تمثيل كهربي ميكانيكي: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل |
لا ملخص تعديل |
||
سطر 21:
=== اختيار متغيرات القدرة المترافقة ===
متغيرات القدرة المترافقة هي زوج من المتغيرات يكون حاصل ضربها يساوي القدرة، في المجال الكهربائي متغيرات القدرة المترافقة هي دائمًا [[جهد كهربائي|الجهد]] (''v'') و[[تيار كهربائي|التيار]] (''i'')، وبالتالي يتم تمثيلها بمتغيرات القدرة المترافقة في المجال الميكانيكي، فمثلا الاختيار المعتاد في نظم الميكانيكا الانتقالية هو القوة (''F'') والسرعة (''u'')؛ ولكنه ليس الاختيار الوحيد، كما تختلف زوج المتغيرات حسب اختلاف النظام الميكانيكي كنظم الميكانيكا الدورانية أو الميكانيكا الصوتية.<ref
هناك طريقتان لاختيار متغيرات القدرة المترافقة، فعلى سبيل المثال يمكن تمثيل القوة ''F'' بالجهد ''v'' والسرعة ''u'' بالتيار ''i،'' ويمكن أيضًا استخدام التمثيل البديل وهو تمثيل السرعة ''u'' بالحهد ''v'' والقوة ''F'' بالتيار ''i''، وهذان هما طريقتا التمثيل: '''تمثيل '''المعاوقة، و'''تمثيل المسامحة'''.<ref name="Busch-Vishniac, p. 19">{{Harvard citation no brackets|Busch-Vishniac|1999|p=19}}</ref> فيمكن تمثيل نفس النظام الميكانيكي بدائرتين كهربائيتين مختلفتين، بحيث نجد أن كلا الدائرتين الكهربائيتين بينهما ازدواج، حيث تكون كلا منهما تعتبر [[ثنائية المعاوقة|الدائرة الثنائية أو المُزدَوجة]] بالنسبة للدائرة الأخرى.<ref>{{Harvard citation no brackets|Eargle|2003|p=5}}</ref>
سطر 41:
=== تمثيل المعاوقة ===
في تمثيل المعاوقة أو تمثيل ماكسويل؛ يتم تصنيف متغيري القدرة المترافقة إلى '''متغير جهد''' و'''متغير تدفق،''' حيث أن متغير الجهد في مجال طاقة معين هو المتغير المماثل للقوة في المجال الميكانيكي، ومتغير التدفق هو المتغير المماثل للسرعة في المجال الميكانيكي، حيث يتم اختيار المتغيرات المماثلة للقوة والسرعة في مجال الطاقة المقابل.<ref name="Busch-Vishniac18">{{Harvard citation no brackets|Busch-Vishniac|1999|p=18}}</ref><ref>Borutzsky, pp. 22-23</ref>
أما في المجال الكهربائي؛ فإن متغير الجهد هو الجهد الكهربي، ومتغير التدفق هو التيار الكهربائي، والنسبة بين الجهد والتيار هي [[مقاومة وموصلية كهربائية|المقاومة الكهربائية]] ([[قانون أوم]]). وكذلك النسبة بين متغير الجهد ومتغير التدفق في أي مجال طاقة يمكن وصفها بأنها مقاومة، أما إذا كان هناك اختلاف في الطور بين الجهد والتيار تُسمى النسبة بينهما [[معاوقة|بالمعاوقة الكهربائية]]، فيمكن وصف المعاوقة بأنها الحالة العامة للمقاومة، حيث يرتبط مفهوم المقاومة بتبديد الطاقة؛ بينما يرتبط مفهوم المعاوقة بتخزين الطاقة وتبديدها أيضًا، {{ط|إذَا فإن النسبة بين متغير الجهد ومتغير التدفق في أي مجال طاقة يمكن وصفها بأنها '''معاوقة''' (ولكنها تُقاس بوحدات مختلفة)، ومن هنا جاءت تسمية [[تمثيل المعاوقة]]}}.
<ref
==== تمثيل المعاوقة - الميكانيكا الانتقالية ====
سطر 92:
==== تمثيل المعاوقة - الميكانيكا الدورانية ====
{|style=font-size:100%;text-align:center;width:100% class="wikitable"
|+المتغيرات<ref name="Busch-Vishniac, pp. 18
! colspan="2" |النوع
!المتغير الميكانيكي
سطر 314:
=== تمثيل عبر وخلال ===
يُصنف "تمثيل عبر وخلال" أو "تمثيل ترينت" متغيري القدرة المترافقة إلى "متغير عبر" و"متغير خلال"، يظهر "متغير عبر" عبر طرفي العنصر، ويقاس بدلالة طرفي العنصر، أما "متغير خلال" يمر أو يتحرك خلال العنصر، ولديه نفس القيمة عند طرفي العنصر، فمثلا في المجال الكهربائي متغير عبر هو الجهد، ومتغير خلال هو التيار، وفي المجال الميكانيكي السرعة هي متغير عبر، والقوة هي متغير خلال، لذلك فإنه يتم تمثيل متغيرات المجال الميكانيكي (القوة والسرعة) كما في تمثيل المسامحة.<ref name="Busch-Vishniac19-20">{{Harvard citation no brackets|Busch-Vishniac|1999|p=19-20}}</ref><ref>{{Harvard citation no brackets|Jackson|2004|p=17}}</ref><ref>{{Harvard citation no brackets|Regtien|2012|p=20}}</ref>
==== تمثيل عبر وخلال - الميكانيكا الانتقالية ====
{|style=font-size:100%;text-align:center;width:100% class="wikitable"
|+المتغيرات<ref name="Busch-Vishniac, pp. 18
! colspan="2" |النوع
!المتغير الميكانيكي
سطر 344:
==== تمثيل عبر وخلال - الميكانيكا الدورانية ====
{|style=font-size:100%;text-align:center;width:100% class="wikitable"
|+المتغيرات<ref name="Busch-Vishniac, pp. 18
! colspan="2" |النوع
!المتغير الميكانيكي
سطر 370:
==== تمثيل عبر وخلال - الميكانيكا الصوتية ====
{|style=font-size:100%;text-align:center;width:100% class="wikitable"
|+المتغيرات<ref name="Busch-Vishniac, pp. 18
! colspan="2" |النوع
!المتغير في الميكانيكا الصوتية
سطر 393:
|الشحنة
|}
الضغط هو متغير عبر؛ بسبب أن الضغط يتم قياسه بالنسبة إلى طرفي العنصر، وفهو ليس قيمة مطلقة للضغط، وبالتالي لا يتم تمثيله بالقوة لأنها متغير خلال؛ على الرغم من أن الضغط هو القوة مقسومة على المساحة، لذلك يتشابه تمثيل عبر وخلال مع تمثيل المسامحة عند التمثيل بين المجال الكهربي والمجال الميكانيكي؛ بينما يتشابه مع تمثيل المعاوقة عند التمثيل بين المجال الكهربي والميكانيكا الصوتية.<ref
=== مجالات الطاقة الأخرى ===
ويمكن أن يمتد التمثيل الكهربي لمجالات الطاقة الأخرى، كما أن هذا الأمر مطلوب كما في مجال [[مستشعر|المستشعرات]] و[[مشغل (ميكانيكا)|المشغلات]]، وفي مجال [[هندسة التحكم]] عمومًا، حيث أن أجهزة الاستشعار تقيس المتغيرات في أي مجال طاقة، لذلك التمثيل بين مجالات الطاقة المختلفة مطلوب، الجدول التالي يلخص متغيرات القدرة المترافقة الأكثر شيوعا لتكوين التمثيلات المختلفة.
{|style=font-size:100%;text-align:center;width:100% class="wikitable"
|+تمثيلات مجالات الطاقة<ref name="Busch-Vishniac18-19">{{Harvard citation no brackets|Busch-Vishniac|1999|p=18-19}}</ref><ref>{{Harvard citation no brackets|Regtien|2012|p=21}}</ref><ref>Borutzsky, p. 27</ref>
!مجال الطاقة
!متغير الجهد
سطر 427:
|معدل تدفق [[مول|المولات]]
|}
ربما يكون الأكثر شيوعًا في المجال الحراري هو اختيار درجة الحرارة والقدرة الحرارية باعتبارهما المتغيرين الأساسيين، لأنهما يمكن قياسهما بسهولة على عكس الإنتروبيا، ولكنهما ليسا من منغيرات القدرة المترافقة، لذلك عند التمثيل الكهربي لعدة مجالات طاقة مختلفة مع بعضها البعض؛ فإن تمثيل المجال الحراري لا يمثل بشكل صحيح تدفق الطاقة.<ref
وبالمثل في المجال المغناطيسي، الشائع اختيار القوة المحركة المغناطيسية (ق.م.م) والفيض المغناطيسي باعتبارهما المتغيرين الأساسيين، ولكن هذا التمثيل لا يمثل بشكل صحيح تدفق الطاقة، كما أنهما ليسا من منغيرات القدرة المترافقة، يُسمى هذا النموذج أحيانًا "نموذج الممانعة - المقاومة"، أما التمثيل المستخدم في الجدول أعلاه - والذي يستخدم متغيري القدرة المترافقة - يُسمى أحيانًا "نموذج المكثف - الملف".<ref>{{Harvard citation no brackets|Hamill|p=97}}</ref>
| |||