ويكيبيديا

تيار متردد: الفرق بين النسختين

تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
JarBot (نقاش | مساهمات)
17٬592٬533 edits
ط بوت:إصلاح تحويلات القوالب
سطر 4:
[[ملف:Types of current.svg|thumb |left |300px|التيار المتردد(أخضر) بالمقارنة بالتيار المستمر (أحمر). المحور الأفقي يبين الزمن والمحور الرأسي يمثل [[جهد كهربائي|الجهد]] .]]
 
ويتم الآن استخدام التيار المتردد لنقل [[طاقة كهربائية|الطاقة الكهربائية]] في كل دول العالم رغم أسبقية [[تيار مستمر|التيار المستمر]] التاريخية ،التاريخية، ورغم أن أول محطة تجارية لتوليد الكهرباء في العالم وهي التي أنشأها [[أديسون (توضيح)|أديسون]] في [[نيويورك]] سنة [[1882]] م كانت كذلك محطة لتوليدة التيار المستمر حتى أن أولى الأجهزة الكهربية كانت تعمل على التيار المستمر مثل مصباح أديسون إلا أن الوضع انقلب رأسا على عقب بعيد [[حرب التيارات]] فأصبح التيار المتذبذب مفضلا في عملية ايصال الطاقة لأسباب لها علاقة بتقنتي [[نقل الكهرباء|نقل الطاقة]] من جهة و[[معالجة الإشارة|معالجة الإشارات]] من جهة أخرى.
 
شكل موجة التيار المتردد هي الموجودة في المنازل والشركات. والشكل الموجي المعتاد هي [[منحنى الجيب|موجة جا]] (Sin wave)، ولكن في بعض التطبيقات من الممكن استخدام [[موجة مثلثية]] أو مربعة. وغالبًا ما تستخدم الاختصارات (AC) للتيار المتردد، و(DC) للتيار المستمر، كما يمكن التعبير عنها مع الجهد الكهربائي.<ref>{{مرجعاستشهاد ويب|مسار=http://www.electricalfacts.com/Neca/Science/electricity/history.shtml|عنوان=Electricity|الأخير=|الأول=|تاريخ=|موقع=| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170616013330/http://www.electricalfacts.com/Neca/Science/electricity/history.shtml| تاريخ أرشيف = 16 يونيو 2017|وصلة مكسورة=|تاريخ الوصول=}}</ref>
 
== مزاياه ==
ربما يتساءل البعض لماذا يستخدم التيار المتردد في نقل [[طاقة كهربائية|الطاقة الكهربائية]] على الرغم من أنه أكثر تعقيدا من [[تيار مستمر|التيار المستمر]].
ولكن يمتاز التيار المتردد بعدد من الميزات عن التيار المستمر:
# يمكن نقل [[قدرة كهربائية|القدرة الكهربائية]] عبر التيار المتردد إلى مسافات بعيدة جدا وهذا ما لا يمكن للتيار المستمر أن يفعله بطريقة اقتصادية أو عملية. حيث يمكن خفض ورفع [[جهد كهربائي|جهد]] [[مولد كهربائي|المولد الكهربائي]] باستخدام جهاز يدعى [[محول|المحول]] لا يمكن تطبيقه على التيار المستمر بسبب عدم وجود تغير في [[تدفق مغناطيسي|التدفق المغناطيسي]]. يقوم المحول برفع [[جهد كهربائي|الجهد الكهربائي]] الآتي من المولد والذي يتراوح عادة بين 11-36 [[سوابق النظام الدولي للوحدات|كيلو]] [[فولت]] ويقوم برفعه إلى مستويات تبلغ 110-765 [[سوابق النظام الدولي للوحدات|كيلو]] [[فولت]] مما يجعل بالإمكان نقله إلى مسافات بعيدة جدا بين الدول أو حتى عبر القارات.
# تمتاز التيارات المترددة على المستمرة بقدرتها على نقل المعلومات. ف[[مكبر صوت|مكبر الصوت]] مثلا يقوم بتحويل المعلومات المحتواة في [[كلمة]] إلى تيار متردد
# التيار المتناوب سهل التوليد من التوربينات حيث أن الوشائع والمغانط الدوارة تنتج تيارا متناوبا وللحصول على التيار المستمر منها يجب إجراء تقويم وترشيح وهذه العملية من الصعب تحقيقها في التوترات العالية.
# تنتج [[خلية وقود|الخلايا الكهروكيميائة]] التيار المستمر مباشرة ولكنها تكون غير عملية لتلبية احتياجات مناطق سكانية كبيرة، بينما يمكن استخدام الطاقة الهائلة للمياه المخزونة خلف السدود على الأنهار، واستغلال [[طاقة المد والجزر]] للمحيطات و[[طاقة رياح|طاقة الرياح]] و[[وقود أحفوري|الوقود الاحفوري]] و[[مفاعل نووي|التفاعلات النووية]] الآمنة لتدوير [[عنفة|عنفات]] والتي بدورها تدير [[مولد كهربائي|مولدات تيار متردد]].
 
كان [[توماس إديسون]] يفضل التيار المستمر على المتردد في نقل الطاقة الكهربائية في الأيام الأولى لإنشاء الشبكات الكهربائية ولكن زملاؤه رؤوا أن التيار المتردد يمكن أن يعمل بشكل أفضل وقد أخذ اديسون وقتا حتى اقتنع بخطأ موقفه لكن ربما كان يعلم شيئا لم يكن يعرفه زملاؤه.
هناك ميزة زائدة للتيار المستمر في الشبكات الكهربائية عند نقل الطاقة الكهربائية لمسافات يعيدة حيث أنها تنتقل بشكل أكثر فعالية عند التوترات العالية من التيار المتردد لأن الأسلاك لها مقاومة أصغر عند مرور التيار المستمر منها عند مرور التيار المتردد وأيضا تقل الطاقة المغناطيسية الضائعة على شكل حقل مغناطيسي حول الاسلاك.
و يعتبر نقل الطاقة باستخدام التيار المستمر ذي التوتر العالي واعدا جدا في المستقبل ولكن في الوقت الحالي تكمن المشكلة الأساسية في الكلفة لأنه يلزم تجهيزات تحويل للطاقة مدروسة بشكل كبير.
 
سطر 23:
[[ملف:Leistung-uip-ohmisch.svg|thumb|left| 280px|شكل 3:تغير الجهد المتردد ''u'' والتيار ''i'' والقدرة مع الزمن عند مرورهم خلال مقاومة أومية .]]
 
يمكن وصف تغير التيار المتردد مع الزمن بمعادلة جيبية على الصورة :
 
:<math>i(t) = \hat i \cdot \sin (\omega t )</math>
 
حيث :<math> \hat i </math> هو أقصى حد للتيار المتردد ، المتردد، ويسمى [[مطال]] التيار،
و t الزمن ،الزمن، و <math> (\omega )</math> التردد الزاوي .
 
*يلاحظ أن التردد الزاوي <math> (\omega )</math> له وحدة 1/ثانية مثل [[تردد|التردد]] f ، أي يقاس التردد أيضا بوحدة [[هرتز|الهرتز]] التي هي 1/ثانية (انظر أسفله).
 
==الجهد المتردد==
سطر 40:
 
حيث :<math> \hat u </math> هو أقصى حد للجهد ويسمى [[مطال]]
و t الزمن ،الزمن، و <math> (\omega )</math> التردد الزاوي .
 
في هذا الشكل يزداد التيار وينخفض تباعا لتزايد الجهد المتردد وانخفاضه ،وانخفاضه، ونقول في تلك الحالة أنهما في نفس [[طور موجة|طور الموجة]].
 
ولكن أحيانا يمر الجهد المتردد عبر [[مكثف (توضيح)|مكثف]] أو عبر [[ملف (توضيح)|ملف]] عندئذ يحدث إزاحة للتيار عن الجهد ،الجهد، ونقول أن بين التيار و الجهدوالجهد [[طور موجة|فرق طور]].
 
'''الشكل 4 ''' يوضح فرق الطور عند مرور الجهد والتيار المترددين عبر [[مكثف (توضيح)|مكثف]] ، يبلغ انزياه الطور هنا 90 درجة (زاوية).
سطر 54:
عدد الذبذبات في الثانية يسمى [[تردد|التردد]] ويقاس بوحدة [[هرتز]] واختصارها Hz .
 
والدورة هي تغير حالة تعيد نفسها على فترات زمنبة متساوية وتسمى تلك الفترة [[زمن الدورة]] (لنا مثلا دوران الأرض حول الشمسالشمس، ،زمنزمن الدورة سنة واحدة . أو دوران الأرض حول محورها ،محورها، دورة كل 24 ساعة) . يرمز لزمن الدورة في الفيزياء بالحرف ''T'' .
 
بالنسبة للتيار المتردد تكون الدورة هي الزمن بين قمتين متتاليتين ،متتاليتين، أو الزمن بين قاعين متتاليين على منحنى الجهد (بالمثل يتغير أيضا منحنى التيار) . بالمل يمكن القول أن الدورة في التيار المتردد تتكون من نصفي اهتزازة متتابعتين أحدهما موجبة والأخرى سالبة. ويمكن حساب زمن الدورة ''T'' بمقلوب [[تردد|التردد]] ''f''.
 
:<math>T = \frac1f</math>
 
في معظم بلاد العالم يكون تردد التيار المتردد المستخدم في البيوت له زمن دورة قدرها :<ref>{{مرجعاستشهاد كتاببكتاب|عنوان=Electrical meterman's handbook|مؤلف=National Electric Light Association|ناشر=Trow Press|تاريخ=1915|صفحة=81|مسار=https://books.google.com/books?id=ZEpWAAAAMAAJ&pg=PA81| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20170202052053/https://books.google.com/books?id=ZEpWAAAAMAAJ&pg=PA81 | تاريخ الأرشيفأرشيف = 2 فبراير 2017 }}</ref>
 
:<math>T_{50}= \frac1{50\text{ Hz}} = \frac1{50}\text{ s} = 20\text{ ms}</math>
سطر 72:
:<math>\omega_{50}= 2 \pi \cdot 50\text{ Hz} \approx 314\text{ s}^{-1}</math>
 
وإذا كان هذا الجهد المتردد يغذي [[آلة كهربائية]] بواسطة قطبين ،قطبين، فهي تدور ولها نصف دورة موجبة تتبعها نصف دورة سالبة ،سالبة، ... وهكذا . بذلك تدور الآلة وتكمل 360° (وهي دورة واحدة).
 
== أنواع التيارات المترددة الجيبية ==
سطر 83:
{{مفصلة|مغناطيس كهربي}}
 
في التيار المتردد تتغير شدة التيار دوريا من نهاية عظمى ([[مطال]]) تنخفض إلى الصفر (عند ربع [[طول الموجة]]) إلى نهاية صغرى (مطال معكوس الإشارة) ثم إلى الصفر ثم يصل ثانيا إلى النهاية العظمى التي بدأ منها، وبذلك تكون الدورة قد تمت. وتتكرر تلك الدورة للتيار المتردد (انظر الشكل). ونظرا لذلك التغير الذي تصل فيه قيمة التيار دوريا إلى الصفر في حالة التيار المتردد فلا بد من ضمان عمل المغناطيس المستمر خلال اللحظات الدورية التي لا يمر خلالها تيار في الملف .
 
[[ملف:Zugmagnet-spaltpol.svg|center |thumb |500px|تتطابق تياران مترددان مختلفي [[طور موجة|الطور]]. المحور الأفقي : الزمن، المحور الرأسي: شدة المجال المتولدة.]]
سطر 89:
ويتم ذلك عن طريق استخدام [[ملف (توضيح)|ملف]] إضافي ينتج تيارا مترددا إضافيا ويكون في [[طور موجة|طور]] منزاحا عن طور التيار المتردد الأصلي، بحيث يتطابق التياران المترددان على بعضهما البعض، وتصبح للمحصلتهما دائما قيمة مختلفة عن الصفر (انظر الشكل، المنحنى الأسود). كما يمكن إجراء ذلك عن طريق استخدام [[تيار ثلاثي الأطوار]] وهو النظام المتبع لتشغيل [[محرك كهربائي|المحركات الكهربائية]] في القطارات والروافع وغيرها.
 
[[ملف:Dreiphasenwechselstrom.svg|center |thumb |500px|سريان تيار ثلاثي الأطوار [[جهد كهربائي|للجهود]] U1, U2, U3]]
 
==اقرأ أيضا==
سطر 108:
{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|كهرومغناطيسية|فيزياء|إلكترونيات|طاقة|كهرباء|إلكترونيات|الفيزياء}}
{{ضبط استنادي}}
 
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/wiki/تيار_متردد»