آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
شارژ خازن؛ چرا ولتاژ کم‌کم بالا می‌ره؟
وقتی خازن به منبع وصل می‌شه، ولتاژش یک‌دفعه بالا نمی‌ره؛ کم‌کم به ولتاژ منبع نزدیک می‌شه. مقاومت و ظرفیت رو جدا عوض کن تا ببینی سرعت شارژ و بار نهایی چطور فرق می‌کنن.
آزمایش رو شروع کنبا منبع ۵ ولت، مقاومت ۱۰۰۰ اهم و ظرفیت ۰٫۰۱۱ فاراد شروع کن؛ ثابت‌زمانی ۱۱ ثانیه و بار نهایی ۰٫۰۵۵ کولن می‌شه.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
ظرفیت رو بیشتر کن
منبع رو روی ۵ ولت و مقاومت رو روی ۱۰۰۰ اهم نگه دار. ظرفیت رو از ۰٫۰۱۱ به ۰٫۰۲۱ فاراد برسون.
حدست چیه؟ با بزرگ‌تر شدن ظرفیت، ثابت‌زمانی و بار نهایی چه تغییری می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
ثابت‌زمانی از ۱۱ به ۲۱ ثانیه می‌رسه و بار نهایی از ۰٫۰۵۵ به ۰٫۱۰۵ کولن زیاد می‌شه؛ ولتاژ نهایی در هر دو حالت ۵ ولته.
مقاومت رو دو برابر کن
منبع رو روی ۵ ولت و ظرفیت رو روی ۰٫۰۱۱ فاراد ثابت بذار. مقاومت رو از ۱۰۰۰ به ۲۰۰۰ اهم ببر.
حدست چیه؟ آیا مقاومت بیشتر، ولتاژ نهایی رو هم دو برابر می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
ثابت‌زمانی از ۱۱ به ۲۲ ثانیه دو برابر می‌شه؛ ولی بار نهایی ۰٫۰۵۵ کولن و ولتاژ نهایی ۵ ولت می‌مونن. مقاومت، شارژ رو کندتر می‌کنه نه اینکه ولتاژ منبع رو عوض کنه.
ولتاژ منبع رو دو برابر کن
مقاومت رو روی ۱۰۰۰ اهم و ظرفیت رو روی ۰٫۰۱۱ فاراد نگه دار. ولتاژ منبع رو از ۵ به ۱۰ ولت برسون.
حدست چیه؟ کدوم خروجی‌ها دو برابر می‌شن و کدوم ثابت می‌مونه؟
توضیح نتیجه رو ببین
ولتاژ نهایی از ۵ به ۱۰ ولت و بار نهایی از ۰٫۰۵۵ به ۰٫۱۱ کولن می‌رسه، اما ثابت‌زمانی ۱۱ ثانیه می‌مونه؛ چون مقاومت و ظرفیت عوض نشدن.
پشت این حرکت چه خبره؟
ثابت‌زمانی، سرعت نزدیک شدن رو می‌گه
tau = R*C; V(t) = V_s*(1-exp(-t/tau))
ثابت‌زمانی از ضرب مقاومت در ظرفیت به دست می‌آد. بعد از یک ثابت‌زمانی، ولتاژ خازن حدود ۶۳ درصد ولتاژ منبعه؛ ثابت‌زمانی بزرگ‌تر یعنی بالا رفتن ولتاژ آهسته‌تر.
ظرفیت بار نهایی رو هم بیشتر می‌کنه
Q_final = C*V_s
در ولتاژ منبع یکسان، خازن بزرگ‌تر بار بیشتری ذخیره می‌کنه و دیرتر شارژ می‌شه. در این مدل، ولتاژ نهایی رو منبع تعیین می‌کنه و مقاومت روی سرعت اثر می‌ذاره.
پنج ثابت‌زمانی یعنی خیلی نزدیک، نه دقیقاً برابر
V(5*tau) = V_s*(1-exp(-5))
بعد از پنج ثابت‌زمانی، ولتاژ حدود ۹۹٫۳ درصد ولتاژ منبعه. عدد ولتاژ نهایی خروجی مقدار تعادلی رو می‌گه؛ آخرین نقطهٔ نمودار هنوز کمی پایین‌تر از اونه.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
ثابت‌زمانی مدار مقاومت و خازن چی رو نشون می‌ده؟
ثابت‌زمانی از ضرب مقاومت در ظرفیت به دست می‌آد و می‌گه ولتاژ خازن با چه سرعتی به مقدار نهایی نزدیک می‌شه. بعد از یک ثابت‌زمانی، ولتاژ حدود ۶۳ درصد ولتاژ منبعه؛ بعد از پنج تا، حدود ۹۹٫۳ درصدشه.
سؤال‌های رایج
ثابت‌زمانی یعنی چی؟
یک مقیاس زمانی برای شارژ شدنه. بعد از یک ثابت‌زمانی، ولتاژ خازن حدود ۶۳ درصد ولتاژ نهایی می‌شه؛ این زمان با ضرب مقاومت در ظرفیت به دست می‌آد.
اگر مقاومت دو برابر بشه، چه چیزی تغییر می‌کنه؟
در ظرفیت ثابت، ثابت‌زمانی دو برابر می‌شه و شارژ آهسته‌تر پیش می‌ره. مقدار نهایی بار و ولتاژ با همون منبع عوض نمی‌شن.
ظرفیت بیشتر ولتاژ نهایی رو زیاد می‌کنه؟
در این مدار نه؛ ولتاژ نهایی برابر ولتاژ منبعه. ظرفیت بیشتر، بار نهایی رو زیاد می‌کنه و زمان نزدیک شدن به ولتاژ نهایی رو طولانی‌تر می‌کنه.
چرا آخر نمودار کمی از ولتاژ نهایی پایین‌تره؟
نمودار تا پنج ثابت‌زمانی می‌ره؛ در اون زمان ولتاژ حدود ۹۹٫۳ درصد مقدار نهاییه. خروجی ولتاژ نهایی، مقدار تعادلی رو نشون می‌ده که نمودار فقط بهش نزدیک شده.
تخلیهٔ خازن رو هم می‌تونم ببینم؟
نه، این شبیه‌سازی فقط شارژ شدن خازن از راه مقاومت رو نشون می‌ده و مرحلهٔ تخلیه رو مدل نمی‌کنه.