: : 03 التطورات . ( u BD. 5 τ u ( V ) t ( s ) t ( s ) C ) 0.2. t ( ms )

Transcript

1 التطورات : المجال الرتيبة : 3 الوحدة الآهرباي ية الظواهر ر ت ت ر ع المستوى: 3 3 : رقم اللللسلسلة u V 5 t s نشحن بواسطة مولد مثالي = r, مآثفة مربوطة على التسلسل =. يمثل البيان التالي تغيرات التوتر الآهرباي ي مع مقاومة k Ω بين طرفي المآثفة خلال الزمن.. عبر عن شدة التيار في آل لحظة بدلالة u,, أآمل الجدول التالي : t s i 3 عين بيانيا قيمة ثابت الزمن لثناي ي القطب 4 أوجد قيمة 5 أرسم البيان t i = f 6 آيف تتطور شدة التيار t s u D D D V تتا لف دارة آهرباي ية من مولد للتوتر الثابت = 6 V و مآثفة فارغة = آما في : kω و مقاومتها =. سعتها µf عند اللحظة = t نضع البادلة في الوضع فتبدأ عملية شحن المآثفة. أ استعمل قانون أوم و قانون التوترات لآتابة المعادلة التفاضلية D للدالة بدلالة t = u ب تحقق أن حل هذه المعادلة من : U t = ae -bt با ختيار صحيح ل b ج بين أن a = - ثم أوجد قيمة أآمل الجدول التالي : D 3 أرسم البيان t = f 5 4 نضع البادلة في الوضع لتفريغ المآثفة أ إلى أين تذهب الطاقة المخزنة في المآثفة ب ما هي القيمة العددية لهذه الطاقة. = 5 Ω ثم أعيد تفريغها في ناقل أومي مقاومته. = 5. مآثفة سعتها تم شحنها تحت توتر ثابت V و ذلك عند اللحظة = t. يمثل البيان التالي تطورات شحنة المآثفة أثناء تفريغها. أآتب المعادلة التفاضلية للدارة بدلالة t q خلال التفريغ = t q بين أن حلها هو Q e -t/ 3 برهن أن المماس للبيان عند المبدأ يقطع محور الا زمنة عند نقطة توافق t = 4 عين بيانيا ثابت الزمن 5 أحسب سعة المآثفة 6 أحسب شحنة المآثفة عند اللحظة = t و t = 5 7 أحسب شدة التيار عند نفس اللحظتين السابقتين q µ t ms = و مآثفة سعتها kω مقاومته الداخلية مهملة ناقل أومي مقاومته = لدينا مولد لتوتر ثابت V =.5 بادلة أسلاك توصيل. µf نحقق الدارة التالية : - -

2 D نضع البادلة في الوضع عند اللحظة = t فتبدأ عملية شحن المآثفة. أ أوجد المعادلة التفاضلية للدارة t = f ب تحقق أن حلها هو -t/ = e ج مثل آيفيا تغيرات u بدلالة الزمن د ما هي دلالة فاصلة نقطة تقاطع المماس للبيان عند المبدأ مع المستقيم = ه أحسب ثابت الزمن لثناي ي القطب و أحسب u عند اللحظات t = و t = 5 نضع البادلة في الموضع عند اللحظة = t. أ أوجد المعادلة التفاضلية للدارة u من أجل = t t 3 = 5 t = t ب أحسب u ج مثل تغيرات بدلالة الزمن = r. = مولد توتر مستمر مقاومته الداخلية دارة آهرباي ية تضم على التسلسل وشيعة r L, و ناقل أومي مقاومته Ω مهملة و قوته المحرآة الآهرباي ية. نصل الدارة إلى راسم إهتزاز مهبطي آما هو موضح ب الموالي. يظهر على شاشة راسم الا هتزازات البيانين التاليين :. 3 V / div الحساسية الشاقولية : ماذا يمثل آل بيان علل L, r i آيف تتصرف الوشيعة علل 3 أحسب شدة التيار المار بالدارة 4 أحسب القوة المحرآة الآهرباي ية للمولد Y Y = مولد توتر مستمر 5 في الترآيب التالي لدينا دارة تشتمل على التسلسل : وشيعة r L, ناقل أومي مقاومته Ω = 3.8 راسم إهتزاز و قاطعة. عند اللحظة = t نغلق القاطعة فيظهر في المدخل Y البيان التالي : مثالي V أآتب عبارة التوتر الآهرباي ي الذي يظهر L, r في المدخل Y بدلالة شدة التيار U Y V أوجد القيمة العددية لشدة التيار المار بالدارة عند النظام الداي م I di 3 عبر عن بدلالة i L r 4 أحسب المقاومة الداخلية للوشيعة و ذاتيتها. t m s Y = 6. V متغيرة و مولد مثالي لتوتر مستمر و ناقل أومي مقاومته L =. يتا لف ثناي ي قطب من وشيعة صافية ذاتيتها H خلا تطوره نحو قيمة ثابتة غير معدومة L أوجد المعادلة التفاضلية لشدة التيار المار بثناي ي القطب i t = إذا آانت عبارة شدة التيار المارة بثناي ي القطب بدلالة الزمن من : -αt a b e أثبت أن : = α و أن : = b a = - L = 3 أحسب الشدة العظمى للتيار من أجل Ω 4 أحسب ثابت الزمن i.6 t m s دارة آهرباي ية تضم على التسلسل وشيعة r L, و ناقل أومي مقاومته = مولد توتر مستمر مقاومته الداخلية مهملة و قوته المحرآة 35 Ω = قاطعة. الآهرباي ية V نغلق القاطعة عند اللحظة = t و نتابع تطورات شدة التيار المار بالدارة خلال الزمن نحصل على البيان التالي. - -

3 . LH ms مثل مخطط الدارة أآتب العبارة الحرفية لشدة التيار المار بالدارة في النظام الداي م وأحسب قيمته العددية ثم أحسب r 3 أوجد من البيان قيمة ثابت الزمن و أحسب L 4 من أجل عدة قيم مختلفة لذاتية الوشيعة نحصل على قيم موافقة لثابت الزمن ممثلة في البيان التالي : أ أآتب العبارة البيانية ب من الدراسة النظرية عبر عن بدلالة L, r, ج هل نتاي ج هذه التجربة تتفق مع المعطيات. L j.5 تعطى المعادلة التفاضلية لتطور شدة التيار في ثناي ي القطب L, نحو قيمة ثابتة معدومة بالعلاقة التالية : di i t = L أآتب حل هذه المعادلة يمثل البيان التالي تغيرات الطاقة المخزنة في الوشيعة بدلالة الزمن. عبر عن الطاقة المخزنة في الوشيعة في آل لحظة بدلالة : t L, I,, 3 برهن أن المماس عند المبدأ يقطع محور الا زمنة في نقطة توافق = t. = 4 أوجد ذاتية الوشيعة حيث Ω t ms 5 برهن أن الزمن اللازم لتناقص الطاقة إلى النصف ½ t t و أحسب قيمته = ln يعطى بالعلاقة : 8 تجريبية علوم قصد شحن مآثفة مفرغة سعتها نربطها على التسلسل مع العناصر الآهرباي ية التالية : مواد آهرباي ي ذو توتر ثابت = 3 V مقاومته الداخلية مهملة. قاطعة = ناقل أومي مقاومته 4 Ω لاظهار التطور الزمني للتوتر الآهرباي ي t U c بين طرفي المآثفة. نصلها براسم اهتزاز مهبطي ذي ذاآرة.. نغلق القاطعة في اللحظة = t فنشاهد على شاشة راسم الاهتزاز المهبطي المنحنى t U c الممثل في. t = 5 ماهي شدة التيار الآهرباي ي المار في الدارة بعد مدة s ا عط العبارة الحرفية لثابت الزمن وبين أن له نفس وحدة قياس الزمن. 3 عين بيانيا قيمة و استنتج السعة للمآثفة. 4 بعد غلق القاطعة في اللحظة = t : أ أآتب عبارة شدة التيار الآهرباي ي t i المار في الدارة بدلالة t q شحنة المآثفة. ب أآتب عبارة التوتر الآهرباي ي t U c بين لبوسي المآثفة بدلالة t q شحنة المآثفة. ج بين أن المعادلة التفاضلية التي تعبر عن t U c du. U تعطى بالعبارة = 5 يعطى حل المعادلة التفاضلية السابقة بالعبارة t = e من غلقها.. U استنتج العبارة للثابت. وماهو مدلوله الفيزياي ي t الشكل i U V Y t s الشكل - 3 -

4 U V L. r U U الشكل الشكل. i t s 8 تجريبية علوم تحتوي الدارة الآهرباي ية المبينة في على : = مقاومته الداخلية مهملة مواد آهرباي ي ذو توتر ثابت V = ناقل أومي مقاومته Ω وشيعة ذاتيتها L و مقاومتها r قاطعة.. نستعمل راسم اهتزاز مهبطي ذي ذاآرة لاظهار التوترين U. بين على مخطط الدارة الآهرباي ية U و الآهرباي يين آيف يتم ربط الدارة الآهرباي ية بمدخل هذا الجهاز. نغلق القاطعة في اللحظة = t U يمثل المنحني : t = f المشاهد على شاشة راسم الاهتزاز المهبطي. عندما تصبح الدارة في حالة النظام الداي م أوجد قيمة :. U أ التوتر الآهرباي ي. U ب التوتر الآهرباي ي ج الشدة العظمى للتيار المار في الدارة. 3 بالاعتماد على بيان استنتج : أ قيمة ثابت الزمن المميز للدارة. ب مقاومة و ذاتية الوشيعة. 4 أحسب الطاقة الاعظمية المخزنة في الوشيعة. 8 I بغرض معرفة سلوك ومميزات وشيعة مقاومتها r و ذاتيتها L نربطها على التسلسل بمولد ذي توتر آهرباي ي ثابت = 4,5 و قاطعة.. V انقل مخطط الدارة على ورقة الاجابة و بين عليه جهة مرور التيارالآهرباي ي و L, r جهتي السهمين اللذين يمثلان التوتر الآهرباي ي بين طرفي الوشيعة و بين طرفي المولد. في اللحظة t= نغلق القاطعة : أ بتطبيق قانون جمع التوترات أوجد المعادلة التفاضلية التي تعطي الشدة اللحظية t i للتيار الآهرباي ي المار في الدارة. ب بين أن المعادلة التفاضلية السابقة تقبل حلا من = t i حيث I هي e t L الشدة العظمى للتيار الآهرباي ي المار في الدارة. = t i حيث t,45 e 3 تعطى الشدة اللحظية للتيار الآهرباي ي بالعبارة أحسب قيم المقادير الآهرباي ية التالية :. للتيار الآهرباي ي المار في الدارة. أ الشدة العظمى I للوشيعة. ب المقاومة r للوشيعة. ج الذاتية L د ثابت الزمن المميز للدارة. 4 أ ماقيمة الطاقة المخزنة في الوشيعة في حالة النظام الداي م ب أآتب عبارة التوتر الآهرباي ي اللحظي بين طرفي الوشيعة.. t =,3 ج أحسب قيمة التوتر الآهرباي ي بين طرفي الوشيعة في اللحظة s t بالثانية و i بالا مبير 8 في حصة للا عمال المخبرية اقترح الا ستاذ على تلاميذه مخطط الدارة الممثلة في لدراسة ثناي ي القطب. تتآون الدارة من العناصر الآهرباي ية التالية : =, µ F مآثفة غير مشحونة سعتها * = * مولد توتره الآهرباي ي ثابت V 3 5 = * بادلة * ناقل أومي مقاومته Ω نجعل البادلة في اللحظة = t على الوضع

5 U أ ماذا يحدث للمآثفة U ب آيف يمآن عمليا مشاهدة التطور الزمني للتوتر الآهرباي ي ج بين أن المعادلة التفاضلية التي تحآم اشتغال الدارة الآهرباي ية عبارتها : du U = د اعط عبارة الثابت المميز للدارة و بين باستعمال التحليل البعدي أنه يقدر. SI بالثانية في النظام الدولي للوحدات = t e ه بين أن المعادلة التفاضلية السابقة ج تقبل العبارة حلا لها. و أرسم شآل المنحنى البياني الممثل للتوتر الآهرباي ي t = f من البيان. tو = 5. ماذا تستنتج U في اللحظة ي قارن بين التوتر بعد الانتهاء من الدراسة السابقة نجعل البادلة في الوضع. أ ماذا يحدث للمآثفة ب أحسب قيمة الطاقة الا عظمية المحولة في الدارة الآهرباي ية. و بين آيفية تحديد U 9 تجريبية علوم U t = e تتآون الدارة الآهرباي ية المبينة في من العناصر التالية موصولة على التسلسل : * مولد توتره الآهرباي ي ثابت * = 6 V مآثفة سعتها =, µ F * ناقل أومي مقاومته * = 5Ω قاطعة. نغلق القاطعة : بتطبيق قانون جمع التوترات أوجد المعادلة التفاضلية التي تربط بين du t و,,,U t t تحقق اذا آانت المعادلة التفاضلية المحصل عليها تقبل العبارة مامدلوله العملي بالنسبة للدارة الآهرباي ية أذآر اسمه. 3 حدد وحدة المقدار U في اللحظات المدونة في الجدول التالي : 4 أحسب قيمة التوتر الآهرباي ي t ال شلش آآآآ لللل ا آحل لها. t ms U t V U V U t = 5 أرسم المنحنى البياني t f 6 أوجد العبارة الحرفية للشدة اللحظية للتيار الآهرباي ي t i بدلالة,, ثم أحسب قيمتها في اللحظتين : = t و t 7 أآتب عبارة الطاقة الآهرباي ية المخزنة في المآثفة أحسب قيمتها عندما t. 9 تجريبية علوم t s, = مشحونة مسبقا بشحنة آهرباي ية µ لدينا مآثفة سعتها F 6 = 5 Ω و ناقل أومي مقاومته q =,6 مقدارها نحقق دارة آهرباي ية على التسلسل باستعمال المآثفة و الناقل الا ومي و قاطعة. في اللحظة = t نغلق القاطعة : أرسم مخطط الدارة الموصوفة سابقا. مثل على المخطط : جهة مرور التيار الآهرباي ي في الدارة. 3 أوجد علاقة بين Uو. U - 5 -

6 4 بالاعتماد على قانون جمع التوترات أوجد المعادلة التفاضلية بدلالة. U bt 5 ان حل المعادلة التفاضلية السابقة هو من : e U = a حيث a و b و ثابتين يطلب تعيين قيمة آل منهما. 6 أآتب العبارة الزمنية للتوتر. U U تسمح برسم البيان. 7 ان العبارة الزمنية t = f اشرح على البيان الطريقة المتبعة للتا آد من القيم المحسوبة سابقا. 9 t نربط على التسلسل العناصر الآهرباي ية التالية :. = Ω ناقل أومي مقاومته *. = * مولد ذي توتر ثابت V = r. * قاطعة. * و شيعة ذاتيتها L و مقاومتها Ω في اللحظة s t = نغلق القاطعة : أوجد المعادلة التفاضلية التي شدة التيار الآهرباي ي في الدارة. آيف يآون سلوك الوشيعة في النظام الداي م وماهي عندي ذ عبارة شدة التيار الآهرباي ي 3 باعتبار العلاقة e i = حلا للمعادلة التفاضلية المطلوبة في السؤال أ أوجد العبارة الحرفية لآل من و. ب استنتج عبارة التوتر الآهرباي ي بين طرفي الوشيعة. 4 أ أحسب قيمة التوتر الآهرباي ي ب أرسم آيفيا شآل البيان U U = f t في النظام الداي م.. U t Iالذي يجتاز الدارة L. r r 9 نحقق الترآيب الآهرباي ي التجريبي المبين في المقابل باستعمال التجهيز : ' = = 47 * مآثفة سعتها غير مشحونة. * ناقلين أوميين مقاومتيهما Ω * مولد ذي توتر ثابت. * بادلة أسلاك التوصيل. نضع البادلة عند الوضع في اللحظة = t : أ بين على جهة التيار الآهرباي ي المار في الدارة ثم مثل بالا سهم التوترين. U U q = q U بدلالة شحنة المآثفة U و ب عبر عن ثم أوجد المعادلة التفاضلية التي تحققها الشحنة. q ج تقبل هذه المعادلة التفاضلية حلا من عبر عن و α بدلالة... qt = e α t د اذا آانت قيمة التوتر الآهرباي ي عند نهاية الشحن بين طرفي المآثفة 5V استنتج قيمة.. سعة المآثفة.استنتج = 5mj ه عندما تشحن المآثفة آليا تخزن طاقة نجعل البادلة الا ن عند الوضع : أ ماذا يحدث للمآثفة ب قارن بين قيمتي ثابت الزمن الموافق للوضعين ثم للبادلة. D - 6 -