القرية الإلكترونية : قسم الإلكترونيات : ركن المبتدئين : التيار المتردد
AC alternating current

AC and DC

ويطلق عليه اختصارا بـ AC alternating current او التيار المتغير .. وهو التيار الذي يتم فيه تغير قطبيته 120 مره في الثانية " بالنسبة للتردد 60 هيرتز "
أهم ما يميز التيار المتردد انه يمكن توصيل المحولات الكهربائية معه .. وذلك لخفض او رفع الجهد ..

current

مقدمة للتيار المتردد
Introduction to AC

التيار المغذى للأجهزة الكهربائية بالتيار الكهربائي يمكن أن بالتيار تأتي إما من مصدر للتيار المستمر (DC) أو مصدر للتيار المتردد (AC) .
في كهرباء التيار المستمر تمر الالكترونات باستمرار في اتجاه واحد من مصدر القدرة عن طريق الموصل إلى الحمل ويعود مرة أخرى إلى مصدر القدرة . الجهد فى التيار المستمر يظل ثابتا . مصادر القدرة للتيار المستمر تشمل البطاريات ومولدات التيار المستمر .عند استخدام مولد التيار المتردد فإن الإلكترونات تمر فى اتجاه ثم تعكس اتجاهها . المولد generator له اسم آخر وهو alternator . مولد التيار المتردد يعكس قطبية الأطراف عدة مرات في الثانية , وتمر الالكترونات من خلال موصل من الطرف السالب إلى الطرف الموجب ، أولا في اتجاه ثم في الاتجاه الآخر .

ac current

التيار المتردد (المتغير – المتناوب )على شكل موجة الجيب
AC Sine Wave :


الجهد والتيار المتردد يتغيران بشكل مستمر .التمثيل البياني للتيار المتردد يكون على شكل موجة الجيب .يمكن لشكل موجة الجيب أن يمثل التيار أو الجهد .يوجد محوران . المحور الرأسي يمثل اتجاة direction وقيمة (مقدار – سعة) magnitude التيار أو الجهد . المحور الأفقى يمثل الزمن .

sine wave
شكل موجة التيار المتذبذب AC

عندما يكون الشكل الموحى فوق محور الزمن يمر التيار في اتجاه معين . يعرف هذا الاتجاه بالاتجاه الموجب . عندما يكون الشكل الموحى أسفل محور الزمن يمر التيار فى الاتجاه المعاكس . يعرف هذا الاتجاه بالاتجاه السالب .
يتحرك (ينتقل) الشكل الموجى الجيبى من خلال دورة كاملة مكونة من 360 درجة والتي تعرف "بالدورة الواحدة " one cycle . التيار المتردد يشكل العديد من هذه الدورات في كل ثانية.وحدة قياس عدد الدورات في الثانية الواحدة هي الهيرتز hertz . في الولايات المتحدة التيار المتردد عادة يولد عند 60 هرتز.

تلخيص و فهم  ودراسة التيار والجهد المتغير :
يمر التيار المتردد فى اتجاه ما ثم فى الاتجاه الآخر أى يعكس اتجاهه باستمرار .
جهد التيار المتردد يتغير باستمرار بين قيم موجبة ( + ) وقيم سالبة ( - )

AC Wave


معدل تغير الاتجاه ( عدد المرات كل ثانية ) يسمى تردد التيار المتردد frequency ويقاس بوحدة تسمى هرتز ورمزها (Hz) .
التردد هو عدد الدورات فى الثانية الواحدة ( الدورة هى الجزء الموجب + الجزء السالب ) .
تردد التيار العمومى ( الشبكة) فى بعض البلدان هو 60 HZ وفى بلدان أخرى50 HZ
ومنبع التيار المتردد مناسب لإمداد الطاقة مباشرة لبعض الاجهزة مثل المصابيح والسخانات ولكن معظم الدوائر الالكترونية تحتاج الى مصدر تيار مستمر (ثابت) .

خصائص الشكل الموجى الجيبى للتيار المتردد
الاشارة الكهربية إما أن تكون تيار أو جهد أيهما يحمل المعلومات ولكن عادة نعنى الجهد .
الرسم البيانى لتغير الجهد مع الزمن موضح بالشكل رقم 2 كما يوضح الخصائص المختلفة للأشارة الكهربية وبه عدة دورات , أما الشكل 3 فيوضح دورة واحدة .
الاشكال توضح الشكل الموجى الجيبى ولكن الخصائص تسرى على جميع الاشكال الموجية ذات الاشكال الثابتة .

alternate wave

peak

خصائص الموجة المترددة :

1- السعة أو المدى Amplitude : A
هى أقصى جهد تصل اليه الاشارة وتقاس بالفولت .

2- جهد القمة او الذروة Peak voltage :Vp
هو اسم اخر للسعة .

3- الجهد من القمة إلى القمة Peak-peak voltage : Vpp
هو ضعف جهد القمة ( أو السعة ) . عند استخدام الاوسليسكوب عادة ما نقيس الجهد من القمة للقمة .

4- الفترة الزمنية (الزمن الدورى) Time period :T
هو الزمن الذى تأخذة الإشارة فى دورة كاملة ويقاس بالثوانى .
عمليا تستخدم وحدات الملى ثانية ( 1ثانية = 1000 ملى ثانية ) والميكروثانية ( 1 ثانية = مليون ميكروثانية ) .

5- التردد Frequency :F
هو عدد الدورات فى الثانية . ويقاس بالهرتز HZ .
عمليا تستخدم وحدات الكيلو هرتز KHZ 1000 هرتز والميجا هرتز ( مليون هرتز ) .

6- العلاقة بين التردد والزمن الدورى

time period


7- قيمة جذر متوسط المربعات RMS - Values ( اوالقيمة التأثيرية )

قيمة جهد التيار المتردد تتغير باستمرار من الصفر فى الاتجاه الموجب حتى تصل الى القمة الموجبة ثم تهبط وصولا إلى الصفر ثم إلى القمة السالبة وتعود إلى الصفر مرة ثانية . وبوضوح فان قيمة الجهد أو التيار معظم الوقت تكون اقل من جهد القمة ولهذا السبب فلا تكون قيمة القمة مقياس جيد للتأثير الحقيقى للجهد أو التيار .

بدلا من ذلك نستخدم قيمة جهد ما يعرف باسم ( الجزر التربيعى لمتوسط المربعات واختصارها RMS ) وهى تساوى 0.7 من قيمة جهد القمة Vp أى أن :

VRMS = 0.7 × Vpeak

و

Vpeak = 1.4 × VRMS

هذه المعادلات تطبق أيضا على التيار .
هذه العلاقات صحيحة فقط للأشكال الموجية الجيبية لان قيم 0.7 و 1.4 تتغير من شكل موجى إلى اخر .
قيمة RMS هى قيمة التأثير للجهد المتغير (أو التيار ) , فهى تكافىء قيمة تيار مستمر DC والذى يعطى نفس التأثير .

مثال :
عند توصيل مصباح إلى منبع 6V RMS AC سوف يضىء بنفس الشدة عند توصيله
بمنبع 6V DC .
ولكن سوف يكون المصباح معتم إذا وصل الى منبع 6V peak AC لأن قيمته التأثيرية RMS هى 4.2V فقط وتكافىء 4.2V DCفقط .
قد يقودك ذلك إلى الاعتقاد بأن قيمة RMS هى نوع من المتوسط ولكن من فضلك تذكر أنها فى الحقيقة ليست بقيمة متوسطة .
فى الحقيقة فان القيمة المتوسطة للجهد (أو التيار ) لاشارة التيار المتردد هى صفر لان كلا من الجزء الموجب والجزء السالب يلغي كل منهما الاخر كمتوسط .

السؤال :
ماذا يبين مقياس التيار المتردد ؟ هل هى قيمة RMS او قيمة Vp ؟

الاجابة :
مقياس الفولت للتيار المتردد (الفولتميتر) أو مقياس التيار المتردد (أمبيرميتر )يبين (يقيس) قيمة RMS للجهد او االتيار .
مقياس التيار المستمر أيضا يبين (يقيس) القيمة التأثيرية RMS للتيار المستمر المتموج وإذا كان تردد هذه التموجات أقل من حوالى 10Hz يمكنك رؤية مؤشر المقياس يتأرجح .

السؤال الاخر :
ماذا نعنى بالعبارة '6V AC' هل نعنى RMS أو نعنى Vp ؟

الاجابة :
اذا كان المعنى هو قيمة الذروة فيجب ذكرها والا كانت القيمة هى القيمة التأثيرية RMS .
فى الحياة العادية نستخدم الجهد والتيار المتردد والقيم المذكورة تكون قيم RMS لانها القيمة التى تسمح بعمل مقارنة ملموسة ( محسوسة) مع الجهد أو التيار المستمر كمثل الذى نحصل عليه من البطاريات .

مثال :
العبارة '6V AC supply' تعنى6V RMS بينما قيمة جهد الذروة يكون 8.6V .
العبارة 220V AC تعنى القيمة RMS بينما قيمة الذروة تكون 310V .

السؤال :
ماذا نعنى حقيقة بالعبارة : جذر متوسط المربعات RMS ؟

الاجابة :
نعنى : أولا تربيع كل القيم ثم إيجاد القيمة المتوسطة لهذه القيم على مدى دورة كاملة ثم إيجاد الجذر التربيعى للمتوسط . وهو ما تعنيه العبارة RMS .
وفى هذا المجال وبدون الدخول فى التفاصيل الرياضية ( المعقدة ) ولعدم حدوث خلط فقط ما عليك الا قبول ان قيمة RMS للجهد او التيار هى القيمة الاكثر فائدة من قيمة الذروة .

التيار المتردد أحادى الوجه (الطور – الفاز) والثلاثي الأوجه
Single-Phase and Three-Phase AC Power


يقسم التيار المتردد إلى نوعين : أحادى الوجه single phase وثلاثى الأوجه three phase . يستخدم التيار المتردد أحادى الوجه فى المطالب الكهربائية الصغيرة مثل التى توجد في المنزل.
ويستخدم التيار المتردد ثلاثى الأوجه حيث يكون المطلوب كتل كبيرة من الطاقة مثل التي توجد في التطبيقات التجارية والمنشآت الصناعية. التيار المتردد أحادى الوجه مبين أعلاه. التيار المتردد ثلاثي الأوجه مبين بالشكل التوضيحي التالي وهو عبارة عن سلسلة مستمرة من ثلاثة دورات متداخلة (متراكبة) overlapping من التيار المتردد . كل موجة تمثل وجه ومزاحة 120 درجة .

three phase wave

للرد او الاستفسار عن هذا المقال أضغط هنا  أو هنــا

كلمات دليليه

 وجه , وجوه , ثلاثي , طور

 

اضف هذا الموضوع الى