فازور: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
Rezabot (بحث | مشارکت‌ها)
جز ربات ردهٔ همسنگ (۳۰) +مرتب (۱۴.۹ core): + رده:توان متناوب
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها)
جز اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با استفاده از AWB
خط ۱:
{{ویکی‌سازی}}
'''فازور''' یا '''فِیزور''' یکی از مهمترین ابزارهای تحلیل مدارهای RLC است. با تحلیل فازوری می‌توان پاسخ حالت دائمی سینوسی به یک ورودی خاص را به دست آورد. علاوه بر نظریهٔ مدار در الکترومغناطیس هم از فازورها برای حل حوزهٔ فرکانس معادلات موج استفاده می‌شود. همچنین با استفاده از فازورها می‌توان امپدانس و توان مختلط و [[تابع تبدیل]] شبکه را در نظریهٔ مدار و بردار پویین تینگ را در الکترومغناطیس تعریف کرد.
فازورها را می‌توان به عنوان یکی از مهمترین و کاربردی ترینکاربردی‌ترین نتایج [[تبدیل فوریه]] قلمداد کرد. به عبارت دیگر با اعمال تبدیل فوریه به یک تابع سینوسی آن تابع از حوزهٔ زمان به حوزهٔ فازور می‌رود.
 
== تعریف فازور ==
خط ۲۰:
\end{align}
</math>
هر عبارت مثلثاتی را می‌توان به صورت بخش حقیقی یا موهومی مجموع چند عبارت نمایی با توان موهومی محض نوشت. هر سیگنال سینوسی متغیر با زمان را می‌توان با فازور متناظر با آن سیگنال به طوربه‌طور یکتا تعیین کرد. طبق تعریف عبارت &nbsp;<math>A e^{i\theta}\,</math> &nbsp; را به عنوان فازور متناظر با کمیت سینوسی متغیر با زمان با دامنهٔ A، فرکانس ω و فاز اولیهٔ θ تعریف می‌شود. شیوهٔ دیگر نمایش یک فازور به صورت A∠θ است.
می‌توان اینگونهاین‌گونه تصور کرد که در [[صفحهٔ مختلط]] فازور A∠θ یک بردار با اندازهٔ A است که در لحظهٔ t=۰ با محور حقیقی زاویهٔ θ را می‌سازد و در حال چرخش با [[سرعت زاویه‌ای]] ω حول مبدأ مختصات است.
از دیدگاهی دیگر می‌توان گفت که هر سیگنال سینوسی با استفاده از سه کمیت A، ω و θ به صورت یکتا تعیین می‌شود. فازور A∠θ دو کمیت A و θ را مشخص می‌کند.
 
خط ۵۳:
\theta_3 = \arctan{\left(\frac{A_1 \sin{\theta_1} + A_2 \sin{\theta_2}}{A_1 \cos{\theta_1} + A_2 \cos{\theta_2}}\right)}
</math>
== مشتق گیریمشتق‌گیری و انتگرالگیری از فازورها ==
از [[حساب دیفرانسیل و انتگرال]] (calculus) می‌دانیم که مشتق هر سیگنال سینوسی متغیر با زمان با فرکانس ω برابر یک سیگنال سینوسی است که فاز آن با۹۰ درجه جمع شده و دامنهٔ آن در ω ضرب شده‌است. با استفاده از فازورها می‌توان این حقیقت را به شکل زیباتر و کاربردی تریکاربردی‌تری نمایش داد.
:<math>
\begin{align}
خط ۱۱۳:
== فازورها در تحلیل مدارهای RLC ==
 
از نظریهٔ مدار می‌دانیم که مشخصه ولتاژ-جریان یک مقاومت خطی است؛ یعنی ولتاژ آن ضریبی از جریان آن است. همچنین بین رابطهٔ ولتاژ و جریان سلف و خازن رابطه‌ای دیفرانسیلی است.(ولتاژ سلف با مشتق جریان آن و جریان خازن با مشتق ولتاژ آن متناسب است) برای تحلیل یک مدار RLC با استفاده از [[قوانین کیرشهف]] و روشهایروش‌های تحلیل مش و تحلیل گره برای هر ولتاژ یا جریان مربوط به یک شاخه یا مش خاص به یک [[معادلهٔ دیفرانسیل]] خطی مرتبهٔ nام می‌رسیم. حل مدار با استفاده از این روش بسیار طولانی و طاقت فرسا است. می‌توان با [[فرض صفر]] بودن ولتاژ اولیهٔ خازن‌ها وجریان اولیه سلف‌ها و سینوسی بودن منابع، از فازورها برای حل دقیق مدار استفاده کرد. اگر شرایط اولیهٔ سلف‌ها یا خازن‌ها غیر صفر باشد و لی منبع سینوسی باشد. آنگاه می‌توان با تحلیل فازوری پاسخ دائمی مدار را به دست آورد، ولی دربارهٔ پاسخ گذرای آن نمی‌توان اظهار نظر کرد.
با استفاده از فازورها می‌توان [[قانون اهم]] را که در حوزهٔ زمان فقط دربارهٔ مقاومت‌ها برقرار است در حوزهٔ فازور علاوه بر مقاومتها برای سلف‌ها و خازن‌ها نیز نوشت. بدین ترتیب ما در حوزهٔ فازور به جای مقاومت، مفهوم امپدانس (با کمی اغماض مقاومت مختلط) را تعریف می‌کنیم. امپدانس مفهومی بسیار وسیع تر و کاربردی ترکاربردی‌تر از مقاومت است. طبق تعریف امپدانس یک المان برابر نسبت فازور ولتاژ آن المان به فازور جریانش است. برای مقاومت، سلف و خازن خطی تغییر ناپذیر با زمان به سادگی می‌توان نشان داد که
 
<math>\ Z_R = R</math>
خط ۱۲۸:
در حالت کلی می‌توان امپدانس معادل یک شبکهٔ متشکل از مقاومت، خازن و سلف خطی تغییر ناپذیر با زمان را به صورت Z=R+jX نشان داد. که در آن R بخش حقیقی امپدانس و X بخش موهومی آن است.
 
=== اتصال سری و موازی امپدانس هاامپدانس‌ها ===
 
با استفاده از قوانین کیرشهف به راحتی می‌توان امپدانس معادل حاصل از بستن سری یا موازی چند امپدانس را به دست آورد. در اینجا ما فرمول امپدانس معادل برای دو امپدانس را می‌آوریم. ولی به راحتی می‌توان این فرمول‌ها را به n امپدانس تعمیم داد.