دراسـة فـرق الطـور ريـاضيـاً
س: وضح مع
كتابة العلاقات أن الجهد يتأخر عن التيار في الطور بربع دورة في دائرة مكثف ومصدر
تيار متردد ؟
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
الخطوات 1ـ نصل
الأدوات على التوالي مع مصدر تيار متردد بحيث تكون سعة المكثف معلوم
(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 )
؟
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 ؟
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
سجل إعجابك وشارك زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى
هذا الموضوع مقتطف من معلم الفريد في الفيزياء
تعليقات