کتاب مدارهای الکتریکی - نیلسون | کافی

کتاب مدار های الکتریکی تألیف جیمز ویلیام نیلسون با ترجمه ی علی کافی توسط مرکز نشر دانشگاهی به چاپ رسیده است.

از بهم پیوستن قطعات الکتریکی نافعال مانند مقاومت، خازن، القاگر یا قطعات الکترونیکی فعال از قبیل دیود، ترانزیستور یا ترکیبی از آن دو، مدار الکتریکی پدید می آید که یک مسیر بسته را ایجاد می کنند و جریان الکتریکی بتواند در این مسیر بسته جاری شود. اگر عنصر های به کار رفته در مدار تماما قطعات الکتریکی باشند، به آن مدار الکتریکی گفته می شود و از چند مؤلفه اصلی تشکیل می شود از جمله: 1. باتری، 2. سیم های رابط، 3. بار و 4. قطعات مداری مانند، خازن، مقاومت و القاگر؛

در کتاب حاضر، مسائلی در هر فصل گنجانده شده است که خواننده را به طرح مدار های ساده اما مفید رهنمون سازد. مسائل پیچیده تر با علامت ستاره مشخص شده است تا نشان دهد که برای حل آن ها باید در کلاس درس بحث بیشتری شود.

کتاب "مدارهای الکتریکی" یکی دیگر از کتب مفید در جهت آموزش این مبحث است و شامل بیست فصل می باشد که پس از بیان عناوین اصلی، به شرحی مختصر از ده فصل نخست آن می پردازیم:

1. متغیر های مدار 2. عناصر مدار 3. مدار های مقاومتی ساده 4. روش های تحلیل مدار 5. القاگر و خازن 6. پاسخ طبیعی مدار های RL و RC 7. پاسخ پله مدار های RL و RC مرتبه اول 8. پاسخ های طبیعی و پله مدار های RLC 9. تقویت کننده های عملیاتی 10. تحلیل حالت ماندگار سینوسی11. محاسبات توان در حالت ماندگار سینوسی 12. مدار های سه فاز متعادل 13. القا کنایی متقابل 14. تشدید متوالی و موازی 15. آشنایی با تبدیل لاپلاس 16. کاربرد تبدیل لاپلاس در تحلیل مدار 17. تابع تبدیل 18. سری فوریه 19. تبدیل فوریه 20. مدار های دودهنه

فهرست

1 متغیر های مدار مقدمه دستگاه یکا ها نظری کلی به تحلیل مدار ولتاژ و جریان عنصر اصلی ایده آل مدار توان و انرژی  2 عناصر مدار منابع ولتاژ و جریان مقاومت الکتریکی، قانون اهم مدل مداری یک وسیله ساده تحلیل یک مدل مداری ساده، قوانین کیرشهف تحلیل مداری که منبع وابسته دارد  3 مدار های مقاومتی ساده مقاومت های متوالی مقاومت های موازی مدار مقسم ولتاژ مدار مقسم جریان قاب متحرک دارسونوال مدار آمپرسنج مدار ولت سنج مدار اهم سنج مدار پتانسیومتر پل ویتستون مدار های هم ارز ستاره-مثلث  4 روش های تحلیل مدار آشنایی با روش ولتاژ گره روش ولتاژ گره و منبع های وابسته آشنایی با روش جریان خانه تبدیل منبع ها هم ارز های تونن و نورتن انتقال بیشترین توان  5 القاگر و خازن القاگر خازن ترکیب متوالی و موازی القاگر ها و خازن ها  6 پاسخ طبیعی مدار های RL و RC پاسخ طبیعی مدار RL پاسخ طبیعی مدار RC کلیدزنی پیاپی  7 پاسخ پله مدار های RL و RC مرتبه اول پاسخ پله مدار RL پاسخ پله مدار RC تعیین پاسخ پله مدار RL یا RC مرتبه اول  8 پاسخ های طبیعی و پله مدار های RLC آشنایی با پاسخ طبیعی مدار RLC موازی پاسخ طبیعی مدار RLC موازی پاسخ پله مدار RLC موازی پاسخ طبیعی و پله مدار RLC متوالی  9 تقویت کننده های عملیاتی پایانه های تقویت کننده عملیاتی ولتاژ ها و جریان های پایانه ها مدار تقویت کننده وارونگر تقویت کننده انتگرال گیر وجه تفاضلی  10 تحلیل حالت ماندگار سینوسی منبع سینوسی فازبردار قوانین کیرشهف در حوزه فازبرداری تبدیل منبع ها و مدار های هم ارز تونن-نورتن نمودار های فازبرداری  11 محاسبات توان در حالت ماندگار سینوسی توان حقیقی و توان واکنشی توان مختلط مقدار نامی وسایل  12 مدار های سه فاز متعادل ولتاژ های سه فاز متعادل تحلیل مدار ستاره-ستاره تحلیل مدار مثلث-مثلث محاسبات توان در مدار های سه فاز متعادل  13 القا کنایی متقابل یادآوری مفهوم خودالقایی جهت ولتاژ های القایی متقابل ترانسفورماتور خطی مدار های هم ارز پیچک های دارای تزویج مغناطیسی  14 تشدید متوالی و موازی مقدمه ای بر تشدید موازی پهنای باند و ضریب کیفیت تشدید متوالی  15 آشنایی با تبدیل لاپلاس تابع پله تبدیل تابع ها تبدیل عملیات تبدیل عکس قضایای مقدار اولیه و مقدار نهایی  16 کاربرد تبدیل لاپلاس در تحلیل مدار عناصر مدار در حوزه S تحلیل مدار در حوزه S تابع ضربه در تحلیل مدار  17 تابع تبدیل کاربرد اصل برهمنهی در حوزه S تابع تبدیل و روش تجزیه به کسر های ساده تابع تبدیل و پاسخ سینوسی حالت ماندگار نمودار های بود  18 سری فوریه بررسی اجمالی سری های فوریه اثر تقارن بر ضرایب فوریه محاسبه توان میانگین در توابع متناوب شکل نمایی سری فوریه  19 تبدیل فوریه تعیین تبدیل فوریه تعیین تبدیل فوریه به کمک محاسبه حد تبدیل عملیات کاربرد تبدیل فوریه در مدار  20 مدار های دودهنه معادلات پایانه پارامتر های دودهنه تحلیل مدار های دودهنه واسطه ای اتصال دودهنه ها به یکدیگر

برشی از متن کتاب

فصل اول: متغیر های مدار محاسبات توان و انرژی در تحلیل مدار اهمیت دارند؛ زیرا اگرچه جریان و ولتاژ در تحلیل و طراحی سیستم های الکتریکی متغیر های کارآمدی هستند، اما غالبا خروجی این سیستم ها غیر الکتریکی است و معمولا بر حسب توان یا انرژی بیان می شود. فصل دوم: عناصر مدار باتری خشک، اگر جریانی که از آن گرفته می شود زیاد نباشد، ولتاژ تقریبا ثابتی فراهم می آورد. بنابراین مدل یک باتری خشک، اگر در محدوده قابل قبول کار کند، یک منبع ولتاژ ایده آل است. فصل سوم: مدار های مقاومتی ساده مدار اهم سنج دارسونوال از یک قاب متحرک متوالی با یک باتری و یک مقاومت تنظیم تشکیل شده است. عملکرد مدار اهم سنج به این ترتیب است که دو سر آن را اتصال کوتاه می کنیم و مقاومت تنظیم را به گونه ای تغییر می دهیم که عقربه کاملا منحرف شود. فصل چهارم: روش های تحلیل مدار اگر مداری شامل منبع های وابسته باشد در تحلیل این مدار به کمک روش جریان خانه باید معادل های محدود کننده ناشی از وجود این منبع های وابسته به معادله های جریان خانه افزوده شود. فصل پنجم: القاگر و خازن همان گونه که از ترکیب متوالی و موازی مقاومت ها به یک مقاومت هم ارز دست می یابیم، از ترکیب متوالی و موازی القاگر ها و خازن ها نیز به یک القاگر یا خازن می رسیم.  فصل ششم: پاسخ طبیعی مدار های RL و RC در مدار های RL فرض می کنیم منبع جریان مستقل، جریان ثابت I آمپر را تولید می کند و کلید به مدتی طولانی وصل بوده است. بنابراین پیش از قطع کلید تنها جریان های ثابت یا dc در مدار می تواند وجود داشته باشد. فصل هفتم: پاسخ پله مدار های RL و RC مرتبه اول در تمام موارد جریان و ولتاژ از مقدار اولیه خود در زمانی که کلید زده می شود به صورت نمایی تغییر می کنند و به مقدار نهایی می رسند. آهنگ تغییر نمایی به ثابت زمانی مدار بستگی دارد. فصل هشتم: پاسخ های طبیعی و پله مدار های RLC یافتن پاسخ پله مدار های RLC موازی یعنی یافتن ولتاژ دوسر شاخه های موازی، یا جریان یکایک شاخه ها که در اثر اعمال ناگهانی منبع جریان dc یا ثابت ایجاد می شوند. فصل نهم: تقویت کننده های عملیاتی با استفاده از مدل ایده آل تقویت کننده عملیاتی می توان چگونگی ساخت مدار انتگرال گیر را به کمک یک تقویت کننده و یک مقاومت و خازن نشان داد. فصل دهم: تحلیل حالت ماندگار سینوسی قواعد ترکیب متوالی و موازی و نیز تبدیل ستاره مثلث در مورد امپدانس ها مانند مقاومت هاست؛ تنها تفاوت در این است که ترکیب امپدانس ها شامل محاسبات جبری اعداد مختلط است.

نویسنده: جیمز ویلیام نیلسون مترجم: علی کافی انتشارات: مرکز نشر دانشگاهی