مفهوم تطبیق امپدانس و اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان

سلام، مفهوم امپدانس و تطبیق اون نیاز به یک سری پیش نیاز هایی داره و پیشنهاد می کنم اگه علاقمند بودید حتما در اینترنت سرچ کنید و خیلی عمیق مطالعش کنید.
ولی من سعی می کنم اینجا ساده توضیح بدم تا سوالتون برطرف بشه.
همه قطعات الکترونیکی در فرکانس های مختلف از خودشون در برابر جریان الکتریکی مقاومت نشون میدن. مقاومت ها همیشه مقاومتشون ثابت هست (که بهش میگن رزیستنس) ولی خازن ها و سلف ها در فرکانس های مختلف مقاومتشون عوض میشه (برای خازن بهش میگن کاپاسیتانس و برای سلف بهش میگن اندوکتانس و به جمع این دوتا میگن رکتانس) و در نهایت جمع برداری (دقت کنید که این ها از دید برداری بر هم عمود هستن (برای درک بیشتر به اعداد موهومی و کتاب های الکترونیک مراجعه کنید) ) همه اینها برای یک مدار میشه امپدانس اون مدار. پس فعلا توی ذهنتون داشته باشید که هر مداری یک امپدانس داره که میشه مقاومت کلی ای که اون مدار جلوی جریان الکتریکی نشون میده.
حالا توی دنیای واقعی، دستگاه ها همه ورودی و خروجی دارن. مثلا یک دستگاه پخش صوت، خروجی داره و به اسپیکر که ورودی داره وصل میشه و اگر شما بخواید از دید اون ورودی یا خروجی مقاومت اون مدار رو بسنجید، به امپدانس ورودی و امپدانس خروجی میرسید.
پس هر دستگاهی که خروجی داره، یک امپدانس خروجی هم داره و هر دستگاهی که ورودی داره، یک امپدانس ورودی هم داره.
من الان یک شکل آماده می کنم و آپلود می کنم. ادامه توضیحات رو بعد از شکل میگم.

ممنون خانم برمايون ولي جواب شما كلي است لطفا يك مثال عملي براي زماني كه امپدانس دو مدار يكسان نيست و مي خواهيم امپدانس دو مدار را يكسان كنيم بزنيد و بفرمائيد اين فرمولها را چه موقع استفاده مي كنيم؟

خب، حالا یک مفهوم دیگه رو با هم یاد می گیریم. معمولا ورودی و خروجی ها، سیگنال ها رو عبور می دن و این سیگنال ها رو می تونید با موج های سینوسی توی ذهنتون مدل کنید. (هر موجی رو میشه با جمع تعدادی موج سینوسی مدل کرد)
موج های الکتریکی هم هیچ فرقی با موجی که توی طناب میبینید یا موج دریا ندارن و همون رفتارها رو نشون میدن.
فرض کنید که یک موج داره توی یک طناب یکنواخت میره و یهو میخوره توی دیوار. چه اتفاقی میافته؟‌موج بازتاب می کنه. همونطور که وقتی موج دریا میخوره توی صخره، بازتاب می کنه. موج های الکتریکی هم وقتی دارن از یک طرف میرن طرف دیگه، اگه با جسم سختی (امپدانس بالاتر) برخورد کنن، بازتاب می کنن.
پس وقتی موج از خروجی دستگاه A داره میره سمت ورودی دستگاه B، دوست داره که محیطش یکنواخت باشه و از همون امپدانیسی که اومده رد بشه و بره به همون امپدانس. اگه این وسطا به امپدانس بالاتر بخوره، بخشیش بازتاب می کنه و اگه به امپدانس کمتر بخوره تضعیف میشه. این بازتاب کیفیت سیگنال ها رو به شدت خراب می کنه و حتی می تونه واسه فرستنده خطرناک باشه (چونکه توانی که اومده ارسال کنه برگشته توی خودش) .
امیدوارم که این مطالب براتون مفید بوده باشه و جواب سوالتون رو گرفته باشید.
از این به بعد اگه دیدید که بقل خروجی یک امپلیفایر نوشته 50اهم، و یک اسپیکر هم دیدید که روش نوشته 50اهم، می دونید که چرا این ورودی و خروجی برای هم مناسب ترین هستن.

توی شکل بالا، دستگاه A یک دستگاه با یک خروجی هست که از دید این خروجی، یک امپدانس داره به اسم Za
دستگاه B هم یک دستگاه با یک ورودی هست که از دید این ورودی امپدانسش Zb هست.
وقتی یک ورودی رو به یک خروجی وصل می کنن، به صورت شکل بالا این امپدانس ها رو مدل می کنن. در واقع سیگنالی به دستگاه B میرسه یک تقسیم مقاومتی بین امپدانس های ورودی و خروجی هست.
حالا حالت هایی که پیش میاد رو بررسی می کنیم.
فرض کنید که Za خیلی کوچک باشه و Zb خیلی بزرگ. در این حالت ولتاژ به خوبی از A به B منتقل میشه (چون بیشتر ولتاژ روی Zb میافته) ولی جریان ضعیف میشه (چون Zb بزرگ هست و نمیذاره جریان زیاد رد بشه. و جریان دستگاه B با جریان Zb در واقع مدل شده) این حالت بهترین حالت برای انتقال ولتاژ از یک خروجی به یک ورودی هست.
حالا اگر Za خیلی بزرگ و Zb خیلی کوچیک باشه، برعکس میشه و ایندفعه ولتاژ افت می کنه ولی جریان خوب منتقل میشه.
ولی معمولا هدف ورودی و خروجی ها انتقال ولتاژ نیست، بلکه انتقال توان هست. مثلا یک آمپلیفایر، می خواد صدا رو تقویت کنه و اون توان خروجی رو به یک بلندگو بده. در این حالت باید کاری کنیم که هم جریان و هم ولتاژ یه صورت بهینه عبور کنن. (از اونجایی که می دونیم P=VI)
اگر بخوایم بدون فرمول و مشتق گرفتن و ماکزیمم کردن یک تابع این مسئله رو حل کنیم باید دو حالت قبل رو مرور کنیم. ما می خوایم هم ولتاژ خوب باشه هم جریان. توی یکی از حالتا ولتاژ خوب بود و جریان بد و توی اون یکی حالت ولتاژ بد بود و جریان خوب. پس سعی می کنیم که این دو حالت رو به همدیگه برسونیم و نتیجش چی میشه؟ نتیجش این میشه که باید Za = Zb باشه تا هم ولتاژ و هم جریان خوب رد بشن و در واقع ضرب این دوتا ماکزیمم بشه.
به عمل اضافه کردن مقاومت یا خازن یا سلف بین یک ورودی و خروجی برای اینکه امپدانس هاشون یکی بشه، میگن تطبیق امپدانس.
پس الان یاد گرفتیم که وقتی امپدانس ورودی و خروجی برابر باشه، بیشترین توان رو می تونیم منتقل کنیم.
تطبیق امپدانس یک خاصیت دیگه هم داره که توی پست بعدی توضیح میدم.

سلام جناب اسماعیل پور
روزتون بخیر
بله برای اتصال بخش های مختلف در مدار ها باید امپدانس مساوی داشته باشند
مفهوم امپدانس رو در پست امپدانس ما میتونید به صورت ساده فرابگیرید
امپدانس به زبون ساده و خودمونی تر همون مقاومته که با فرکانس کاری مدار تغییر میکنه

امپدانس چیست ؟ ( 2 دقیقه ویدیو توضیح تفاوت اصلی آن با مقاومت )

در خصوص اختلاف فاز هم گاهی اوقات وجودش برای مدار ضرری نداره و ممکنه به کار بیاد و گاهی اوقات نتیجه مخرب داره بستگی داره توی چه مداری مدنظرتون باشه

توضیحاتتون عالی بودند مهندس @Mehrad#766 ممنونم

سلام و خسته نباشید خدمت اساتید محترم.
دو تا سوال برام پیش اومده ممنون میشم راهنمایی کنید.اول اینکه مفهوم تطبیق امپدانس به چه معنایی هست؟ تا اینجا متوجه شدم بخش های مختلف مدار که باهم ارتباط دارن باید امپدانس یکسانی داشته باشند.آیا این حرف درسته یا نه؟
سوال دومم راجه به مفهوم اختلاف فاز بین ولتاژ و جریان هست.به صورت کلی اختلاف فاز چیز بدیه و نباید تو مدار وجود داشته باشه یا کاربرد داره؟یا کاربرد داره و میتونیم ازش استفاده کنیم؟؟