دوره مدارهای الکتریکی

آشنایی با دوره مدارهای الکتریکی

درس مدارهای الکتریکی، یکی از مهم ترین و اصلی ترین دروس مورد بحث در مقطع کارشناسی رشته مهندسی برق و رشته های وابسته است و حتی به جرأت می توان گفت که این درس، مهم ترین درس این رشته های تحصیلی است. توانایی تحلیل یک مدار الکتریکی، مهارتی است که در تشکیل تفکر مهندسی در یک مهندس برق یا کامپیوتر، نقش بسیار زیادی دارد و در بسیاری از مواقع، عملا توانایی درک عملکرد یک سیستم، نهایتا به صورت حل یک مسأله تحلیلی از مدارهای الکتریکی، قابل توصیف است.

در مقطع کارشناسی مهندسی برق، درس مدارهای الکتریکی در قالب دو درس با عنوان مدارهای الکتریکی یک و دو ارائه می شود و یکی از مهم ترین دروس در آزمون های ورودی مقاطع بالاتر تحصیلی (کارشناسی ارشد و دکترای تخصصی) است. از این رو، توجه ویژه ای در خصوص آموزش این درس مهم لازم است، تا در تعمیق درک دانشجویان از مفاهیم پایه مهندسی برق و ترقی تحصیلی دانشجویان بهترین نتیجه ممکن، حاصل شود.

سرفصل آموزشی دوره مدارهای الکتریکی :

• مفاهیم پایه

ساختمان اتم

بار الکتریکی

جریان الکتریکی

ولتاژ

مقاومت الکتریکی

قانون اهم

• قوانین کیرشف

مدارهای الکتریکی

مدارهای فشرده

جهت های قراردادی ولتاژ و جریان

قانون جریان کیرشف (KCL) 

قانون ولتاژ کیرشف (KVL) 

• آشنایی با قطعات الکترونیک

مقاومت ها (Resistors) 

منابع ولتاژ و جریان مستقل (نابسته)

خازن ها (Capacitors) 

سلف ها (Inductors) 

منابع ولتاژ و جریان (وابسته یا کنترل شده)

توان و انرژی

• مدارهای مقاومتی ساده

اتصال سری مقاومت ها

اتصال موازی مقاومت ها

روش های تحلیل مدارهای مقاومتی (تحلیل مش و تحلیل گره)

• مدارهای خازنی و سلفی ساده

اتصال سری خازن ها

اتصال موازی خازن ها

اتصال سری سلف ها

اتصال موازی سلف ها

• تحلیل مدارهای مرتبه اول (الف)

پاسخ ورودی صفر مدارهای مرتبه اول

پاسخ ورودی صفر مدارهای مرتبه اول RC (مقاومتی-خازنی)

پاسخ ورودی صفر مدارهای مرتبه اول RL (مقاومتی- سلفی)

بیان پاسخ ورودی صفر بر حسب شرایط اولیه

پاسخ حالت صفر مدارهای مرتبه اول

پاسخ ورودی ثابت مدارهای مرتبه اول

مدار معادل RC یا RL در مدارهای مرتبه اول

پاسخ ورودی سینوسی

• تحلیل مدارهای مرتبه اول (ب)

پاسخ کامل مدارهای مرتبه اول

پاسخ حالت گذار

پاسخ حالت دائم (ماندگار)

بررسی ویژگی های پاسخ حالت صفر

خطی بودن

تغییر ناپذیری با زمان

پاسخ پله مدارهای مرتبه یک

پاسخ ضربه مدارهای مرتبه یک

پاسخ مدارهای تغییر پذیر با زمان و/یا غیر خطی

• تحلیل مدارهای مرتبه دوم (الف)

مدار RLC خطی تغییر ناپذیر با زمان

پاسخ ورودی صفر

پاسخ حالت صفر

پاسخ پله

پاسخ ضربه

• تحلیل مدارهای مرتبه دوم (ب)

مدل فضای حالت مدار RLC 

معادلات و مسیرهای حالت

نمایش ماتریسی

روش تقریبی برای محاسبه مسیر حالت

محاسبه پاسخ کامل با استفاده از مدل فضای حالت