آموزش مدارهای الکتریکی نهایی برای مهندسی برق

سرفصل ها و درس ها

مبانی و مفاهیم Basics and Concepts

• معرفی دوره Introduction to the course

• مدار الکتریکی ساده Simple electric circuit

• سیستم واحدها و پیشوندهای SI System of Units & SI Prefixes

• مطالب دوره Course material

• شارژ الکتریکی Electric charge

• جریان الکتریسیته Electric current

• مثال 1 - جریان و شارژ Example 1 - Current and charge

• جریان DC در مقابل جریان AC DC current vs. AC current

• ولتاژ Voltage

• قدرت Power

• مثال 2 - تعادل قدرت Example 2 - Power balance

• انرژی Energy

• مثال 3 - ولتاژ، توان، انرژی Example 3 - voltage, power, energy

• مثال 4 - ولتاژ، توان، انرژی Example 4 - voltage, power, energy

• مبانی و مفاهیم Basics and concepts

عناصر مدار الکتریکی Electric Circuit Elements

• عناصر منفعل Passive elements

• منابع مستقل Independent sources

• منابع وابسته Dependent sources

• مثال - منابع وابسته Example - Dependent sources

قوانین اساسی Fundamental Laws

• معرفی Introduction

• مقاومت Resistance

• قانون اهم Ohm's Law

• اتصال کوتاه در مقابل مدار باز Short circuit Vs. Open circuit

• رسانایی و قدرت در مقاومت Conductance and power in resistor

• مثال 1 - قانون اهم Example 1 - Ohm's law

• شاخه ها و گره ها Branches and Nodes

• حلقه ها و مش ها Loops and Meshes

• مثال 2 - شاخه ها، گره ها، حلقه ها Example 2 - branches,nodes,loops

• قانون فعلی کیرشهوف (KCL) Kirchhoff’s Current Law (KCL)

• قانون ولتاژ کیرشهوف (KVL) Kirchhoff’s Voltage Law (KVL)

• مراحل حل مشکلات KVL و KCL Steps to solve KVL & KCL problems

• مثال 3 - KVL & KCL Example 3 - KVL & KCL

• مثال 4 - KVL & KCL Example 4 - KVL & KCL

• مثال 5 - KVL & KCL Example 5 - KVL & KCL

• قوانین اساسی Fundamental laws

کاهش مدار Circuit Reduction

• مقاومت های سری Series resistors

• تقسیم کننده ولتاژ Voltage divider

• مقاومت های موازی Parallel resistors

• تقسیم کننده جریان Current divider

• مثال 1 - مقاومت های سری و موازی Example 1 - series & parallel resistors

• مثال 2 - مقاومت های سری و موازی Example 2 - series & parallel resistors

• مثال 3 - تقسیم کننده جریان Example 3 - Current divider

• اتصالات ستاره و دلتا Star and Delta Connections

• دگرگونی ستاره دلتا Delta-Star transformation

• تبدیل ستاره-دلتا Star-Delta transformation

• مثال 4 - اتصالات دلتا و ستاره Example 4 - Delta and Star connections

• کاربرد: سیستم های روشنایی Application: Lighting systems

• مثال 5 - سیستم های روشنایی Example 5 - Lighting systems

آنالیز گره و مش Nodal and Mesh Analysis

• تحلیل گرهی Nodal analysis

• مثال 1 - آنالیز گرهی Example 1 - Nodal analysis

• مثال 2 - آنالیز گرهی Example 2 - Nodal analysis

• سوپر گره در تحلیل گرهی Super node in nodal analysis

• مثال 3 - سوپر گره Example 3 - Super node

• آنالیز مش (حلقه). Mesh (Loop) analysis

• مثال 4 - آنالیز مش Example 4 - Mesh analysis

• مثال 5 - آنالیز مش Example 5 - Mesh analysis

• سوپر مش در آنالیز مش Super mesh in mesh analysis

• مثال 6 - سوپر مش Example 6 - Super mesh

• تحلیل گره و مش Nodal and Mesh analysis

قضایا در مدارهای الکتریکی Theorems in Electric circuits

• مفهوم خطی بودن Conept of linearity

• مدار خطی Linear circuit

• مثال - مدارهای خطی Example - Linear circuits

• مثال 2 - مدارهای خطی Example 2 - Linear circuits

• برهم نهی Superposition

• مثال - برهم نهی Example - Superposition

• مثالی جامع در مورد برهم نهی Comprehensive example on superposition

• تبدیل منبع Source Transformation

• مثال - تبدیل منبع Example - Source Transformation

• مثال 2 - تبدیل منبع Example 2 - Source transformation

• قضایا در مدارهای الکتریکی Theorems in electric circuits

قضایای تیونین و نورتون Thevenin and Norton Theorems

• قضیه تیونین Thevenin’s Theorem

• مثال - قضیه تیونین Example - Thevenin’s Theorem

• Thevenin با منابع وابسته Thevenin with dependent sources

• مثال 2 - Thevenin با منابع وابسته Example 2 - Thevenin with dependent sources

• نظریه حداکثر توان Maximum power theory

• مثال - حداکثر انتقال نیرو Example - Maximum power transfer

• قضیه نورتون Norton's Theorem

• مثال - قضیه نورتون Example - Norton's Theorem

• قضایای تیونین و نورتون Thevenin and Norton theorems

خازن ها در مدارهای الکتریکی Capacitors in Electric Circuits

• خازن چیست؟ What is capacitor ?

• تعریف ظرفیت خازنی Definition of capacitance

• انواع خازن Types of capacitors

• روابط V&I و انرژی ذخیره شده در خازن V&I relations and energy stored in capacitor

• به عنوان مثال - معادلات خازن example - capacitor equations

• ویژگی های خازن در مدارهای الکتریکی Properties of capacitors in electric circuits

• به عنوان مثال - جریان و ولتاژ خازن Example - capacitor current and voltage

• مثال - خازن ها در مدارهای الکتریکی Example - capacitors in electric circuits

• خازن های موازی Parallel capacitors

• خازن های سری Series capacitors

• مثال - خازن های سری و موازی Example - series and parallel capacitors

• خازن ها Capacitors

سلف ها در مدارهای الکتریکی Inductors in Electric Circuits

• سلف و اندوکتانس Inductor and inductance

• انواع سلف Types of inductors

• روابط V&I و انرژی ذخیره شده در سلف V&I relations and energy stored in inductor

• مثال 1 - معادلات سلف Example 1 - Inductor equations

• ویژگی های سلف در مدارهای الکتریکی Properties of inductors in electric circuits

• مثال 2 - سلف در مدارهای DC example 2 - Inductors in DC circuits

• سلف های سری و موازی Series and parallel inductors

• مثال کامل در مورد سلف در مدارهای الکتریکی Complete example on inductors in electric circuits

• خلاصه: مقاومت در مقابل خازن در مقابل سلف Summary: Resistance vs. Capacitor vs. Inductor

• سلف ها Inductors

تقویت کننده های عملیاتی (Op Amps) Operational Amplifiers (Op Amps)

• اصول تقویت کننده عملیاتی Operational amplifier basics

• مدل مدار معادل آپ امپ Equivalent circuit model of op amp

• محدودیت عملی آپ امپ Practical limitation of the op amp

• مثال - آپ امپ عملی Example - practical op amp

• ویژگی های یک Op-Amp ایده آل Characteristics of an Ideal Op-Amp

• مثال - آپ امپ ایده آل example - ideal op amp

• 1. تقویت کننده معکوس 1. Inverting amplifier

• 2. تقویت کننده غیر معکوس و دنبال کننده ولتاژ 2. Noninverting amplifier & voltage follower

• مثال - تقویت کننده عملیات غیر معکوس Example - noninverting op amp

• 3. تقویت کننده جمع 3. Summing amplifier

• 4. تقویت کننده تفاوت 4. Difference amplifier

• به عنوان مثال - تقویت کننده تفاوت example - Difference amplifier

• آمپرهای عملیاتی Op Amps

برنامه های کاربردی در مدارهای آمپر عملیاتی Applications on Op Amp Circuits

• مدارهای آپ امپر آبشاری Cascaded op amps circuits

• به عنوان مثال - آمپرهای عملیات آبشاری example - cascaded op amps

• مثالی جامع در مورد آپ امپ های آبشاری Comprehensive example on cascaded op amps

• یکپارچه ساز Integrator

• مثال - تقویت کننده عملیات انتگرال Example - Integrator op amp

• متمایز کننده Differentiator

• مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) با استفاده از آپ امپ Digital to analog converter (DAC) using op amps

• تقویت کننده ابزار دقیق (IA) Instrumentation amplifier (IA)

• برنامه های تقویت کننده عملیاتی Op amps applications

تجزیه و تحلیل گذرا در مدارهای DC Transient Analysis in DC Circuits

• مدار R-L (پاسخ اجباری و آزاد) R-L circuit (forced & free response)

• ثابت زمانی برای مدار RL اجباری Time constant for forced RL circuit

• ثابت زمانی برای مدار RL آزاد منبع Time constant for source free RL circuit

• کلید کار با هر مدار R-L The key to working with any R-L circuit

• مثال 1 - مدارهای RL Example 1 - RL circuits

• مثال 2 - مدارهای RL Example 2 - RL circuits

• مدار R-C (پاسخ اجباری و آزاد) R-C circuit (forced & free response)

• کلید کار با هر مدار R-C The key to working with any R-C circuits

• مثال - مدار RC Example - RC circuit

• مدارهای گذرا DC DC transient circuits

مدارهای گذرای مرتبه دوم Second Order Transient Circuits

• یافتن شرایط اولیه و نهایی Finding initial and final conditions

• مثال 1 - مقادیر اولیه و نهایی Example 1 - Initial & final values

• تجزیه و تحلیل مدار RLC Analysis of of RLC circuit

• پاسخ های مختلف برای مدار RLC Different responses for RLC circuit

• مدار مرتبه دوم عمومی General second order circuit

• مثال کامل حل شده Complete solved example

• مدارهای گذرا مرتبه دوم Second order transient circuits

مدارهای AC AC Circuits

• مقدمه ای بر مدارهای AC Introduction to AC circuits

• منابع سینوسی AC AC Sinusoidal sources

• به عنوان مثال - سینوسی Example - sinusoids

• فازها و اعداد مختلط Phasors and complex numbers

• نمایش فازور برای سینوسی ها Phasor representation for sinusoids

• اعداد مختلط در ماشین حساب Complex numbers in calculator

• نمونه های حل شده - فازورها Solved examples - phasors

• رابطه V-I برای یک مقاومت The V-I Relationship for a resistor

• رابطه V-I برای یک سلف The V-I Relationship for an inductor

• رابطه V-I برای یک خازن The V-I Relationship for a Capacitor

• امپدانس و پذیرش Impedance and Admittance

• مثال - امپدانس Example - Impedance

• قوانین کیرشهوف در حوزه فرکانس Kirchhoff’s Laws in the Frequency Domain

• ترکیبات امپدانس Impedance Combinations

• مثال - امپدانس های سری و موازی Example - series and parallel impedances

• مدارهای AC AC circuits

تجزیه و تحلیل حالت پایدار AC AC Steady-State Analysis

• مراحل تجزیه و تحلیل مدارهای AC Steps to Analyze AC Circuits

• مثال - تحلیل گرهی Example - Nodal analysis

• قانون کرامر Cramer's rule

• مثال - آنالیز مش Example - Mesh analysis

• تکنیک حذف Elimination technique

• منابع AC با فرکانس های مختلف AC Sources with different frequencies

• مثال - برهم نهی Example - Superposition

• تبدیل منبع در مدارهای AC Source transformation in AC circuits

• مثال - قضیه تونین Example - Thevenin's theorem

• مدارهای AC آمپر عملیاتی Op Amp AC Circuits

• تجزیه و تحلیل حالت پایدار AC AC steady state analysis

آنالیز برق AC AC Power Analysis

• اهمیت تجزیه و تحلیل توان AC Importance of AC power analysis

• قدرت لحظه ای Instantaneous power

• توان متوسط Average Power

• مثال - توان متوسط Example - Average power

• حداکثر میانگین انتقال نیرو Maximum Average Power Transfer

• مثال - حداکثر انتقال توان متوسط Example - Max Avg Power Transfer

• ارزش موثر یا RMS Effective or RMS Value

• توان متوسط ​​بر حسب مقادیر RMS Average power in terms of RMS values

• مثال - مقدار RMS Example - RMS value

• توان ظاهری (S) Apparent Power (S)

• ضریب توان (PF) Power Factor (PF)

• مثال - قدرت ظاهری و فاکتور قدرت Example - Apparent power & power fctor

انواع برق در مدارهای AC Types of Power in AC Circuits

• توان پیچیده (S) و توان فعال (P) Complex power (S) & Active power (P)

• توان راکتیو (Q) Reactive power (Q)

• توان پیچیده از نظر امپدانس بار Complex power in terms of load impedance

• مثلث قدرت Power triangle

• مثال - قدرت پیچیده Example - Complex power

• مثال عملی در تحلیل توان AC Practical example on AC power analysis

• حفظ برق AC Conservation of AC Power

• تجزیه و تحلیل برق AC AC power analysis

تصحیح ضریب قدرت Power Factor Correction

• عواقب ضریب توان پایین Consequences of low power factor

• بهبود ضریب قدرت Power factor improvement

• مثال - تصحیح ضریب توان Example - power factor corretion

مدارهای سه فاز Three-Phase Circuits

• مزایای سیستم 3 فاز Advantages of 3-phase system

• تامین 3 فاز متعادل Balanced 3-phase supply

• اتصالات مدار 3 فاز متعادل Balanced 3-phase circuit connections

• ولتاژ خط و فاز Line and phase voltages

• اتصال ستاره-ستار (سیستم 4 سیم) Star-Star connection (4-wire system)

• اتصال ستاره-ستار (سیستم 3 سیم) Star-Star connection (3-wire system)

• مثال - (ستاره-ستاره) Example - (star-star)

• جریان خط و فاز line and phase currents

• اتصال ستاره-دلتا Star-Delta connection

• مثال - (ستاره-مثلث) Example - (star-delta)

• اتصال دلتا-ستار Delta-Star connection

• مثال - (ستاره دلتا) Example - (delta-star)

• اتصال دلتا-دلتا Delta-Delta connection

• مثال - (دلتا-دلتا) Example - (delta-delta)

• عرضه ستاره - بارهای ستاره و مثلث Star supply - Star & delta loads

• مثالی جامع در مدارهای 3-ph Comprehensive example on 3-ph circuits

مدارهای سه فاز نامتعادل Unbalanced Three-Phase Circuits

• بار ستاره نامتعادل (4 سیم) Unbalanced Star load (4-wire)

• مثال 1 Example 1

• بار ستاره نامتعادل (3 سیم) Unbalanced Star load (3-wire)

• مثال 2 Example 2

• بار دلتا نامتعادل Unbalanced Delta load

برق در مدارهای 3 فاز Power in 3-Phase Circuits

• برق آنی 3 فاز 3-phase instantenous Power

• قدرت در سیستم متعادل 3 ساعت Power in balanced 3-ph system

• قدرت در سیستم نامتعادل 3 ساعت Power in unbalanced 3-ph system

• مثال 1 - توان متعادل 3-ph Example 1 - balanced 3-ph power

• مثال 2 - قدرت 3 ساعت نامتعادل Example 2 - unbalanced 3-ph power

• بهبود ضریب توان در مدارهای 3 ساعته Power factor improvement in 3-ph circuits

• مثال 3 - تصحیح PF در سیستم های 3-ph Example 3 - PF correction in 3-ph systems

• مدارهای سه فاز Three phase circuits

رزونانس در مدارهای الکتریکی Resonance in Electric Circuits

• طنین سری Series resonance

• ویژگی های مدار رزونانس سری Properties of series resonant circuit

• منحنی های رزونانس Resonance curves

• فرکانس های نیمه توان Half power frequencies

• عرض باند (B.W) و ضریب کیفیت (Q) Band width (B.W) and quality factor (Q)

• خلاصه برای رزونانس سریال Summary for series resonance

• مثال 1 - رزونانس سری Example 1 - series resonance

• رزونانس موازی Parallel resonance

• دوگانگی بین رزونانس سری و موازی Duality between series and parallel resonance

• مثال 2 - رزونانس موازی Example 2 - parallel resonance

• مثال 3 - مدارهای تشدید عمومی Example 3 - general resonant circuits

• کاربرد: گیرنده های رادیویی Application: Radio receivers

• مثال 4 - گیرنده های رادیویی Example 4 - Radio receivers

• سایر کاربردهای مدارهای تشدید Other applications of resonant circuits

• معایب رزونانس Drawbacks of resonance

• رزونانس الکتریکی Electric resonance

سخنرانی پاداش Bonus Lecture

• سخنرانی پاداش Bonus lecture