📄 اطبع pdf
00971504825082

<<<دوائر 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 قصير: 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

المحولات
يستخدم المحول لرفع وخفض الجهد الكهربائي
يتكون المحول من
ملف إبتددائي متصل بمصدر تيار متردد
ملف ثانوي متصل بجهاز
نواة من الحديد

يعتمد في عملة على ظاهرة الحث المتبادل
نتيجة تغير التيار في الملف الأبتدائي يتغير التدفق على الملف الثانوي ويتولد فرق جهد مستحث وتيار مستحث
الملف الأبتدائي والثانوي لهما نفس تغير التدفق بسبب وجود نواة الحديد $$V_{emf}=\frac{d∅_B}{dt}$$
فيكون فرق الجهد المستحث للملف الأبتدائي والثانوي
$$V_s= - N_s \frac{d∅_B}{dt}$$ $$V_p= - N_p \frac{d∅_B}{dt}$$ وبقسمة المعادلتين على بعضهما نحصل على
$$\frac {N_S}{N_P}=\frac {V_S}{V_P}$$
إذا كان عدد لفات الملف الإبتدائي أكبر من الثانوي فإن المحول خافض للجهد
إذا كان عدد لفات الملف الإبتدائي أصغر من الثانوي فإن المحول رافع للجهد
عند وصل جهاز أو ما يسمى مقاوم في الملف الثانوي سيكون هناك قدرة في الملف الثانوي $$P_S=I_S.V_S$$
وهذا التيار يولد مجال مغناطيسي في الملف الثانوي يعمل على توليد فرق جهد مستحث في الملف الأبتدائي محافظا على الجهد الأصلي
في المحولات المثالية
$$P_S=P_P$$ $$I_S.V_S=I_P.V_P$$ $$\frac{I_S}{I_P}=\frac{V_P}{V_S}=\frac{N_P}{N_S}$$
من خلال العلاقة العكسية بين الجهد والتيار فإن المحول الرافع للجهد هو خاقض للتيار والخافض للجهد هو رافع للتيار


: معلومة مفيدة محولات العزل هي محولات لا ترفع ولا تخفض الجهد ويكون عدد لفات الملف الابتدائي والثانوي متساوية ويستخدم في عزل دائرة عن أخرى في الأجهزة المهمة حتى لا يحدث تداخل في التيارات


يمكن حساب التيار في الملف الإبتدائي من خلال العلاقة $$I_P=(\frac{N_S}{N_P})^2.\frac{V_P}{R}$$
يمكن حساب المقاومة الفعالة في الملف الإبتدائي من خلال العلاقة
$$R_P=(\frac{N_P}{N_S})^2.R$$

امتحان قصير عن المحولات الكهربائية

1. ما هي الوظيفة الرئيسية للمحول الكهربائي؟

تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر
رفع أو خفض الجهد الكهربائي
تخزين الطاقة الكهربائية
تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: رفع أو خفض الجهد الكهربائي
المحول الكهربائي يستخدم لرفع أو خفض الجهد الكهربائي مع الحفاظ على الطاقة (إهمال الفقد).

2. إذا كان عدد لفات الملف الابتدائي وعدد لفات الملف الثانوي
(N_P) = 100 لفة، (N_S) = 200 ، لفة
وكان جهد المصدر
(V_P) = 110 فولت فما هو جهد الملف الثانوي

55 فولت
110 فولت
220 فولت
440 فولت

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: 220 فولت
طريقة الحل: باستخدام العلاقة V_S/V_P = N_S/N_P
V_S = V_P × (N_S/N_P) = 110 × (200/100) = 220 فولت

3. إذا كان تيار الملف الابتدائي
(I_P) = 5 أمبير،
وكانت نسبة التحويل
(N_P/N_S) = 2:1،
فما هو تيار الملف الثانوي
(I_S)؟

2.5 أمبير
5 أمبير
10 أمبير
20 أمبير

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: 10 أمبير
طريقة الحل: باستخدام العلاقة I_S/I_P = N_P/N_S
I_S = I_P × (N_P/N_S) = 5 × (2/1) = 10 أمبير

4. ما هي مكونات المحول الأساسية؟

ملف ابتدائي فقط
ملف ابتدائي وملف ثانوي فقط
ملف ابتدائي وملف ثانوي ونواة حديدية
نواة حديدية فقط

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: ملف ابتدائي وملف ثانوي ونواة حديدية
يتكون المحول من ثلاث مكونات رئيسية: الملف الابتدائي المتصل بمصدر التيار المتردد، والملف الثانوي المتصل بالحمل، والنواة الحديدية التي توفر مسارًا للمجال المغناطيسي.

5. إذا كان جهد الملف الابتدائي 220 فولت وجهد الملف الثانوي 110 فولت، وكان تيار الحمل 4 أمبير، فما هو تيار الملف الابتدائي؟

1 أمبير
2 أمبير
4 أمبير
8 أمبير

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: 2 أمبير
طريقة الحل: باستخدام قانون حفظ الطاقة I_P×V_P = I_S×V_S
I_P = (I_S×V_S)/V_P = (4×110)/220 = 2 أمبير

6. ما نوع التيار الكهربائي الذي يعمل عليه المحول؟

تيار مستمر فقط
تيار متردد فقط
تيار مستمر أو متردد
لا يعمل على أي نوع من التيار

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: تيار متردد فقط
المحولات تعمل على التيار المتردد فقط لأنها تعتمد على التغير في المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المتردد.

7. إذا كانت المقاومة في الملف الثانوي
(R) = 50 أوم،
ونسبة التحويل
(N_P/N_S) = 5:1،
فما هي المقاومة الفعالة في الملف الابتدائي؟

2 أوم
10 أوم
250 أوم
1250 أوم

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: 1250 أوم
طريقة الحل: باستخدام العلاقة R_P = (N_P/N_S)² × R
R_P = (5/1)² × 50 = 25 × 50 = 1250 أوم

8. ما هي العلاقة الصحيحة بين القدرة في الملف الابتدائي والثانوي في المحول المثالي؟

P_S > P_P
P_S < P_P
P_S = P_P
لا توجد علاقة محددة

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: P_S = P_P
في المحول المثالي (بدون فقد)، القدرة في الملف الابتدائي تساوي القدرة في الملف الثانوي.

9. إذا كان تيار الملف الابتدائي
(I_P) = 2 أمبير،
وكانت نسبة التحويل
(N_S/N_P) = 1:4،
فما هو تيار الملف الثانوي

0.5 أمبير
2 أمبير
8 أمبير
32 أمبير

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: 8 أمبير
طريقة الحل: باستخدام العلاقة I_S/I_P = N_P/N_S
I_S = I_P × (N_P/N_S) = 2 × (4/1) = 8 أمبير

10. ما هي وظيفة النواة الحديدية في المحول؟

توصيل التيار الكهربائي
توفير مسار للمجال المغناطيسي
عزل الملف الابتدائي عن الثانوي
تحويل التيار المتردد إلى مستمر

إظهار الحل

الإجابة الصحيحة هي: توفير مسار للمجال المغناطيسي
النواة الحديدية توفر مسارًا للمجال المغناطيسي وتزيد من كفاءة نقل الطاقة بين الملفين.

اكتب تعليق أو إذا كان هناك خطأ Write a comment or if there is an error

No comments:

Post a Comment

Newer Post Older Post Home