العلاقة بين الـ DC و الـ AC .
دعنا نتخيل
إشارة تيار ثابت , قيمته 5 أمبير , فإذا مر هذا التيار لمدة 8 ثواني في دائرة
كهربية , فكم كولوم سوف يعطيه للدائرة ؟
لقد قمنا بحساب كمية
الشحنة الكهربي بالمنطق , وهو أن شدة التيار 5 أمبير , أي يعطي كل ثانية 5 كولوم ,
ولقد مر هذا التيار لمدة 8 ثواني , إذا عدد الكولوم يساوي حاصل ضرب 8 في 5 . ولكن
, إذا أمعنا النظر في الدائرة , فسوف نلاحظ أن حاصل الضرب هذا يعطي " مساحة
المستطيل " الموضح .
باستخدام الطريقة
المنطقية , كان من السهل حساب عدد الكولوم بدون التفكير في حساب المساحة , ولكن ,
ماذا لو واجهنا السؤال التالي ؟؟؟؟
سؤال : إحسب عدد
الكولوم التي سيعطيها التيار التالي للدائرة المتصل بها في الفترة الزمنية الموضحة
تلك الإشارة ليست
ثابتة القيمة , وبالتالي , فإنه لا نستطيع أن نقول أنه بعد الثانية الأول تم تزويد
الدائرة بـ 3 كولوم من المصدر , لأن شدة التيار لم تكن ثابتة طوال فترة إنقضاء
الثانية , ولهذا , لابد أن نستخدم أسلوب حساب مساحة الشكل تحت منحنى الإشارة , وهو
في هذه الحالة مثلث الشكل , أي أن مساحة الشكل تساوي نصف القاعدة مضروبة في
الإرتفاع , أي تساوي 9 وحدة مساحة
إذا , عدد الكولوم
التي يعطيها هذا المصدر هي 9 كولوم .
الآن , إذا قلت لك ,
أريد المستطيل , الذي تكون مساحته مساوية تماما لمساحة هذا المثلث , وله نفس طول
ضلع القاعده , فما الحل ؟؟
1) حساب
مساحة المثلث 2) قسمة مساحة المثلث على
طول قاعدته
إذا 9 تقسيم 6 تساوي
1.5
إذا المستطيل أحد
أضلاعه 1.5 , والضلع الآخر يساوي طول ضلع القاعدة ( 6 )
وبالتجربة , فإن
مساحة هذا المستطيل تساوي 6 مضروبة في 1.5 تساوي 9 , أي نفس مساحة المثلث
الشئ المهم في عملية
إيجاد مساحة مستطيل , تكون مساوية لنفس مساحة المثلث , ولها نفس القاعدة , هي
إيجاد طول الضلع الآخر , فلو أمعنت النظر في الضلع الموضح , ستكتشف أننا قد بحثنا
عن قيمة الإشارة الثابتة , التي إذا مرت لنفس المدة التي مرت فيها الإشارة الأخرى
, في نفس الدائرة , فإنها سوف تعطيها نفس كمية الشحنة , وبالتالي نفس كمية الــ power ( سوف نتحدث عنه لاحقا ) .
هذه القيمة تعرف
بقيمة الـــ RMS
للإشارة غير الثابتة ( غير الــ DC )
إذا تعريف الـــ RMS للإشارة الكهربية هو :
هي القيمة الـــ DC المقابلة
للإشارة غير الــ DC ,
والتي تعطي نفس الـ power لنفس
الدائرة , إذا مرت لنفس الفترة الزمنية .
قانون الـقيمة الــ RMS للإشارة الـــ AC .
للتعامل مع الإشارات
الــ AC يكون الأمر صعب , لذلك يتم
إيجاد القيمة المقابلة لتلك الإشارة بالـــ DC
والإشارة الـ AC التي سنتعامل معها في دوائر الإلكترونيات
والكهرباء , هي الإشارة الـــ sinousoida
.
والتي على الشكل
التالي , ولتكن إشارة تيار :
لو فرضنا أن القيمة العظمى للتيار ( ) هي 20 أمبير
فإن قانون
إيجاد القيمة الــ RMS للإشارة الــ sinousoidal هو :
امبير
وهذا يعني , أن الإشارة
التالية , تعطي الدائرة الكهربية , نفس قيمة الـ power التي ستحصل عليها الدائرة من الإشارة السابقة ,
إذا مررنا كل إشارة في نفس الفترة الزمنية .
ملحوظة : تم إيجاد
القانون السابق كالأتي :
1) حساب مساحة الإشارة
الــ sinousoidal باستخدام التكامل
2) قسمة تلك المساحة على
قاعدة الإشارة
تردد الإشارة ( The frequency )
ذكرنا فيما سبق أنه
إذا دار موصل دورة كاملة ( one cycle ) في مجال مغناطيسي ناشئ من
قطب واحد موجب وقطب واحد سالب , فإننا سنحصل على إشارة sinousoidal واحده .
دعنا نجعل هذا الموصل
يستمر في الدوران دورات كاملة لمدة ثانية واحده , ثم يقف .
في تلك الحالة سوف
نحصل على عدد من الـــ cycles كالآتي :
التردد هو : عدد
الدورات الكاملة ( 360 درجة ) التي تتم في
الثانية الواحده .
ويرمز للتردد بالرمز F
ويكون قانونة كالآتي :
ووحدة قياس
التردد هي " الهيرتز "
مثال : إذا كان
لدينا إشارة متغيرة بتردد 60 هيرتز , فكم دورة كاملة تقوم بها تلك الإشارة في
دقيقة واحده ؟
الإجابة : عدد
الثواني في الدقيقة يساوي 60 ثانية , إذا عدد الدورات الكاملة ( complete cycles )
تساوي
سؤال : التيار
الكهربي الواصل للمنازل في مصر هو تيار
متردد , قيمته 220 فولت , بتردد 50 هيرتز , فماذا يعني هذا ؟
بما أن التيار متردد
, إذا المقصود بالقيمة 220 فولت أنها القيمة الــ RMS , والتردد 50 هيرتز يعني أن هذه الإشارة تعطي 50
دورة كاملة في كل ثانية .
سؤال : إذا
كانت القيمة الــ RMS
هي 220 فولت , فما هي القيمة القظمى لتلك
الإشارة ؟؟
من القانون الذي
تعلمناه , وهو:
إذا
إذا
ملحوظة : إذا قمنا
بتدوير موصل في مجال مغناطيسي مكون من قطبين شماليين , وقطبين جنوبيين , فإن هذا
يؤدي لإنتاج دورتين كاملتين من الإشارة لكل دورة كاملة للموصل , كما هو مبين في
الشكل التالي :
أضف تعليق: