24‏/1‏/2015

مصادر التغذية: التيار المتردد Alternating Current - AC

التيار المتردد هو التيار الذى يغير قطبيته بإستمرار مع الزمن، بمعنى أن التيار يخرج من القطب الأول ويعود من القطب الثانى ثم بعد ذلك يخرج من القطب الثانى و يعود من القطب الأول وهكذا وفى هذه الحالة لا يوجد قطب موجب أو سالب.


Video

أقوى اسطوانة لتعليم برمجة الميكروكنترولر باللغة العربية

Video

فيدوهات تعليمية بالعربية فى الالكترونيات وبرمجة الانظمة المدمجة

ونحصل على التيار المتردد من المولدات الكهربية والتى تصل إلينا عبر الأسلاك الكهربية إلى منازلنا لتعمل عليها اجهزتنا الكهربية إما مباشرة أو بعد تحويله الى تيار مستمر. ويوضح  الشكل  التالى  رمز مصدر التيار المتردد المستخدم فى الدوائر الالكترونية.

وتكون قيمة التيار المتردد التى نحصل عليها من مخارج الكهرباء الموجودة على حوائط المنزل إما  220 V أو 110 V حيث تختلف من دولة إلى أخرى.
ويكون شكل منحنى الجهد والزمن كما هو موضح فى الشكل التالى:


وفيه نلاحظ أن قيمة جهد المصدر تتعدى 220 فولت ، وهذا واضح على المحور الرأسى بينما المحور الأفقى يوضح الزمن ، والخط المرسوم هو خط الجهد المتردد.ويسمى هذا الشكل باسم موجة جيبية (sin wave) وذلك لأن شكل التيار المتردد يكون على شكل الدالة الجيبية.
وتبدا قيمة الجهد الكهربى من صفر ثم تأخذ فى الزيادة إلى أن تصل إلى  أقصى قيمة  (maximum voltage (Vm))   موجبة ثم تبدأ بعد ذلك فى النقصان إلى أن تصل إلى الصفر وتستمر فى النقصان حتى تصل إلى أقصى قيمة سالبة أى أن الجهد يتحول من جهد موجب إلى جهد سالب ثم تزداد قيمته لتصل إلى الصفر مرة أخرى كما يوضح الشكل التالى 


ويتضح من الرسمة أن نصف الموجة العلوى كله موجب الجهد بينما النصف السفلى كله سالب الجهد . ومن الشكل  السابق نجد أن الجهد يتأرجح مابين أقصى قيمة موجبة إلى أقصى قيمة سالبة أى من القمة الموجبة إلى القمة السالبة (peak to peak) .

وعند قياس الجهد الكهربى المتردد نقيس مايسمى القيمة الفعالة (root mean square (rms) or effective value(Veff))   والقيمة الفعالة للموجة الجيبية تحسب من العلاقة التالية:
Vrms = Vm / √2 = 0.707 * Vm

وعندما نذكر أن الجهد الذى نحصل عليه من مخرج الكهرباء فى المنزل هو 220 فولت فان هذا يعنى أن القيمة الفعالة تساوى 220 فولت.
ومن المعادلة السابقة يمكننا تحديد أقصى جهد كالآتى
Vm = Vrms * √2 = Vrms * 1.414
Vm = 220 * 1.414 = 311
أى أن أقصى قيمة للجهد المتردد هى 311 فولت وتوجد عند قمة المنحنى.

والشكل التالى يوضح دورة (frequency) واحدة للموجة ، وعدد الدورات فى الثانية تقاس بوحدة قياس تسمى هيرتز (Hertz (Hz))، والجهد الكهربى المتردد الموجود بمنازلنا إما أن يكون 50 أو 60 هيرتز حسب كل دولة. لاحظ الشكل التالى


ويمكن حساب الزمن الذى يأخذه التيار المتردد فى كل دورة من العلاقة التالية:
T = 1 / F
حيث:
T : الزمن الذى تأخذه كل دورة.
F : تردد التيار(عدد الدورات فى الثانية).

فاذا كان تردد المصدر يساوى 50 Hz  فيمكن حساب زمن الدورة كالآتى
T = 1 / F = 0.02
أى أن كل دورة تستغرق 0.02 من الثانية أى 20 ملي ثانية.

ويمكن قياس الجهد الكهربى للمصدر المتغير بإستخدام الفولتميتر (voltmeter) حيث يتم ضبط مؤشر القياس على الجهد المتغير.

ويمكن إضافة مصدر الجهد المتردد إلى مصدر الجهد المباشر لتحدث إزاحة للجهد المتغير بمقدار يساوى قيمة الجهد المباشر كما يوضح الشكل التالى

ويتضح من الشكل أنه تم إزاحة الجهد المتردد إلى أعلى بقيمة تساوى 5 V وهى قيمة جهد البطارية ، وبذلك يتأرجح الجهد ما بين 15 V و -5 V ، وعند عكس إتصال قطبية البطارية نحصل على الشكل التالى 


ويتضح من الشكل أنه تم إزاحة الجهد المتردد إلى أسفل بقيمة تساوى 5 V وهى قيمة جهد البطارية ، وبذلك يتأرجح الجهد ما بين 5 V و -15 V .

"نحن لانمنع ان تنقل عنا، ولكن من فضلك يجب ان تذكرنا (اسم الكاتب ورابط الصفحة)"







هناك تعليقان (2):