شرح مبسط لانواع الفلاتر ودوائر الرنين

[ahmed115]

السلام عليكم


اخوانى المبتدئين فضلت ان اخوض فى بعض الاساسيات قبل الخوض فى الموضوع الاساسى عن الرنين والفلتر

التيار المتردد والتيار المستمر





فى الصورة على اليسار دائرة بسيطة تمثل دائرة ذات مصدر جهد مستمر مكونة من بطارية ومقاومة load واسلاك
التيار الكهربى ينتقل من القطب الموجب الى الحمل ثم الى القطب السالب
اما المؤشرات فى الرسم فتشير الى اتجاه سريان الالكترونات وهو عكس سريان اتجاه التيار

الحمل ممكن ان يكون لمبة صغيرة او محرك لعب اطفال او ساعة حائط او اى جهاز يعمل على البطارية
لو كان هناك اكثر من حمل فتوزع جهد البطارية على الاحمال على حسب مقاومتهم فالمقاومة الكبيرة تستهلك جهد كبير والصغيرة تستهلك جهد اقل

الصورة على المين لنفس الدائرة البسيطة ولكن بدلنا مصدر الجهد المستمر فجعلناه جهد متغير ولاحظ اتجاه الاسهم مرة يمين ومرة يسار نظرا لان التيار متغير الاتجاه

بعض الاجهزة تعمل على التيار المتغير وبعضها يعمل على التيار المستمر كما نعلم
ومن امثلة التيار المتغير تيار المنزل




الصورة توضح علاقة كل من الجهد المستمر او الثابت والجهد المتردد او المتغير مع الزمن

فكما نلاحظ فى الصورة العلوية نجد ان الجهد المستمر ثابت القيمة ولايتغير مع الزمن بينما الجهد المتغير يتغير فى القيمة والاتجاه مع الزمن على شكل موجة جيبية

اهم مايميز التيار المتغير عن الثابت :

التردد :Frequency

التردد هو عدد الذبذات او الدورات التى تقطعها الموجة فى الثانية الواحدة
والدورة او الذبذبة عبارة عن نصفين نصف علوى موجب ونصف سفلى سالب
يعنى تبدا من الصفر لترتفع الى اعلى نقطة فى المنحنى ثم تنزل الى الصفر وتنزل الى السالب الى اقصى نقطة فى السالب ثم تعود الى الصفر هكذا اكملت دورة او ذبذبة
وعندما نقول ان تردد الجهد المنزلى 50 ذبذبة فى الثانية معناه ان لوعندك مصباخ سوف يضيئ وينطفئ 100 مرة فى الثانية لانه الموجة تصل للصفر مرتين كل ذبذبة

ويقاس التردد بوحدة تسمى الهيرتز Hz, or cycles/second



Period : هو الزمن الذى ياخذه الموجة لعمل ذبذبة كاملة ويساوى مقلوب التردد
فلو عندنا جهد المنزل 50 ذبذبة فى الثانية
يكون زمن عمل ذبذبة واحدة هو : 1/50 = 0.02 seconds/cycle

طول الموجة : Wavelength

وتحسب بانها المسافة التى تقطعها الموجة خلال ذبذبة واحدة وتتوقف تلك المسافة او الطول الموجى على سرعة الموجة فكلما زاد السرعة زادت المسافة المقطوعة لعمل ذبذبة واحدة

سرعة الموجة تقريبا نفس سرعة الضوء = 3 × 10 اس 8

Wavelength يشبه بالضبط Period الاختلاف فقط ان الاول مسافة والثانى يعبر عن زمن

Amplitude. ويعبر عن ارتفاع الموجة وهى اعلى نقطة فى منحنى الموجة سواء من ناحية النصف الموجب او النصف السالب بالنسبة للخط الافقى صفر

فلو عندنا مثلا جهد موجة 20 فولت فهذا معناه ان اعلى نقطة موجبة تصل اليها قيمة الجهد هى عشرين سواء من ناحية الموجب او السالب وتسمى اقصى قيمة للجهد ب the peak voltage.




كيف نقرأ الجهد المتردد:

فى الصورة العلوية لاحظ اننا نستطيع قراءة قيمة الجهد المستمر بسهولة نظرا لانه ثابت القيمة مع الزمن اى لايتغير
هذا بالنسبة للجهد الثابت ولكن انظر الى الجهد المستمر ستجده عبارة عن موجة متغيرة مع الزمن ولن تستطيع حساب قيمة له تكون مناسبة مع الوقت

فلو عندك جهد موجة اعلى نقطة لها 20 فولت مثلا ستجد انها مرة صفر ثم ترتفع الى 20 ثم تنخفض الى الصفر مرة اخرى ثم تنزل الى السالب لتصل الى -20 ثم الى الصفر مرة اخرى,
وعليه اقترح العلماء ايجاد قيمة متوسطة لهذا التغير وسموه :
the effective voltage, اى القيمة الفعالة للجهد او التيار لو حل مكانها جهد مستمر
rms root mean squar
وتلك القيمة =0.7 من قيمة اعلى نقطة فى المنحنى Amplitude

ومعنى هذا الكلام ببساطة انك لو اردت قياس موجة اعلى نقطة لها 20 فولت بالافوميتر فان قراءة الافوميتر ستظهر القيمة الفعالة فقط من 20 فولت وهى = 0.7 *20 = 14 فولت فقط

وبنفس الطريقة عندما تضع الافوميتر على مصدر الكهرباء فى البيت عندك سيعطى قراءة 220 فولت تلك القيمة الفعالة فاذا اردت رسم موجة الجهد تلك على الرسم البيانى على هيئة دالة جيبية ستحتاج الى ضرب 220 فى 1.4 لكى تحصل على اعلى نقطة فى المنحنى او Amplitude
من اين جاءت 1.4 ؟

من نفس العلاقة الاولى : قراءة الافوميتر = 0.7 من اعلى نقطة Amplitude

اذن Amplitude = قراءة الافوميتر / 0.7
= قراءة الافوميتر فى 1.4 تقريبا

لماذا نستخدم الجهد المتغير :

سؤال وجيه طالما معظم الاجهزة الالكترونية تعمل على الجهد المستمر اذن ماحاجتنا للجهد المتغير ؟

التيار المستمر يصعب نقله عبر مسافات طويلة فهو سوف يستهلك جزء كبير من قيمته تضيع فى الاسلاك نظرا لطول المسافات بين المدن وبعضها فكلما زاد طول السلك زاد الجهد المستهلك عليه وهنا تفقد كمية كبيرة من القدرة على هيئة حرارة يكون التوصيل لمسافة طويلة شبه مستحيل واذا اردنا تقليل التيار ورفع الجهد فاننا سنحتاج محولات لرفع الجهد وهنا العقبة الكبرى حيث ان اساس عمل المحولات يعتمد على المجال المغناطيسى المتغير وهذا المجال لايتولد من الجهد او التيار المستمر وانما يتولد من التيار المتغير

علاوة على ميزات اخرى كثيرة للجهد او التيار المتغير انه يمكن رفعه او خفضه بسهولة باستخدام المحولات ونقله الى اماكن بعيدة جدا دون الحاجة لضخامة السلك الناقل حيث نرفع الجهد على حساب التيار اى التيار هنا قليل فى الاسلاك فلايستهلك جزء كبير من القدرة الكهربية
وميزة اخرى فى الاجهزة الالكترونية التى تعتمد فى عملها اساسا على المكثف فالتيار المستمر لايمر فى المكثفات

استخدام الحروف للتمييز بين الرموز المترددة والمستمرة

دائما يستخدم الحروف الانجليزية الكبيرة ( الكابتال ) فى حالة المستمر والحروف الصغيرة فى حالة المتردد

مثال : للتعبير عن القدرة فى دائرة جهد مستمر تكتب هكذا :

P = I × E

حيث القدرة حاصل ضرب التيار I فى فرق الجهد E

بينما فى دوائر الجهد المتردد تكتب هكذا :

p = i × e

قانون اوم:

قانون اوم معروف ولاداعى لشرحه فهو يبين العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة
وساكتفى بوضع صورة تستنتج منها اى مجهول فى المعادلة او القانون




والى لقاء فى درس اخر

[ولاء الدين]

سلام الله عليكم
إذا أردت صنع دائرة رنين وعندي سلك نحاس معزول كيف أحصل على قيمة 50هنري وبماذا أقيسها ؟

[ahmed115]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ولاء الدين

سلام الله عليكم
إذا أردت صنع دائرة رنين وعندي سلك نحاس معزول كيف أحصل على قيمة 50هنري وبماذا أقيسها ؟

ههههههههههههههههه
حمد الله على السلامة ياحج
انامالى انا ومال صناعة الملف ياعم ولاء؟
قالو لك عليا صنايعى؟ ههههههههه
ياعم ولاء انا بشرح نظرى بس انت بقى عليك العملى
ثم انا لسه بشرح فى مبادئ وماقربتش ناحية الرنين
لما اوصل للرنين نبقى نشوف حكاية السلك النحاس ياعمنا

وحشتنى والله ..فين الغيبة دى؟

[ولاء الدين]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ahmed115

ههههههههههههههههه
حمد الله على السلامة ياحج
انامالى انا ومال صناعة الملف ياعم ولاء؟
قالو لك عليا صنايعى؟ ههههههههه
ياعم ولاء انا بشرح نظرى بس انت بقى عليك العملى
ثم انا لسه بشرح فى مبادئ وماقربتش ناحية الرنين
لما اوصل للرنين نبقى نشوف حكاية السلك النحاس ياعمنا

وحشتنى والله ..فين الغيبة دى؟

سلام الله عليكم

عندما أريد أن أطبق دائرة تتطلب ملف بقيمة محددة أتخلى عنها وأقول << انامالى انا ومال صناعة الملف ؟> >

[ahmed115]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ولاء الدين

سلام الله عليكم

عندما أريد أن أطبق دائرة تتطلب ملف بقيمة محددة أتخلى عنها وأقول << انامالى انا ومال صناعة الملف ؟> >

ههههههههههههههه
ياعم انت فاكرنى خبير من خبراء القرية؟
انا بشرح نظرى بس اما العملى فله متخصصين هنا

خد ياولاء موقع به جميع انواع الحسابات للملفات انت اصنع الملف اما حساب الرنين خليه عليا ياعم

http://www.educypedia.be/electronics...latorcoils.htm

ده فرع واحد من فروع الموقع ده

http://smirc.stanford.edu/spiralCalc.html

[ahmed115]

العلاقة بين الجهد والتيار فى دوائر التيار المتغير

اولا : فى حالة وجود مقاومة فقط

كما نرى فى الرسم:



كما نلاحظ فى الرسم الجهد والتيار على نفس الوجه فى حالة وجود مقاومة فى الدائرة

ماذا يقصد بالوجه؟

تخيل عقارب الساعة عقرب الدقائق والثوانى مثلا وكانهما يتحركان بنفس السرعة
ولكن واحد تحرك قبل الاخر بعشر ثوانى مثلا

الوجه هنا هى الزاوية التى بين العقربين وتسمى





ففى الصورة اليمنى العقربين هما الجهد والتيار يتحركان بنفس السرعة على دائرة الساعة
اذا اردنا ان نحول هذه الحركة الدائرة الى حركة محورية اى حركة حول محور الزمن الافقى تكون بنفس الشكل على اليسار وهى تعبر عن تغير قيمة كل من الجهد والتيار مع الزمن

لاحظ فى الرسم ان التيارمتقدم على الجهد بزاوية اى انه سبقه فى الوجود بفترة زمنية هى العشر ثوانى ونعبر عنها دائريا بالزاوية بينهم
هنا نقول ان التيار يقود الجهد lead

ويمكن ان نقول ايضا ان الجهد متاخر عن التيار بزاوية lag

ولاحظ ايضا ان الشكل الدائرى يمثل ذبذبة كاملة فلو بدا عقرب الساعة من اول نقطة افقية على الدائرة وتحرك على محيط الدائرة كل حركة له على الدائرة ممكن تعينها على المنحنى الدالى الى ان يرجع الى نقطة بدايته فنقول انه قام بذبذة كامله

وتمثل اعلى نقطة فى منحنى الموجة على الدائرة بطول العقرب فلو كان عقرب الجهد كبير مثلا سيرسم دائرة كبيرة عن التى سيرسمها عقرب التيار الصغير

من هنا نستنتج انه فى اى دائرة تحتوى على اكثر من عنصر او مقاومة فان العقرب الذى يمثلها يتوقف طوله على حسب قيمة هذا الجهد وعليه فان قيمة amplitude له ستكون ارتفاعها مختلف حسب طول العقرب

ماهو شكل منحنى الجهد والتيار فى حالة وجود مقاومة كحمل؟

هل بينهما زاوية ؟ اى هل تواجدا فى الدائرة فى نفس اللحظة ام ان احدهما جاء قبل الاخر وتقدم عليه ؟

فى حالة وجود مقاومة فقط فان التيار والجهد يتواجدان فى نفس اللحظة فى الدائرة وعليه كانهم اتحدا واصبحا عقرب واحد يتحركان من نفس النقطة

المكثف فى دائرة مترددة

نعلم ان المكثف فى حالة وجوده فى دائرة تيار مستمر اى بطارية مثلا فانه سيكون هناك تيار فى الدائرة يبدا كبيرا فى شحن المكثف ثم يقل مع الوقت الى ان يتوقف تماما مع اكتمال شحن المكثف

وبالمثل الجهد على المكثف يبدا فى التكوين من الصفر ويزيد مع الوقت الى ان يصل لقيمة تساوى قيمة البطارية

انظر الصورة: عند شحن المكثف يبدا الجهد فى التكوين من الصفر الى ان يصعد ويساوى جهد البطارية تماما وفترة الشحن تتوقف على قيمة المقاومة المتغيرة وسعة المكثف

ياريت تستخدم برنامج circuit wizard



الصورة التانية بعد الشحن حركت المفتاح لاسفل فحصل تفريغ للمكثف على المقاومة ويتوقف ايضا زمن التفريغ على قيمة المقاومة وسعة المكثف فكلما زادت المقاومة نقص تيار التفريغ اى اخذ وقت طويل كان عندك زجاجة ماء ووضعت يدك على فتحتها اثناء تفريغها او حنفية على حزان كلما كان المحبس اكثر اعلاقا قلت كمية الماء المستنفذة



ستلاحظ ايضا ان المصباح يضيئ وينطفئ بسرعة سواء فى حالة الشحن او التفريغ

كيف تتكون الموجة المربعة بواسطة المكثف فى دوائر المذبذب؟

فى الصورة قم بازالة المقاومة المتغيرة من الدائرة وضع مقاومة صغيرة فقط مع المكثف او مصباح وقم بشحن وتفريغ المكثف يدويا عن طريق المفتاح بحيث تكون حركة القفل والفتح منتظمة
سينتج لك موجة مربعة منتظمة يتوقف عرضها على حسب زمن حركة القفل والفتح
وهذا مايحدث فى دوائى المذبذب للترانزستور خصوصا المالتى فيبريتور


هذا مايحدث فى الدائرة للمكثف مع الجهد المستمر

ماذ يحدث له مع الجهد المتردد؟

على اساس ان قيمة الجهد متغيرة فان المكثف يبدا فى الشحن عند ربع الربع الاول للذبذبة الى ان تصل اقصى قيمة للجهد عند القمة (زاوية 90) ثم يبدا جهد المصدر فى الهبوط فيبدا المكثف فى التفريغ الى ان يصل جهد المصدر الى الصفر يكون المكثف قد وصل جهده الى الصفر ايضا وعند تغيير اتجاه جهد المصدر الى السالب يبدا المكثف فى الشحن ولكن بعكس القطبية عن نصف الموجة الاولى الموجب
ثم يستمر الشحن الى اقصى قيمة للجهد السالب بعدها يبدا فى التفريغ عند نقصان جهد المصدر وهكذا يستمر شحن وتفريغ المكثف فى التغير بنفس الطريقة التى يتغير بها جهد المصدر




اذا قمت بتغيير وضع المفتاح لن تحصل على شيئ لان المكثف فارغ فى حالة الجهد المتغير

ناتى لشكل منحنى الجهد والتيار على الرسم البيانى الذى يعبر عن علاقتهم مع الزمن



لاحظ فى الشكل ان التيار موجود فى الدائرة قبل الجهد على المكثف او بمعنى اخر التيار هو الذى ينشأ الجهد على المكثف وعليه فهو يقوده
وهنا ان نقول ان التيار يتقدم على الجهد بزاوية 90 او الجهد متاخر عن التيار بزاوية 90

كما فى الصورة السفلى

ماذا عن ممانعة المكثف وعلاقتها بالتردد؟

العلاقة الرياضية التى تربط الممانعة بالتردد هى :

XC = 1/2fC = 1/ωC

حيث XC هى الممانعة
= 3.14
= التردد
C = سعة المكثف بالفاراد


منحنى يوضح العلاقة بيانيا بين التردد والممانعة



حيث نلاحظ فى الصورة كلما زاد التردد قلت الممانعة والعكس صحيح
ولذلك يعتبر المكثف بلوك للترددات الصغيرة

المرة القادمة ساتحدث عن الملف باذن الله تعالى

[م.وليد الفرا]

استاذ احمد، بجد شغل ممتاز اتمنى لك التوفيق
اخي ولاء 50 هنري هذا رقم كبير جدا
ع العموم اذا بتحكي بجد (لاني حاسك بتمزح بخصوص صناعة الملفات) انا تحدثت عن موضوع لف الملفات وحسابها بالتفصيل ووضعت رابط للحسابات في موضوع "هيا نحلل دائرة الاف ام هذه"

[ahmed115]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة م.وليد الفرا

استاذ احمد، بجد شغل ممتاز اتمنى لك التوفيق
اخي ولاء 50 هنري هذا رقم كبير جدا
ع العموم اذا بتحكي بجد (لاني حاسك بتمزح بخصوص صناعة الملفات) انا تحدثت عن موضوع لف الملفات وحسابها بالتفصيل ووضعت رابط للحسابات في موضوع "هيا نحلل دائرة الاف ام هذه"

متشكرين ياعم وليد
شرفنى مرورك ومش ههزر هههههههه