الـتــيــار الـكــهربــائـي الـمـتـنــاوب الـجـيـبــي

Le courant électrique alternatif sinusoidal

(ذ.ابراهيم الطاهري)

I) التعرف على التوتر المستمر بواسطة راسم التذبذب :

خلال هذه الدراسة نستعمل جهازا يسمى راسم التذبذب الذي يمكن من دراسة التيارات الكهربائية ، حيث يُرْسَمُ على شاشته منحنى يمثل تغيرات التوتر بين قطبي المولد بدلالة الزمن .

تـجـربـة : نربط قطبي عمود مسطح بمدخلي راسم التذبدب .

مـلاحـظـة : نلاحظ أن المنحنى المحصل عليه على الشاشة عبارة عن خط أفقي .

استـنـتـاج : بما أن المنحنى المحصل عليه عبارة عن خط أفقي مواز للمحور الأفقي المار من وسط الشاشة ، فإننا نستنتج أن التوتر بين قطبي العمود لا يتغير بدلالة الزمن ، نقول إذن إن التوتر بين قطبي العمود توتر مستمر.

يرمز للتيار المستمر بالحرفين CD أو بالعلامة = .

II) التعرف على التوتر المتناوب الجيبي بواسطة راسم التذبذب :

تـجـربـة : نربط محولا متصلا بمأخذ التيار المنزلي بمدخلي راسم التذبذب ، فنحصل على شاشة هذا الأخير على المنحنى التالي :

مـلاحـظـة : نلاحظ على الشاشة منحنى على شكل تموجات .

استـنـتـاج : التموجات المنتظمة و المماثلة حول المحور الأفقي المار من وسط الشاشة تدل على أن قيمة التوتر تتغير بدلالة الزمن ، نقول إذن إن التوتر في هذه الحالة توتر متناوب جيبي .

يرمز للتيار المتناوب بالحرفين AC أو بالعلامة ~ .

III) مميزات توتر متناوب جيبي :

نقوم بالتجربة السابقة ، للحصول على منحنى يمثل توترا متناوبا جيبيا ، وذلك بضبط الحساسية الرأسية على S = 2 V/div و الكسح ( الحساسية الأفقية ) على B = 2 ms/div ( div تعني تدريجة division) .

حساب التوتر القصوي U_m :

التوتر القصوي هو أكبر قيمة يأخذها التوتر أثناء تغيراته ( التوتر الموافق لقمة المنحنى ) ، وحدتها الفولط ، ويحسب بتطبيق العلاقة التالية :

القيمة القصوية = عدد التدريجات انطلاقا من المحور الأفقي × الحساسية الرأسية

أي :

U_m = Y_m × S

تطبيق عددي :

U_m = 3 div × 2 V/div أي : U_m = 6 V

حساب الدور T :

نسمي الدور T لتوتر متناوب جيبي المدة الزمنية التي يستغرقها هذا التوتر لاسترجاع نفس القيمة و في نفس المنحى ، وحدته العالمية هي الثانية (s) ، و يحسب بتطبيق العلاقة التالية :

الدور = عدد التدريجات الموافقة للجزء المتكرر من المنحنى × الحساسية الأفقية

أي :

T = X × B

حساب التردد f :

تردد توتر متناوب جيبي هو عدد الأدوار التي ينجزها خلال ثانية واحدة ، يرمز له بالحرف f ، وحدته العالمية هي الهرتز Hertz التي نرمز لها بالرمز Hz ، و يحسب بتطبيق العلاقة التالية :

تطبيق عددي :

f = 1/(8.10^-3) أي : f = 125 Hz

IV) التوتر الفعال لتوتر متناوب جيبي :

نربط مربطي مولد توتر متناوب جيبي بمدخلي راسم التذبذب من أجل قياس التوتر القصوي U_m لتوتر المولد ، ثم نقيس قيمة التوتر بين مربطي هذا المولد بواسطة الفولطمتر .

نسمي القيمة التي يتم قياسها بواسطة الفولطمتر بالقيمة الفعالة للتوتر ، و نرمز لها بالرمز U_e .

· التوتر القصوي لتوتر المولد : U_m = 17 V

· التوتر الذي يشير إليه جهاز الفولطمتر هو :U_e = 12 V

· نحسب النسبة U_m/U_e ، فنجد :

U_m/U_e = 1,41

ومنه نستنتج العلاقة التي تربط القيمة الفعالة لتوتر متناوب جيبي مع قيمته القصوية :

ملحوظة : إن قيم التوتر المسجلة على الآلات و الأجهزة التي تشتغل بالتوتر المتناوب الجيبي تدل على التوتر الفعال و ليس التوتر القصوي .

V) خاصيات التيار المتناوب الجيبي :

تـجـربـة :

استـنـتـاج :

تألق أحد الصمامين دون تألق الصمام الآخر و حركة المحرك في اتجاه واحد في التركيب الأول يدلان على أن التيار المستمر له منحى وحيد في الدارة الكهربائية ، و هو من القطب الموجب نحو القطب السالب خارج المولد .

تألق الصمامين معا و حركة المحرك في الاتجاهين بالتناوب يدلان على أن التيار المتناوب الجيبي يغير منحاه في الدارة الكهربائية بدلالة الزمن .

بالمماثلة مع التوتر المتناوب الجيبي ، فالتيار المتناوب الجيبي يتميز أيضا بقيمة قصوية I_e و قيمة فعالة I_m ، والعلاقة بين هذين القيمتين هي :

رجوع