Physics
📄 اطبع pdf
00971504825082
التيار المتردد
دائرة مكثف وملف حثيCapacitor and Inductor Circuit
دائرة الاهتزازOscillation Circuit
عند شحن مكثف فإن المكثف يكتسب طاقة كهربائية مختزنة بسبب المجال الكهربائيWhen a capacitor is charged, it stores electrical energy due to the electric field
\[𝑈_𝐸 = \frac{{{1}}}{{{2}}} \frac{{{q^2}}}{{{C}}}\]
ونتيجة مرور تيار محث في ملف فإنة يختزن طاقة مغناطيسية بسبب المجال المغناطيسيAnd as a result of current passing through an inductor, it stores magnetic energy due to the magnetic field
\[P = ∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} . i = L\frac{{{di}}}{{{dt}}}i\]
\[𝑈_B =\int P . dt= \int L .i di= \frac{{{1}}}{{{2}}} L .i^2\]
السؤال كيف تعمل دائرة الإهتزازQuestion: How does the oscillation circuit work?
امتحان فيزياء: دائرة مكثف وملف حثي (دائرة الاهتزاز)Physics Exam: Capacitor and Inductor Circuit (Oscillation Circuit)
عند شحن مكثف فإن المكثف يكتسب طاقة كهربائية مختزنة بسبب المجال الكهربائي. ونتيجة مرور تيار محث في ملف فإنه يختزن طاقة مغناطيسية بسبب المجال المغناطيسي.When a capacitor is charged, it stores electrical energy due to the electric field. As a result of current passing through an inductor, it stores magnetic energy due to the magnetic field.
\[1 \star\]
دوائر التيار المترددAC Circuits
معلومات مفيدة:Useful information: عمل دوائر التيار المترددOperation of AC circuits
دوران ملف في مجال مغناطيس يؤدي إلى تولد فرق جهد مستحث يعطى بالعلاقةRotating a coil in a magnetic field generates an induced EMF given by:
\[∆𝑉_ {emf} =N. A.B.W Sin ( Wt) \]
مولد (تيار متردد)AC Generator
\[𝑉_ {max} =N. A.B.W \]
\[∆𝑉_ {emf} =𝑉 _ m Sin ( Wt) \]
وبالتالي ينتج تيار مستحث ولا يشترط أن يكون متفق في الطور مع فرق الجهد وهو متغير القيمة كل لحظة والاتجاه كل نصف دورةThus, an induced current is produced, and it is not necessarily in phase with the voltage; its value changes every moment and its direction every half cycle
\[I _{t} =I _ m Sin ( Wt - ∅ )\]
(∅) زاوية الطور بين الجهد والتيار(∅) Phase angle between voltage and current
(I max) أعظم قيمة للتيار المتردد وتدعى سعة التيار المتردد(I max) Maximum value of AC current, called AC current amplitude
في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمقاوم أومي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to an ohmic resistor and the voltage and current in the circuit are monitored
نتائج التجربةExperiment Results
🔌 1. مقاوم أومي (R)🔌 1. Ohmic Resistor (R)
✓ الجهد والتيار في نفس الطور (فرق طور = 0°)✓ Voltage and current in phase (phase difference = 0°)
● الجهد v(t) [V]Voltage v(t) [V]
● التيار i(t) [A]Current i(t) [A]
📊 يتغير الرسم فوراً عند تغيير القيم📊 Graph updates immediately when values change
حساب الممانعةImpedance Calculation
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference between current and voltage
\[R = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[R =\frac{{{𝑉(t)}}}{{{I(t)}}}\]
معادلة الجهدVoltage equation \[V_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt) \]
رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمنGraph of voltage and current over time
لا توجد علاقة بين تغير التردد والمقاومةNo relationship between frequency change and resistance
\[I_ {t} =I _ m Sin ( Wt) \]
التيار والجهد متفقان في الطورCurrent and voltage are in phase
1 مثالExample
دائرة تيار متردد متصلة بمصدر قوة دافعة متغيرة مع الزمن معادلة جهد المصدر \[V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\] تم وصل المصدر بمقاوم أومي مقداره \(R=20 Ω\) فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة
An AC circuit connected to a time-varying EMF source. Source voltage equation \[V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\]. The source is connected to an ohmic resistor \[R=20 Ω\]. Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A𝐼(t) = 10.5 Sin (60𝜋 t+ 𝜋/2 )
B𝐼(t) = 14.7 Sin (60𝜋 t -𝜋/2)
C𝐼(t) = 10.5 Sin (60𝜋 t )
D𝐼(t) = 14.7 Sin (60𝜋 t +𝜋/2)
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solution
في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بملف حثي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to an inductor and the voltage and current in the circuit are monitored
لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهاتNote that the ammeter and voltmeter values change every moment. Voltage and current will be represented as vectors
نتائج التجربةExperiment Results
🌀 2. ملف حثي نقي (L)🌀 2. Pure Inductor (L)
⚠ التيار يتخلف عن الجهد بزاوية 90° (π/2)⚠ Current lags voltage by 90° (π/2)
● الجهد v(t) [V]Voltage v(t) [V]
● التيار i(t) [A] (متأخر)Current i(t) [A] (lagging)
📊 التيار متأخر عن الجهد (يصل للقمة بعد الجهد)📊 Current lags voltage (reaches peak after voltage)
حساب الممانعة الحثيةInductive Reactance Calculation
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference
\[XL = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[XL = 2𝜋 f .L \]
معادلة الجهدVoltage equation \[V_ {t} =𝑉 _ {mL} Sin ( Wt) \]
رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمنGraph of voltage and current over time
العلاقة بين التردد والمفاعلة الحثية: علاقة طرديةRelationship between frequency and inductive reactance: Direct relationship
\[XL\propto f\]
الميلSlope \[m=\frac{XL}{f} =2𝜋 L\]
معادلة التيارCurrent equation \[v = L\frac{di}{dt}=𝑉 _ m Sin ( Wt)\]\[dI=\frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt\]\[I= \int \frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt\]\[I=-\frac{𝑉 _ m}{LW}Cos ( Wt)\]\[I=-\frac{𝑉 _ m}{XL}Cos ( Wt)\]\[I=- I _ mCos ( Wt)\]\[-Cos ( Wt)=Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})\]\[I= I _ m Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})\]
الجهد يسبق التيار بمقدار 90 درجةVoltage leads current by 90 degrees
2 مثالExample
دائرة تيار متردد متصلة بمصدر قوة دافعة متغيرة مع الزمن معادلة جهد المصدر \(V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\) تم وصل المصدر بملف معامل حثه الذاتي \(L=0.2 H\) فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة
An AC circuit connected to a time-varying EMF source. Source voltage equation \(V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\). The source is connected to an inductor with self-inductance \(L=0.2 H\). Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A𝐼(t) = 5.67 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2 )
B𝐼(t) = 17.5 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2 )
C𝐼(t) = 5.57 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2 )
D𝐼(t) = 17.5 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2 )
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solution
في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمكثف سعوي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to a capacitor and the voltage and current in the circuit are monitored
لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهاتNote that the ammeter and voltmeter values change every moment. Voltage and current will be represented as vectors
نتائج التجربةExperiment Results
⚡ 3. مكثف سعوي نقي (C)⚡ 3. Pure Capacitor (C)
⚡ التيار يسبق الجهد بزاوية 90° (π/2)⚡ Current leads voltage by 90° (π/2)
● الجهد v(t) [V]Voltage v(t) [V]
● التيار i(t) [A] (يسبق)Current i(t) [A] (leading)
📊 التيار يسبق الجهد (يصل للقمة قبل الجهد)📊 Current leads voltage (reaches peak before voltage)
حساب الممانعة السعويةCapacitive Reactance Calculation
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference
\[XC = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[Xc = \frac{{{1}}}{{{2𝜋 f .C}}}\]
معادلة الجهدVoltage equation \[v_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt) \]
رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمنGraph of voltage and current over time
العلاقة بين التردد والمفاعلة السعوية: علاقة عكسيةRelationship between frequency and capacitive reactance: Inverse relationship
\[XC\propto \frac{1}{f}\]
الميلSlope \[m=XCf =\frac{1}{2𝜋.C}\]
معادلة التيارCurrent equation \[q = C .V = C .𝑉 _ m Sin ( Wt)\]\[i=\frac{dq}{dt}\]\[i= \frac{d(C .𝑉 _ m Sin ( Wt))}{dt}\]\[i=W.C.{𝑉 _ m}Cos ( Wt)\]\[XC=\frac{1}{WC}\]\[i=\frac{𝑉 _ m}{XC}Cos ( Wt)=I _ mCos ( Wt)\]\[Cos ( Wt)=Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})\]\[i= I _ m Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})\]
التيار يسبق الجهد بمقدار 90 درجةCurrent leads voltage by 90 degrees
امتحان فيزياء: دائرة تيار متردد مع مقاومة أوميةPhysics Exam: AC Circuit with Ohmic Resistance
\[1 \star\]
\[2 \star\]
\[3 \star\]
\[4 \star\]
\[5 \star\]
\[6 \star\]
\[7 \star\]
3 مثالExample
مكثف سعوي سعته \[C = 40 \mu F\] متصل بمصدر تيار متردد معادلة جهد المصدر \[V_c = 210 Sin (60\pi t)\] فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة
A capacitor with capacitance \[C = 40 \mu F\] connected to an AC source. Source voltage equation \[V_c = 210 Sin (60\pi t)\]. Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A𝑖(t) = 1.58 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2)
B𝑖(t) = 1.58 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2)
C𝑖(t) = 2.25 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2)
D𝑖(t) = 2.25 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2)
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solution
التيار المتردد |
دائرة مكثف وملف حثيCapacitor and Inductor Circuit
عند شحن مكثف فإن المكثف يكتسب طاقة كهربائية مختزنة بسبب المجال الكهربائيWhen a capacitor is charged, it stores electrical energy due to the electric field \[𝑈_𝐸 = \frac{{{1}}}{{{2}}} \frac{{{q^2}}}{{{C}}}\] ونتيجة مرور تيار محث في ملف فإنة يختزن طاقة مغناطيسية بسبب المجال المغناطيسيAnd as a result of current passing through an inductor, it stores magnetic energy due to the magnetic field \[P = ∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} . i = L\frac{{{di}}}{{{dt}}}i\] \[𝑈_B =\int P . dt= \int L .i di= \frac{{{1}}}{{{2}}} L .i^2\] السؤال كيف تعمل دائرة الإهتزازQuestion: How does the oscillation circuit work?
امتحان فيزياء: دائرة مكثف وملف حثي (دائرة الاهتزاز)Physics Exam: Capacitor and Inductor Circuit (Oscillation Circuit)
عند شحن مكثف فإن المكثف يكتسب طاقة كهربائية مختزنة بسبب المجال الكهربائي. ونتيجة مرور تيار محث في ملف فإنه يختزن طاقة مغناطيسية بسبب المجال المغناطيسي.When a capacitor is charged, it stores electrical energy due to the electric field. As a result of current passing through an inductor, it stores magnetic energy due to the magnetic field.
معلومات مفيدة:Useful information: عمل دوائر التيار المترددOperation of AC circuits
دوران ملف في مجال مغناطيس يؤدي إلى تولد فرق جهد مستحث يعطى بالعلاقةRotating a coil in a magnetic field generates an induced EMF given by:
\[∆𝑉_ {emf} =N. A.B.W Sin ( Wt) \]
مولد (تيار متردد)AC Generator
\[𝑉_ {max} =N. A.B.W \]
\[∆𝑉_ {emf} =𝑉 _ m Sin ( Wt) \]
وبالتالي ينتج تيار مستحث ولا يشترط أن يكون متفق في الطور مع فرق الجهد وهو متغير القيمة كل لحظة والاتجاه كل نصف دورةThus, an induced current is produced, and it is not necessarily in phase with the voltage; its value changes every moment and its direction every half cycle
\[I _{t} =I _ m Sin ( Wt - ∅ )\]
(∅) زاوية الطور بين الجهد والتيار(∅) Phase angle between voltage and current
(I max) أعظم قيمة للتيار المتردد وتدعى سعة التيار المتردد(I max) Maximum value of AC current, called AC current amplitude
في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمقاوم أومي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to an ohmic resistor and the voltage and current in the circuit are monitored
نتائج التجربةExperiment Results
🔌 1. مقاوم أومي (R)🔌 1. Ohmic Resistor (R)
حساب الممانعةImpedance Calculation |
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation |
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference between current and voltage |
\[R = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[R =\frac{{{𝑉(t)}}}{{{I(t)}}}\] |
معادلة الجهدVoltage equation \[V_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt) \] |
|
لا توجد علاقة بين تغير التردد والمقاومةNo relationship between frequency change and resistance |
\[I_ {t} =I _ m Sin ( Wt) \] |
|
دائرة تيار متردد متصلة بمصدر قوة دافعة متغيرة مع الزمن معادلة جهد المصدر \[V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\] تم وصل المصدر بمقاوم أومي مقداره \(R=20 Ω\) فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة An AC circuit connected to a time-varying EMF source. Source voltage equation \[V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\]. The source is connected to an ohmic resistor \[R=20 Ω\]. Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solutionفي هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بملف حثي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to an inductor and the voltage and current in the circuit are monitored
لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهاتNote that the ammeter and voltmeter values change every moment. Voltage and current will be represented as vectors
نتائج التجربةExperiment Results
🌀 2. ملف حثي نقي (L)🌀 2. Pure Inductor (L)
حساب الممانعة الحثيةInductive Reactance Calculation |
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation |
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference |
\[XL = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[XL = 2𝜋 f .L \] |
معادلة الجهدVoltage equation \[V_ {t} =𝑉 _ {mL} Sin ( Wt) \] |
|
العلاقة بين التردد والمفاعلة الحثية: علاقة طرديةRelationship between frequency and inductive reactance: Direct relationship |
معادلة التيارCurrent equation \[v = L\frac{di}{dt}=𝑉 _ m Sin ( Wt)\]\[dI=\frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt\]\[I= \int \frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt\]\[I=-\frac{𝑉 _ m}{LW}Cos ( Wt)\]\[I=-\frac{𝑉 _ m}{XL}Cos ( Wt)\]\[I=- I _ mCos ( Wt)\]\[-Cos ( Wt)=Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})\]\[I= I _ m Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})\] |
|
دائرة تيار متردد متصلة بمصدر قوة دافعة متغيرة مع الزمن معادلة جهد المصدر \(V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\) تم وصل المصدر بملف معامل حثه الذاتي \(L=0.2 H\) فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة An AC circuit connected to a time-varying EMF source. Source voltage equation \(V(t) = 210 Sin (60 𝜋 t )\). The source is connected to an inductor with self-inductance \(L=0.2 H\). Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solutionفي هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمكثف سعوي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرةIn this simulation, AC current is connected to a capacitor and the voltage and current in the circuit are monitored
لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهاتNote that the ammeter and voltmeter values change every moment. Voltage and current will be represented as vectors
نتائج التجربةExperiment Results
⚡ 3. مكثف سعوي نقي (C)⚡ 3. Pure Capacitor (C)
حساب الممانعة السعويةCapacitive Reactance Calculation |
معادلة الجهد والتيارVoltage and Current Equation |
فرق الطور بين التيار والجهدPhase difference |
\[XC = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}\]\[Xc = \frac{{{1}}}{{{2𝜋 f .C}}}\] |
معادلة الجهدVoltage equation \[v_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt) \] |
|
العلاقة بين التردد والمفاعلة السعوية: علاقة عكسيةRelationship between frequency and capacitive reactance: Inverse relationship |
معادلة التيارCurrent equation \[q = C .V = C .𝑉 _ m Sin ( Wt)\]\[i=\frac{dq}{dt}\]\[i= \frac{d(C .𝑉 _ m Sin ( Wt))}{dt}\]\[i=W.C.{𝑉 _ m}Cos ( Wt)\]\[XC=\frac{1}{WC}\]\[i=\frac{𝑉 _ m}{XC}Cos ( Wt)=I _ mCos ( Wt)\]\[Cos ( Wt)=Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})\]\[i= I _ m Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})\] |
|
امتحان فيزياء: دائرة تيار متردد مع مقاومة أوميةPhysics Exam: AC Circuit with Ohmic Resistance
مكثف سعوي سعته \[C = 40 \mu F\] متصل بمصدر تيار متردد معادلة جهد المصدر \[V_c = 210 Sin (60\pi t)\] فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة A capacitor with capacitance \[C = 40 \mu F\] connected to an AC source. Source voltage equation \[V_c = 210 Sin (60\pi t)\]. Find the AC current equation for this circuit.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to show solution
No comments:
Post a Comment