داشتن یک گره مشترک یکسان خواهند بود:

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 مؤلفه‌های مختلف در سری عبور می‌کنند، ولتاژ کل در 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 فازی بین V1 و V2 است

خلاصه

به طور خلاصه، ولتاژهای دو جریان مختلف که از یک منبع AC تأمین می‌شوند به طور ساده‌ای با هم جمع نمی‌شوند زیرا:

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

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