Header Ads

علاقة فرق الطور بين الجهد والتيار في دائرة مكثف متصل بمصدر تيار متردد

دراسـة فـرق الطـور ريـاضيـاً

س: وضح مع كتابة العلاقات أن الجهد يتأخر عن التيار في الطور بربع دورة في دائرة مكثف ومصدر تيار متردد ؟ 
دائرة مكثف
العوامل التي تتوقف عليها شدة التيار الكهربائي في دائرة المكثف :
1-      سعة المكثف حيث تتناسب طردياً مع شدة التيار   ( ت  a سع ).
2-      السرعة الزاوية حيث تتناسب طردياً مع شدة التيار     ( ت a w).
3-      القيمة العظمى لفرق الجهد حيث تتناسب طردياً مع شدة التيار  (ت a جـع ).
4-      جيب تمام الزاوية حيث تتناسب طردياً مع شدة التيار   ( ت a جتاwز).
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

*وضح بنشاط العلاقة بين شدة التيار وسعة المكثف .
الأدوات : مصباح  ـ  مكثفات بسعات مختلفة  ـ  مفتاح
مكثف مصباح أميتر حراري
الخطوات نصل الأدوات على التوالي مع مصدر تيار متردد بحيث تكون سعة المكثف معلوم

             ولتكن (100) ميكرو فاراد ثم نغلق المفتاح فنلاحظ أن المصباح يضيء بشدة معينة
2 ـ نغير المكثف بآخر سعته أكبر من الأول ولتكن (1000) ميكرو فاراد فنلاحظ أن إضاءة المصباح تزداد    
الاستنتاج : كلما زادت سعة المكثف فإن قدرته على تمرير التيار المتردد تزداد
             (أي أن العلاقة بين السعة والتيار طردية )   وتوضحه العلاقة    تل = جـ ع × سع × w جتا wز   .

س : مستعيناً بالرسم اشرح باختصار نشاطاً تبين فيه نوع العلاقة بين سعة المكثف وشدة التيار الكهربائي مستخدماً مكثفين سعتيهماعلى الترتيب (100) , (1000) ميكروفاراد .               وزاري (2005 / 2006 م)
ملاحظة : من النشاط السابق يتضح أن المكثف يعيق مرور التيار وأنه كلما زادة سعة المكثف قلت الإعاقة لمرور التيار فيمر تيار أكبر في الدائرة حيث ( ت  a سع ).    وتسمى هذه الإعاقة لمرور التيار في دائرة المكثف بالمفاعلة السعوية (م سع)
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
المفاعلة السعوية للمكثف(م سع )
تعريف المفاعلة السعوية : هي الإعاقة التي يلقاها التيار الكهربائي المتردد عند مروره في مكثف بسبب سعته.
س : استنتج العلاقة الرياضية التي تحسب منها المفاعلة السعوية لمكثف (م سع ) ؟
 ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
 العوامل التي تتوقف عليها المفاعلة السعوية :
1-  سعة المكثف ( سع ) حيث تتناسب المفاعلة السعوية تناسباً عكسياً مع سعة المكثف .
2ـ تردد التيار حيث تتناسب المفاعلة السعوية عكسيا مع تردد التيار 
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ملاحظة : وحدة قياس المفاعلة السعوية هي نفس وحدة قياس المقاومة الأومية وهي (أوم )  (W  )
س : اثبت أن الكميتين التاليتين لهما نفس وحدة القياس ؟
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تعليلات علــــــــــى المكثـــــف
س1:لا يسمح المكثف بمرور تيار كهربائي مستمر ؟       وزاري( 2002/2003م )
جـ :لأن المفاعلة السعوية تتناسب عكسياً مع تردد التيار ونظراً لأن التردد للتيار المستمر يساوي صفر فإن المفاعلة السعوية تصبح      (ما لا نهائية ) وبذلك لا تسمح بمرور التيار المستمر .       
س2: يسمح المكثف بمرور التيار المتردد في دائرته ؟
جـ :لأن المكثف يشحن ويفرغ شحنته كل نصف دورة من دورات التيار المتردد إلا أنه يعاني من مقاومة تسمى المفاعلة السعوية للمكثف
س3:لا يوجد فرق الطور بين فرق الجهد والشحنة في دائرة تحتوى على مكثف ؟
جـ :لأنه كلما زادت الشحنات على لوحي المكثف زاد معها فرق الجهد       ش = جـ × سع.
س4:تقل شدة التيار الكهربائي المتردد كلما قلت سعة المكثف وتزداد كلما زادت سعة المكثف؟
جـ :لأنه كلما قلت سعة المكثف زادت مقاومته عند ثبوت فرق الجهد بين لوحي حيث تتناسب شدة التيار طردياً مع سعة المكثف ( ت a سع ).
س5:تتقدم شدة التيار المتردد على فرق الجهد بفرق طور مقداره ربع دورة (  ) في دائرة تحتوي على مكثف ؟
جـ : بسبب سعة المكثف حيث يتناسب فرق الجهد تناسباً عكسياً مع سعة المكثف حيث يتولد فرق الجهد بين لوحي المكثف بعد مرور  
    فترة زمنية من مرور التيار الكهربائي بين لوحيه ( أي أن شدة التيار تتناسب طرديا مع المعدل الزمني للتغير في الجهد) .
أو من وجهة نظر رياضية:  لأن التيار عند أي لحظة دالة في جيب تمام الزاوية (wز) ولكن فرق الجهد دالة في جيب الزاوية (wز).
س6:في الترددات العالية تصبح الدائرة التي بها مكثف دائرة مغلقة ؟
جـ :لأن المفاعلة السعوية للمكثف تتناسب عكسياً مع التردد وفي الترددات العالية تقل المقاومة إلى أقل قيمة لها وتصبح التوصيلية عالية جداً وتصبح الدائرة بمثابة دائرة مغلقة جيدة التوصيل .
س7:لا تسمى المقاومة مفاعلة سعوية ولا العكس ؟
جـ : لأنهما تختلفان في العوامل التي تتوقف عليها كلا منهما , وكذلك لأنه في المقاومة الأومية يفقد جزء من الطاقة على شكل حرارة أما في المفاعلة فإنه يتم تخزين الطاقة على شكل مجال كهربائي .
س8: تمتلك المفاعلة السعوية عدة قيم بينما تمتلك المقاومة الأومية قيمة واحدة ؟
جـ :لأن المفاعلة السعوية تعتمد على تردد التيار الذي يمكن تغييره  لذلك تتغير بتغيره أما المقاومة الأومية لا تعتمد على التردد فتبقى قيمتها ثابتة.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
سجل إعجابك وشارك زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى
هذا الموضوع مقتطف من معلم الفريد في الفيزياء 
يمكن تحميل معلم الفريد في الفيزياء من أدناه 

ليست هناك تعليقات

يتم التشغيل بواسطة Blogger.