📄 اطبع pdf
00971504825082

<<<التيار المتردد>>>

دائرة مكثف وملف حثي

دائرة الاهتزاز
عند شحن مكثف فإن المكثف يكتسب طاقة كهربائية مختزنة بسبب المجال الكهربائي $$𝑈_𝐸 = \frac{{{1}}}{{{2}}} \frac{{{q^2}}}{{{C}}}$$ ونتيجة مرور تيار محث في ملف فإنة يختزن طاقة مغناطيسية بسبب المجال المغناطيسي $$P = ∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} . i = L\frac{{{di}}}{{{dt}}}i$$ $$𝑈_B =\int P . dt= \int L .i di= \frac{{{1}}}{{{2}}} L .i^2$$ السؤال كيف تعمل دائرة الإهتزاز

امتحان فيزياء: دائرة مكثف وملف حثي (دائرة الاهتزاز)

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.

السؤال 1: ما نوع الطاقة التي يختزنها المكثف عند شحنه؟

أ) طاقة حركية

ب) طاقة كهربائية

ج) طاقة حرارية

د) طاقة كيميائية

السؤال 2: ما الذي يسبب تخزين الطاقة في الملف الحثي؟

أ) المجال الكهربائي

ب) المجال المغناطيسي

ج) المقاومة الكهربائية

د) الجهد الكهربائي

السؤال 3: ماذا تسمى الدائرة التي تحتوي على مكثف وملف حثي؟

أ) دائرة التوالي

ب) دائرة الاهتزاز

ج) دائرة المقاومة

د) دائرة التيار المستمر

السؤال 4: ما الذي يحدث للطاقة في دائرة الاهتزاز المثالية؟

أ) تتحول من طاقة كهربائية إلى مغناطيسية والعكس

ب) تتبدد كحرارة

ج) تظل طاقة كهربائية فقط

د) تظل طاقة مغناطيسية فقط

السؤال 5: ما العامل الذي يحدد تردد الاهتزاز في الدائرة؟

أ) سعة المكثف وقيمة الملف الحثي

ب) جهد البطارية فقط

ج) مقاومة الأسلاك

د) طول الأسلاك

السؤال 6: عندما تكون الطاقة في المكثف عند أقصى قيمة، ماذا تكون في الملف الحثي؟

أ) عند أقصى قيمة أيضًا

ب) عند أقل قيمة

ج) تساوي صفر

د) غير محددة

السؤال 7: ما الذي يحدث إذا أضفنا مقاومة إلى دائرة الاهتزاز؟

أ) تتبدد الطاقة بمرور الوقت

ب) يزداد تردد الاهتزاز

ج) يتوقف الاهتزاز فورًا

د) لا يتأثر الاهتزاز

السؤال 8: عندما يكون التيار في الدائرة عند قيمته العظمى، أين تتركز معظم الطاقة؟

أ) في الملف

ب) في المكثف

ج) متساوية بين المكثف والملف

د) لا توجد طاقة في الدائرة

السؤال 9: عندما يكون الجهد على المكثف عند قيمته العظمى في دائرة ماذا يكون التيار في الدائرة؟؟

أ) صفر

ب) عند قيمته العظمى

ج) نصف القيمة العظمى

د) يتغير عشوائياً

السؤال 10: في أي تطبيق عملي تستخدم دوائر الاهتزاز؟

أ) أجهزة الراديو

ب) المحركات الكهربائية

ج) البطاريات

د) المصابيح الكهربائية

تصحيح الإجابات

دوائر التيار المتردد

معلومات مفيدة: عمل دوائر التيار المتردد

دوران ملف في مجال مغناطيس يؤدي إلى تولد فرق جهد مستحث يعطى بالعلاقة

$$∆𝑉_ {emf} =N. A.B.W Sin ( Wt)$$

مولد ( تيار متردد)

$$𝑉_ {max} =N. A.B.W$$

$$∆𝑉_ {emf} =𝑉 _ m Sin ( Wt)$$

وبالتالي ينتج تيار مستحث ولا يشترط أن يكون متفق في الطور مع فرق الجهد وهو متغير القيمة كل لحظة والاتجاه كل نصف دورة

$$I _{t} =I _ m Sin ( Wt - ∅ )$$

( ∅) زاوية الطور بين الجهد والتيار

( I max)اعظم قيمة للتيار المتردد وتدعى سعة التيار المتردد

دائرة تيار متردد تحتوي على مقاومة أومية

في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمقاوم أومي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرة

لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهات

نتائج التجربة

حساب الممانعة	معادلة الجهد والتيار	فرق الطور بين التيار والجهد
$$R = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}$$ $$R =\frac{{{𝑉(t)}}}{{{I(t)}}}$$	معادلة الجهد $$V_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt)$$	رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمن
لا يوجد علاقة بين تغير التردد والمقاومة	$$I_ {t} =I _ m Sin ( Wt)$$	التيار والجهد متفقان في الطور

1مثال

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

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

𝐼(t) = 10.5 Sin (60𝜋 t+ 𝜋/2 )

---

𝐼(t) = 14.7 Sin (60𝜋 t -𝜋/2)

---

𝐼(t) = 10.5 Sin (60𝜋 t )

---

𝐼(t) = 14.7 Sin (60𝜋 t +𝜋/2)

---

أختر الإجابة

امتحان قصير: دائرة تيار متردد مع مقاومة أومية

1. إذا كانت معادلة الجهد في دائرة تيار متردد مع مقاومة أومية هي
v(t) = 100 sin(314t)،
فما هو تردد التيار؟

أ) 50 هرتز
ب) 60 هرتز
ج) 314 هرتز
د) 100 هرتز
عرض الحل

طريقة الحل:

معادلة الجهد: v(t) = V_m sin(ωt)

من المعادلة: ω = 314 rad/s

التردد f = ω / 2π = 314 / (2 × 3.14) ≈ 50 هرتز

الإجابة الصحيحة: أ) 50 هرتز

2. في دائرة تيار متردد تحتوي على مقاومة أومية فقط، تكون زاوية الطور بين الجهد والتيار:

أ) 90 درجة
ب) 0 درجة
ج) 45 درجة
د) 180 درجة
عرض الحل

طريقة الحل:

في المقاومة الأومية، الجهد والتيار في نفس الطور (لا يوجد فرق طور)

الإجابة الصحيحة: ب) 0 درجة

3. كيف تؤثر زيادة التردد على قيمة المقاومة الأومية في دائرة تيار متردد؟

أ) تزداد
ب) تتناقص
ج) تبقى ثابتة
د) تصبح صفر
عرض الحل

طريقة الحل:

المقاومة الأومية لا تعتمد على التردد في دائرة التيار المتردد

الإجابة الصحيحة: ج) تبقى ثابتة

4. إذا كانت معادلة التيار في دائرة تيار متردد مع مقاومة أومية هي
i(t) = 5 sin(120πt)،
فما هو الجهد عند
t = 1/240 S
إذا كانت
R = 10Ω؟

أ) 50 فولت
ب) 25 فولت
ج) 0 فولت
د) فولت
عرض الحل

طريقة الحل:

1. حساب التيار عند t = 1/240 ثانية:

i(1/240) = 5 sin(120π × 1/240) = 5 sin(π/2) = 5 × 1 = 5A

2. حساب الجهد: v = i × R = 5A × 10Ω = 50V

الإجابة الصحيحة: أ) 50V

5. أي من االإجابات التالية يمثل العلاقة الصحيحة بين الجهد والتيار مع الزمن في دائرة تيار متردد مع مقاومة أومية؟

أ) الجهد والتيار متطابقان تماماً
ب) الجهد متأخر عن التيار بزاوية 90 درجة
ج) الجهد متقدم على التيار بزاوية 90 درجة
د) الجهد والتيار في نفس الطور ولكن قد يكون لهما قيم مختلفة
عرض الحل

طريقة الحل:

في المقاومة الأومية، الجهد والتيار في نفس الطور ولكن قد يكون لهما قيم مختلفة حسب قيمة المقاومة

الإجابة الصحيحة: د) الجهد والتيار في نفس الطور ولكن قد يكون لهما قيم مختلفة

6. إذا كانت معادلة الجهد
v(t) = 150 sin(377t + 30°)
عبر مقاومة 15 أوم فما معادلة التيار

أ) i(t) = 10 sin(377t + 30°)
ب) i(t) = 10 sin(377t)
ج) i(t) = 150 sin(377t + 30°)
د) i(t) = 22.5 sin(377t + 30°)
عرض الحل

طريقة الحل:

1. حساب سعة التيار: I_m = V_m / R = 150 / 15 = 10A

2. في المقاومة الأومية، التيار والجهد في نفس الطور

3. معادلة التيار: i(t) = 10 sin(377t + 30°)

الإجابة الصحيحة: أ) i(t) = 10 sin(377t + 30°)

7. إذا كان الجهد والتيار في دائرة تيار متردد مع مقاومة أومية كما في الشكل أدناه (موجتان جيبيتان متطابقتان في الطور ولكن مختلفة في السعة)، فما قيمة المقاومة إذا كانت سعة الجهد 200 فولت وسعة التيار 4 أمبير ؟

أ) 50أوم
ب) 800أوم
ج) 0.02أوم
د) 25أوم
عرض الحل

طريقة الحل:

المقاومة = سعة الجهد / سعة التيار

R = V_m / I_m = 200V / 4A = 50Ω

الإجابة الصحيحة: أ) 50Ω

دائرة تيار متردد تحتوي على ملف حثي (مهمل المقاومة الأومية )

في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بملف حثي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرة

لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهات

نتائج التجربة

حساب الممانعة الحثية	معادلة الجهد والتيار	فرق الطور بين التيار والجهد
$$XL = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}$$ $$XL =\frac{{{𝑉(t)}}}{{{I(t)}}}$$ $$XL = 2𝜋 f .L$$	معادلة الجهد $$V_ {t} =𝑉 _ {mL} Sin ( Wt)$$	رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمن
العلاقة بين التردد والمفاعلة الحثية العلاقة طردية $$XL\propto f$$ الميل $$m=\frac{XL}{f} =2𝜋 L$$	معادلة التيار $$v = L\frac{di}{dt}=𝑉 _ m Sin ( Wt)$$ $$dI=\frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt$$ $$I= \int \frac{𝑉 _ m}{L}Sin ( Wt)dt$$ $$I=-\frac{𝑉 _ m}{LW}Cos ( Wt)$$ $$I=-\frac{𝑉 _ m}{XL}Cos ( Wt)$$ $$I=- I _ mCos ( Wt)$$ $$-Cos ( Wt)=Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})$$ $$I= I _ m Sin ( Wt-\frac{𝜋}{2})$$	الجهد يسبق التيارر بمقدار 90 درجة

مثال 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

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

𝐼(t) = 5.67 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2 )

---

𝐼(t) = 17.5 Sin (60𝜋 t + 𝜋/2 )

---

𝐼(t) = 5.57 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2 )

---

𝐼(t) = 17.5 Sin (60𝜋 t - 𝜋/2 )

---

أختر الإجابة

دائرة تيار متردد تحتوي على مكثف سعوي

في هذه المحاكاة يتم وصل تيار متردد بمكثف سعوي ويتم مراقبة فرق الجهد والتيار المار في الدائرة

لاحظ أن مقياس التيار والجهد متغير القيمة كل لحظة سوف يتم تمثيل الجهد والتيار على شكل متجهات

نتائج التجربة

حساب الممانعة السعوية	معادلة الجهد والتيار	فرق الطور بين التيار والجهد
$$XC = \frac{{{𝑉 (max)}}}{{{I (max)}}}$$ $$XC =\frac{{{𝑉(t)}}}{{{I(t)}}}$$ $$Xc = \frac{{{1}}}{{{2𝜋 f .C}}}$$	معادلة الجهد $$v_ R =𝑉 _ m Sin ( Wt)$$	رسم الخط البياني لكل من الجهد والتيار بمرور الزمن
العلاقة بين التردد والمفاعلة السعوية العلاقة عكسية $$XC\propto \frac{1}{f}$$ الميل $$m=XCf =\frac{1}{2𝜋.C}$$	معادلة التيار $$q = C .V = C .𝑉 _ m Sin ( Wt)$$ $$i=\frac{dq}{dt}$$ $$i= \frac{d(C .𝑉 _ m Sin ( Wt))}{dt}$$ $$i=W.C.{𝑉 _ m}Cos ( Wt)$$ $$XC=\frac{1}{WC}$$ $$i=\frac{𝑉 _ m}{XC}Cos ( Wt)=I _ mCos ( Wt)$$ $$Cos ( Wt)=Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})$$ $$i= I _ m Sin ( Wt+\frac{𝜋}{2})$$	التيار يسبق الجهد بمقدار 90 درجة

3مثال

(C = = 40 𝜇F ) مكثف سعوي سعته
متصل بمصدر تيار متردد معادلة جهد المصدر
$$V_ c =210 Sin (60𝜋 t)$$
فإن معادلة التيار المتردد المعبرة عن هذه الدائرة

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

𝑖 (C ) =1.58 𝑆𝑖𝑛 (60𝜋 𝑡 + 𝜋/2)

---

𝑖 (C ) =1.58 𝑆𝑖𝑛 (60𝜋 𝑡 - 𝜋/2)

---

𝑖 (C ) =2.25 𝑆𝑖𝑛 (60𝜋 𝑡 + 𝜋/2)

---

𝑖 (C ) =2.25 𝑆𝑖𝑛 (60𝜋 𝑡 - 𝜋/2)

---

أختر الإجابة

اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

No comments:

Post a Comment

Newer Post Older Post Home