اختراعات

التيار الكهربائي المتناوب الجيبي le Courant électrique alternatif sinusoïdale

التيار الكهربائي المتناوب الجيبي le Courant électrique alternatif sinusoïdale

التيار الكهربائي المتناوب الجيبي Courant électrique alternatif sinusoïdale

1 - تمهيد :

يستلزم تشغيل المركبات والأجهزة الكهربائية وجود منابع كهربائية (أعمدة , بطاريات , مراكمات , منوبات ومولدات...) . هل تولد هذه المنابع الكهربائية نفس التوتر الكهربائي ؟ وماهي مميزات هذه التوترات ؟
لدراسة هذه التوترات سنستعمل جهاز كاشف التذبذب .

2 - التمييز بين التوتر المستمر و التوتر المتناوب :

1-2) تجربة :

من المهم جدا التعرف على جهاز كاشف التذبذب قبل استعماله : كاشف التذبذب هو "فولطمتر" (إذن يركب على التوازي ويقيس التوتر ) لكنه يتميز عن الفولطمترات الإعتيادية (التناظرية منها والرقمية) بكونه يمكن من تتبع التوتر عبر الزمن , من خلال شاشته التي تحتوي محورين متعامدين ,بحيث المحور العمودي (الرأسي) يعبر عن التوتر بينما المحور الأفقي يعبر عن الزمن . في هذه الفقرة سنركز على شاشة كاشف التذبذب , وفي الفقرة الموالية سنركز بالإظافة إلى الشاشة ,على أزرار الجهاز ,ستتعرف على وظائفها واستعمالها لإجراء قياسات ,سينتهي بك المطاف خلال هذا الدرس إلى التعرف على معظم أزرار الجهاز وسيصبح جهاز كاشف التذبذب جهاز قياس أخر ينظاف إلى ترسنتك من أجهزة القياس.
في مرحلة أولى نربط عمود بمدخلي كاشف التذبذب , وفي مرحلة ثانية نربط مولد (مرتبط بمأخذ التيار الكهربائي والذي بدوره مرتبط بمركز إنتاج الطاقة الكهربائية) .

2-2) ملاحظة وتفسير :

  • في المرحلة 1: نلاحظ على شاشة كاشف التذبذب خط مستقيمي أفقي , وهذا يعني أن التوتر لا يتغير عبر الزمن أي التوتر ثابت .
  • في المرحلة 2 :نلاحظ على شاشة كاشف التذبذب منحنى (Courbe) متموج , وهذا يعني أن التوتر يتغير عبر الزمن .

3-2) استنتاج :

  • التوتر المستمر (Tension contunue) هو توتر لا يتغير عبر الزمن , نرمز له بالرمز :
  • DC
  • التوتر المتناوب (Tension alternative) توتر يتغير عبر الزمن , ثارة يكون موجب وثارة أخرى سالب , نرمز له بالرمز :
  • AC



ملحوظة :
  • التوتر الذي يتغير دون تغير إشارته عبر الزمن هو توتر متغير (Tension variable), بينما التوتر المتناوب توتر يتغير و تتغيرإ شارته دوريا .
  • بعض الأشكال البسيطة الأخرى للتوتر المتناوب :

توتر متناوب جيبي
توتر متناوب مثلثي

توتر متناوب مستطيلي
  • الرمز الاصطلاحي للمولد :

3 - مميزات توتر متناوب جيبي : (فيديو حول التوتر المتناوب)

1-3) التوتر القصوي ,الدور و التردد :

أ - تجربة :


ب -ملاحظة وتفسير :



  • يتغير التوتر ليصل الى أعلى قيمة له , نسمي هذه القيمة التوتر القصوي (Tension maximale) (نسميه أيضا وسع (Amplitude) الإشارة الكهربائية) , ونرمز له ب UM .
  • يستغرق التوتر مدة زمنية لتصبح قيمته مساوية لقيمة سابقة وفي نفس منحى التغيرات , هذه المدة نسميها الدور (Période) ونرمز لها ب T .
  • عدد الأدوار في الثانية نسميه التردد (Fréquence) ونرمز له بالرمز f ونكتب f=1 ⁄ T . وحدت التردد العالمية هي الهرتز (Hertz) رمزها Hz .
  • استغلال رسم كاشف التذبذب لحساب : T, UM و f :
    • حساب التوتر القصوي : UM=Y.S حيث Y عدد التدريجات الموافقة للتوتر القصوي (نحصل عليها انطلاقا من الرسم على شاشة كاشف التذبذب) , و S الحساسية الرأسية (يشير اليها زر الحساسية الرأسية) , اذن UM=Y.S = (3div)(2V/div)=6V
    • حساب الدور : T=X.Bبحيث X عدد التدريجات الموافقة للدور (نحصل عليها انطلاقا من الرسم على شاشة كاشف التذبذب) و B الكسح (Balayage) أو الحساسية الأفقية , (ويشير اليها زر الكسح ). إذن T=X.B=(8div).(0,5s/div)=4s
    • حساب التردد : f=1 ⁄ T = (1 ⁄ 4s)=0,25 Hz

ج - استنتاج :

يتميز التوتر المتناوب بقيمة قصوية UM , دور T و تردد f :
  • UM=Y.S حيث Y عدد التدريجات الموافقة للتوتر القصوي , و S الحساسية الرأسية .
  • T=X.Bبحيث X عدد التدريجات الموافقة للدور و B الكسح .
  • f=1 ⁄ T

2-3) التوتر الفعال:

أ - تجربة :


ب - ملاحظة وتفسير :

  • التوتر القصوي للمولد هو : UM=Y.S = (3div)(2V/div)=6V
  • التوتر الذي يقيسه الفولطمتر يساوي 4,25 V . هذا التوتر نسميه التوتر الفعال (Tension efficace) للمولد , نرمز له بالرمز Ue.
  • العلاقة بين UM و Ue :
  • UM ⁄ Ue= (6V) ⁄(4,25V)=1,41 أي UM=1,41.Ue

ج - استنتاج :

  • يتميز التوتر المتناوب بتوتر فعال Ue بحيث : UM=1,41.Ue
  • يقيس الفولطمتر التوتر الفعال لتوتر متناوب .

4 - التيار الكهربائي المتناوب :

1-4) تجربة: (تحميل برنامج محاكاة)




2-4) ملاحظة وتفسير

  • في التركيب 1 : يضيء الصمام الثنائي المتألق كهربائيا (diode électroluminescente:DEL)الثاني لأنه مركب في المنحى المار , بينما لا يضيء DEL1 لأنه مركب في المنحى المعاكس .
  • في التركيب 2 : يضيء الصمامان DEL1 و DEL2 بالتناوب حسب الدور T للمنبع الكهربائي , لأن التيار الكهربائي الذي ينتجه المنبع يتغير منحاه دوريا .
  • كما هو الشأن بالنسبة للتوتر نحصل على : IM=1,41.Ie


3-4) استنتاج :

ينتج عن التوتر الكهربائي المتناوب تيار كهربائي متناوب , له نفس تردد التوتر , وله قيمة قصوى IM بحيث : IM=1,41.Ie

انـــتــــهــــــى

أتمنى أن أفيدك بهدا الموضوع 
والى موضوع 
جديد ان شاء الله
والحمد لله رب العالمين.
لا تنسوا. لايك لصفحتي على الفيسبوك