مدارهای الکتریکی 1

معرفی و اهداف درس

1- آشنایی دانشجویان با مبانی و قضایای حاکم و روش تجزیه و تحلیل مدارهای الکتریکی.
2- کسب توانایی تجزیه و تحلیل رفتار دینامیکی مدار به عنوان یک سیستم انرژی.

نتایج درس

1- درک مهندسی از مفاهیم تأخیر و انرژی در سیستم‌های الکتریکی و قضایای حاکم بر رفتار آن‌ها.
2- شناسایی ساختارهای مشابه و جایگزین و فهم انواع پاسخ‌های مدار به محرک‌های پریودیک و غیر پریودیک.

فهرست مطالب درسی

1- قوانین و تعاریف
- مفاهیم مدارهای فشرده و گسترده.
- قوانین ولتاژ و جریان.
- عناصر یک دریچه ایده‌آل و واقعی (مقاومت، خازن، سلف و منابع ولتاژ و جریان نابسته)
- عناصر دو دریچه (منابع ولتاژ و جریان وابسته، مدل ترانزیستور و تقویت‌کننده عملیاتی)
- مفاهیم توان و انرژی.
- مفاهیم عناصر فعال یا غیرفعال.
- شکل موج‌ها (پله، پالس، ضربه و سینوسی).
2- کلیات تحلیل مدارها
- مفاهیم خطی بودن و تغییرناپذیری با زمان.
- مفاهیم پاسخ حالت صفر و پاسخ ورودی صفر.
- مفاهیم پاسخ حالت گذرا و پاسخ حالت دائمی.
- مفاهیم پاسخ در حوزه زمان و حوزه فرکانس.
- روش‌های تجزیه و تحلیل گره و مش.
3- تحلیل مدارها در حوزه زمان
- مدارهای ساده.
- مدارهای مرتبه یک.
- مفاهیم پاسخ پله و پاسخ ضربه.
- مدارهای مرتبه دوم.
- مدارهای مراتب بالاتر.
4- قضیه کانولوشن و کاربرد آن
- انتگرال کانولوشن
- پاسخ حالت صفر مدارهای خطی.
5- تحلیل مدارها در حوزه فرکانس
- تبدیل لاپلاس
- نحوه استفاده از تبدیل لاپلاس در تحلیل مدارهای الکتریکی.
- سری فوریه.
- پاسخ حالت دائمی سینوسی.
- مفهوم تابع شبکه و ارتباط آن با پاسخ ضربه.
- مفهوم پاسخ فرکانسی.
6- قضایای شبکه و کاربرد آن‌ها
- قضیه جمع آثار.
- قضایای تونن و نورتن.
- قضیه انتقال توان بیشینه.
7- آشنایی با نرم‌افزار شبیه‌ساز PSpice و کاربرد آن در تحلیل مدارهای الکتریکی.
8- شبکه‌های دودریچه (اختیاری)
- ماتریس‌های امپدانس، ادمیتانس، هیبرید، انتقال و ارتباط آن‌ها با هم.