ولتاژ و جریان (قسمت سوم مفاهیم پایه الکترونیک)

اگر در قسمت اول آموزش مفاهیم پایه الکترونیک با ما بودید گفتیم که میخواهیم مجموعه آموزش های ساده الکترونیک را در سایت قرار دهیم در جلسه سوم از این آموزش ها در میکرو دیزاینر الکترونیک به مباحث ولتاژ ، جریان ، توان و انرژی  می پردازیم.

حتما تا بحال شنیدین که میگن که فلان دستگاه با 220 ولت کار میکنه یا مثلا برای دستگاه خاصی رفتین فیوز بخرین و فروشنده از شما پرسیده فیوز چندآمپر میخوای ؟ و حتما در مورد لامپ ها و دستگاه های مختلف کلمه توان را شنیدین حالا اینا چی هستن ؟

امروز در جلسه سوم از آموزش های مفاهیم پایه الکترونیک میخوام براتون کمی در مورد ولتاژ ، جریان ، توان و انرژی صحبت کنم و البته نمیخوام زیاد تئوری و تعاریف کتابی را بگم ، اگر هم دوست دارین اطلاعات دقیقی داشته باشین میتونید به کتاب های مدارهای الکتریکی مراجعه کنید و یا اگر هم خیلی بیشتر به این موضوعات علاقمند هستنید به کتاب های فیزیک الکتریسیته و کتاب های مشابه رجوع کنید. بیشتر طوری میگیم که کاربردی باشه شایدم قوانین فیزیک را کمی تغییر بدیم  🙂

خب بریم سراغ یادگیری مفاهیم ولتاژ ، جریان و توان الکتریکی

ولتاژ چیست ؟

ولتاژ چیزی هست که مدارهای الکتریکی و الکترونیکی ما با آن کار می کند ، مانند بنزین ماشین !

حالا در تئوری میگن اختلاف پتانسیل یا اختلاف بارهای الکتریکی دو نقطه از ماده ، اصلا ولش کن وارد تئوری ولتاژ نشیم. اگر ولتاژ نباشه مدارهای ما کار نمی کنن و اگر هم این ولتاژ کم و زیاد بشه عملکرد مدارمون را خراب میکنه ،  خب تا اینجا اکی ؟

منبع ولتاژ

حالا ما میگیم منبع ولتاژ مانند یک باک بنزین ، ولتاژ را داخلش ذخیره کرده و در مواقع مورد نیاز از آن استفاده میکنیم. این تعریف را هم داشته باشید اینا را لازم داریم تا به تعاریف مختلف بپردازیم !

جریان چیست ؟

وقتی بنزین در موتور یا مسیر باک تا موتور حرکت میکنه را دقت در ذهنتون تصور کنید حالا در داخل سیم هم الکترون ها حرکت میکنن که میگیم جریان الکتریکی در مدار جریان دارد ، حالا هر چقدر تعداد این الکترون ها بیشتر باشه میگیم جریان بیشتری داریم! در ضمن مانند منبع ولتاژ منبع جریان هم داریم که جریان تولید میکنه.

ولتاژ و جریان یا بطور کلی برق چطوری تولید میشه ؟

حتما شما هم در اخبار با روش های مختلف تولید برق و یا انرژی های نو آشنا هستید مانند سلول های خورشیدی ، نیروگاه های حرارتی ، نیروگاه های بادی و… آشنا شدین و اطلاعات کمی دارین و یا باطری که یک منبع تولید برق هست آشنا هستید ولی بیشتر برق مصرفی ما فعلا با ژنراتورها تولید میشن که پشت سد ها و یا نیروگاه های زغال سنگ هستن و با چرخش خود برق تولید میکنن. که نحوه تولید برق توسط ژنراتور را در شکل زیر بطور کامل می توانید ببینید:

با چرخش ژنراتو برق تولید میشه که هر چقدر سریع تر بچرخه ولتاژ بیشتری را تولید خواهد کرد و حالا میتونید این ژنراتور را با دست بچرخونید و یا پشت سد باشه و یا توربین بادی این ژنراتو را بچرخونه و بخارآب که روش های مختلف تولید برق هستن ولی در کل اصول کار اینه که ژنراتور را بچرخون تا برق تولید بشه !

حالا بعدا در مورد برق AC  و DC  که صحبت می کنیم میبینید که ژنراتور های مختلفی داریم که بعضی ها جریان ثابت یا DC  تولید میکنن و بعضی ها AC  که در اوایل پیدایش یک جنگی بین تسلا و ادیسون که به جنگ جریان ها مشهور است هم وجود داشت که بازم این جنگ ادامه داره 🙂

پس ما تا الان متوجه شدیم که با ژنراتور برق تولید میکنن و از این ژنراتور که دوتا سیم ازش بیرون اومده ولتاژ و جریان مصرفی مدارات خود را تامین میکنیم.

دقت کنید : ولتاژ ، همیشه دو سر ژنراتور ، باطری و یا هر منبع ولتاژی هست یا بگیم حضور داره ولی تا زمانی که به مدار وصل نشه جریان ، جاری یا  ایجاد نمیشه. این موضوع هم زیاد پیچیده نیست گفتیم جریان مانند بنزین هست تا وقتی ماشین روشن نیست بنزین جایی نمیره مگر اینکه دیگه باک را سوراخ کنید 🙂

واحد اندازه گیری بنزین لیتر هست !

واحد اندازه گیری ولتاژ ، ولت که با V  نشان میدن و واحد اندازه گیری جریان ، آمپر هست که با A  نمایش میدن.

یک منبع 12V  و 3A

جریان DC  و جریان AC

اگر ولتاژ و جریان تولید شده توسط ژنراتور همراره در طول زمان ثابت باشد میگیم ژنراتور DC  یا جریان ثابت هست و اگر ولتاژ و جریان ژنراتور در طول زمان بصورت متناوب تغییر کنه را ژنراتور AC  یا متناوب میگوییم که هر کدام کاربرد ها و مزیت هایی دارد.

 

در الکترونیک بیشتر از جریان DC  برای تغذیه مدارها استفاده میشه ولی AC  هم کلی کاربرد داره البته بلاهایی سر این شکل موج ها در مخابرات درمیاریم که نگم و نپرسین !

حالا ما در مدارها یک نمادی را برای منبع ولتاژ در نظر میگیریم که بشکل زیر هست و معمولا روش می نویسه چند ولت هست. مثلا باطری 12 ولت 3 آمپر !

توان و انرژی

این جملات را شنیدین : چقدر توان لازمه تا این جسم را جابجا کنیم یا چقدر توان و انرژی مصرف کردیم تا این کار انجام شد! اگر اهل ماشین هم باشین با تعریف توان در ماشین هم آشنا هستین مثلا پراید 50 اسب بخار هست و یا بوگاتی 1000 اسب بخار هست و دقیقا در برق هم چنین تعریفی داریم . توان در برق بصورت تئوری یعنی ولتاژ ضربدر جریان و در عمل هم میتوانید همین توان را با توان اسب بخار ماشین مقایسه کنید یعنی هر چقدر توان بیشتر باشه کار بیشتر انجام میشه !

بطور مثال اگر ژنراتور بتونه توان بیشتری تولید کنه تعداد لامپ های بیشتر و با نور بیشتر روشن خواهند شد و برعکس این موضوع  مصرف توان هست که یک لامپ مصرف کننده و یک ژنراتور تولید کننده هست.

واحد اندازه گیری توان وات هست که با W  نمایش می دهند.

همانطور که میدانید بیشتر مباحث فیزیک روی انرژی هست و یک جمله خوبی هم داره میگه انرژی خود به خود به وجود نمیاد و خود به خود هم از بین نمیره ، این جمله را همه بلدن 🙂 در برق هم چون کاری انجام میشه پس انرژی تولید و مصرف یا به نوع دیگر تبدیل میشه . در برق هم توانی که در واحد زمان مصرف میشه را انرژی الکتریکی می گویند . مثلا یک لامپ 100 وات در واحد زمان یک ثانیه 100 ژول انرژی مصرف میکنه و تبدیل به نور و گرما میکنه.

خب امیدوارم که تا الان با مفهوم کلی تولید برق ، ولتاژ ، جریان ، توان و انرژی آشنا شده باشید اگر بازم مشکل دارین به یکی از کتاب ها یا منابع آموزشی مدارهای الکتریکی مراجعه کنید.هر از گاهی به سایت میکرو دیزاینر الکترونیک سر بزنید و مطالب و جلسات جدید را دنبال کنید و پیشنهاد میکنم اپلیکشین سایت را روی گوشی نصب کنید تا مطالب آموزشی جدید را با گوشی مطالعه کنید.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.

مطالعه دیگر جلسات این آموزش

<< جلسه قبلی                    جلسه بعدی >>