نظرية الدوائر #40 - الاستجابة الطبيعية لدائرة RC: تفريغ المكثف وثابت الزمن

المعلّم: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

في هذا الدرس نبدأ أول استجابة طبيعية كاملة في تحليل الدوائر الزمنية: تفريغ مكثف في دائرة RC. نشرح خطوة بخطوة: 1. معنى الاستجابة الطبيعية ولماذا لا يوجد مصدر خارجي بعد التبديل. 2. كيف نكتب قانون كيرشوف للتيار عند العقدة العليا. 3. اشتقاق المعادلة: dv/dt + v/(RC) = 0. 4. الحل الأسي: v(t) = V0 e^(-t/tau). 5. معنى ثابت الزمن tau = RC ووحدته بالثواني. 6. استخراج التيار والقدرة والطاقة من جهد المكثف. 7. مثال محلول: C = 100 microfarad, R = 2 kilo-ohm, V0 = 50 V. 8. قاعدة 5tau: متى نعد الاستجابة العابرة قد انتهت عمليا. 9. أين تذهب طاقة المكثف أثناء التفريغ. الفكرة الأساسية: دائرة RC الطبيعية لا تحتاج إلى مصدر بعد لحظة التبديل. المكثف يبدأ بطاقة مخزنة، ثم يفرغ هذه الطاقة في المقاومة بشكل أسي. ثابت الزمن tau = RC هو الرقم الذي يخبرنا هل التفريغ سريع أم بطيء.