Dipôle RL. u L (V) Allal mahdade Page 1

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Dipôle RL. u L (V) Allal mahdade Page 1"

Παμφιλος Μάγκας
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ثنائي القطب ثنائي القطب Dipôle la bobine : الوشيعة I 1 التعريف الوشيعة ثنائي قطب يتكون من لفات من سلك من النحاس غير متصلة فيما بينھا لكونھا مطلية ببرنيق عازل كھربائي. رمز الوشيعة : (V) I(A) لتمثيل لوشيعة نستعمل أحد الرمزين التاليين : حيث r مقاومة الوشيعة و معامل يميز الوشيعة يسمى معامل التحريض الذاتي.وحدته في النظام العالمي للوحدات ھي الھنري (H) Henry.وتقاس بوسطة جھاز مقياس معامل التحريض الذاتي. التوتر بين مربطي وشيعة. النشاط التجريبي 1 I ننجز التركيب التجريبي الممثل في الشكل (1) والذي يتكون من مولد التوتر المستمر ومعدلة ووشيعة دون نواة الحديد معامل تحريضھا الذاتي 1mH ومقاومتھا صغيرة وموصل أومي مقاومته 1Ω وأمبيرمتر لقياس التيار الكھربائي المار في الدارة نضع فولطمتر لقياس التوتر بين مربطي الوشيعة ونغلق قاطع التيار. Κ نغير قيم التوتر بواسطة المعدلة وفي كل مرة نقيس التوتر بين مربطي الوشيعة وكذلك شدة التيار I المار في الدارة. فنحصل على النتائج التالية :,8 1,6,4 3,,1,,3,4 استثمار النتائج : 1 مثل المنحنى بداللة الشدة. I Allal mahdade Page 1

2 ثنائي القطب بين أن الوشيعة تتصرف كموصل أومي. حسب المنحنى المحصل عليه أن التوتر بين مربطي الوشيعة يتناسب اطرادا مع شدة التيار المار فيھا مما يبين أن الوشيعة تتصرف كموصل أومي مقاومته r 3 حدد r مقاومة الوشيعة وقارنھا بالقيمة التي يشير إليھا الصانع. U, 4,8 r 8Ω r المعامل الموجه للمنحنى : I, استنتج العالقة بين و r و. I U ri II ننجز نفس التركيب التجريبي السابق وذلك بتعويض مولد التوتر المستمر بواسطة مولد ذي ترددات منخفضة GBF حيث يعطي تيارا مثلثيا تردده f4hz وتوتره األقصى. 5V نستعمل برنم إلكتروني ننجز التركيب التجريبي الممثل في الشكل () نرسم على ورق مليمتري الرسم التذبذبي المحصل عليه. استثمار 1 لماذا يمكن المدخل Y لكاشف التذبذب من معاينة تغيرات شدة التيار الكھربائي المار في الدارة i أي أن و i يتناسبان اطرادا المنحنى المحصل عليه له نفس شكل تعاين التوتر بين مربطي الموصل األومي : Allal mahdade Page Y المنحنى لتغيرات شدة التيار الكھربائي i() المار في الدارة في المجال,5ms] [, 1 حدد قيمة المعامل a ما وحدته a i() a a ' 3 a,4a / s , 5.1 i(), 4 عين في المجال حسب المعاينة على شاشة راسم التذبذب لدينا يمكن كتابة شدة التيار الكھربائي المثلثي على شكل. i()a+b. () d,5ms] ], قيمة التوتر () بين مربطي الوشيعة ثم استنتج النسبة,4V

3 ثنائي القطب 3, 4 1, 4 d 1 H 1mH 3 قارن ھذه النسبة مع معامل التحريض الذاتي للوشيعة المستعملة. استنتج العالقة بين و و. d d d 3 في التجربة السابقة أي في التيار المستمر تتصرف الوشيعة كموصل أومي مقاومته r وفي ھذه التجربة لم تؤخذ ھذه المقاومة بعين االعتبار لكون تأثيرھا مھمال. اقترح عالقة عامة للتوتر بين مربطي الوشيعة تضم r و i() و و. d () r.i() +. d خالصة : بالنسبة لوشيعة دون نواة حديد وفي االصطالح مستقبل يعبر عن التوتر () r.i() +. d () بالفولط (V) i() باألمبير r باألوم بالھنري. النشاط التجريبي : تأثير الوشيعة على دارة كھربائية. ننجز التركيب التجريبي الممثل في الشكل (3) نغلق قاطع التيار. K بين مربطي وشيعة بالعالقة : استثمار : 1 تتغير شدة التيار الكھربائي الذي ينتجه المولد فجأة من قيمة منعدمة إلى قيمة معينة. 1 1 ھل يتألق المصبحان 1 و مباشرة بعد إغالق الدارة نعم يتألق المصبحان 1 و ونالحظ أن المصباح 1 يتألق قبل المصباح 1 كيف تتغير شدة التيار المار في كل من 1 و تتغير شدة التيار في المصباح 1 لحظيا بينما في المصباح تتغير تدريجيا متأخرة بلحظات عن تألق 1 ما تأثير الوشيعة على إقامة التيار الوشيعة تؤخر إقامة التيار 3 ماذا يحدث عند فتح الدارة ما تأثير الوشيعة عند انعدام التيار Allal mahdade Page 3

4 ثنائي القطب نفس المالحظة أن الوشيعة تؤخر انعدام التيار في الفرع الذي يضمھا. خالصة : في دارة كھربائية تحتوي على وشيعة تؤخر ھذه األخيرة إقامة التيار أو انعدام التيار في ھذه الدارة أي بصفة عامة فالوشيعة تقاوم تغير شدة التيار الذي يمر فيھا. وھذا ناتج عن تأثير الجداء.. d 3 استغالل تعبير التوتر بين مربطي وشيعة. عند إھمال مقاومة الوشيعة يصبح التوتر () بين مربطي الوشيعة كالتالي : () () d تزايدية فإن ()> i() * * إذا كان تغير شدة التيار الكھربائي سريع جدا ) d صغيرة جدا بينما كبيرة جدا أي أن اإلشتقاق له قيمة كبيرة جدا ( وبالتالي () تأخذ قيمة كبيرة جدا مما يؤدي إلى ظھور فرط التوتر بين مربطي الوشيعة ثنائي القطب II يتكون ثنائي القطب من موصل أومي مقاومته مركب على التوالي مع وشيعة مقاومتھا r ومعامل تحريضھا. نسمي المقاومة الكلية لثنائي القطب ھذا. +r 1 استجابة ثنائي القطب لرتبة صاعدة للتوتر. 1 1 المعادلة التفاضلية التي تحققھا شدة التيار المار في الدارة. نعتبر الدارة الممثلة في الشكل جانبه. نغلق قاطع التيار K في اللحظة. يأخذ التوتر بين مربطي الدارة لحظيا القيمة ) رتبة صاعدة للتوتر (. i() شدة التيار الذي يمر في الدارة عند إقامة التيار استجابة لرتبة توتر صاعدة. حسب قانون إضافية التوترات لدينا : + AB بحيث أن و i() بما أن +r فإن نضع و AB ri + d أي أن + ( + r) i d + i + i d d فتصبح المعادلة التفاضلية التي تحققھا شدة التيار i() المار في الدارة ھي : + i d 1 حل المعادلة التفاضلية. يكتب المعادلة التفاضلية التالية : + i d حل المعادلة التفاضلية ھو على الشكل التالي : α i() Ae + B حيث A و B و α ثابت يجب تحديدھا. نعوض الحل في المعادلة التفاضلية : α α α ( α Ae ) + Ae + B ( 1 α ) Ae + B 1 1 α α B Allal mahdade Page 4

ثنائي القطب i() Ae + وبالتالي سيكون حل المعادلة التفاضلية على الشكل التالي : تحديد الثابتة A حسب الشروط البدئية : ()i وھي ناتجة عن كون i() دالة متصلة في أي لحظة من لحظات تشغيل الوشيعة بما في ذلك

1+ e [ V] [ A] i() I 1+ e تعبير التوتر بين مربطي وشيعة.

5 ثنائي القطب i() Ae + وبالتالي سيكون حل المعادلة التفاضلية على الشكل التالي : تحديد الثابتة A حسب الشروط البدئية : ()i وھي ناتجة عن كون i() دالة متصلة في أي لحظة من لحظات تشغيل الوشيعة بما في ذلك اللحظة حيث يمكن أن نكتب (ε i() i( + ε ) i( بحيث أن عدد موجب قريب من الصفر. ε [ ] A حسب حل المعادلة لدينا i()a+b أي أن I نضع فيكون حل المعادلة التفاضلية ھو : i(). 1+ e [ V] [ A] i() I 1+ e تعبير التوتر بين مربطي وشيعة. حسب قانون إضافية التوترات لدينا : أي أن AB + i() نھمل مقاومة الوشيعة أمام المقاومة فتصبح وبالتالي 1 1+ e e 3 ثابتة الزمن 3 1 معادلة األبعاد لثابتة الزمن [ ][ ] [ A] نعلم أن ] [ ولدينا كذلك : V s d أي [ s] لھا بعد زمني تسمى ثابتة الزمن وتميز ثنائي القطب i( ) [ ][ ] [ ] : [ ] [ ] أن : [ ] [ ] V s A أي أن A V أي أن القيمة. 3 كيفية تحديد ھناك طريقتين : الطريقة األولى وھي : حساب ونحدد أفصولھا على المنحنى i(). الطريقة الثانية : استعمال المماس في اللحظة ونحدد نقطة تقاطعه مع. / أنظر الشكل جانبه. 4 انعدام التيار في دارة تضم ثنائي قطب. عند فتح قاطع التيار يتغير التوتر من القيمة إلى القيمة الصفر ) رتبة توتر نازلة ( نقول أن ھناك انعدام التيار في الدارة. نطبق قانون إضافية التوترات نتوصل إلى العالقة التالية : ( r)i أي i + بحيث أن d d r حل ھذه المعادلة التفاضلية ھو : Allal mahdade Page 5

6 ثنائي القطب i() I e بحيث أن و I باعتبار أن. i()i في ھذه الحالة نحدد مبيانيا ثابتة الزمن بتطبيق العالقة : ملحوظة : كلما كانت i( ),37I i d صغيرة كلما كانت مدة إقامة وانعدام التيار صغيرة كذلك. نستعمل في التركيب التجريبي الصمام من أجل حماية الدارة من فرط التوتر الذي يحدث بين مربطيھا عند فتح قاطع التيار. K III الطاقة المخزونة في وشيعة 1 اإلبراز التجريبي. نعتبر التركيب الممثل في الشكل جانبه. عند غلق قاطع التيار K يمر تيار كھربائي في الوشيعة. يمنع الصمام الثنائي المركب في المنحى الحاجز مرور تيار كھربائي في المحرك. عند فاح قاطع التيار K يشتغل المحرك فيرتفع الجسم. S فسر ھذه الظاھرة. يتيبن أن الوشيعة اختزنت أثناء إغالق الدارة الكھربائية طاقة مغنطيسية في الفضاء المحيط بھا ثم حررت ھذه الطاقة عند فتح الدارة. تعبير الطاقة المخزونة في وشيعة عند إغالق الدارة تكتب المعادلة التفاضلية على الشكل التالي : i +.i i +.i d d 1 id i d + d( i ) من خالل ھذه المعادلة نالحظ :. d تمثل الطاقة الممنوحة من المولد للوشيعة خالل المدة id الطاقة المبددة بمفعول جول في الوشيعة. m 1 1 d( i ) i 1 ) i )d الطاقة التي تختزنھا الوشيعة. نعرف الطاقة المخزونة في الوشيعة بين لحظتين و ھي : خالصة : تتناسب الطاقة المخزونة في وشيعة معامل تحريضھا مع مربع شدة التيار الكھربائي المار فيھا : 1 m i Allal mahdade Page 6

Σχετικά έγγραφα

ثناي ي القطبRL (V ) I (A) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

ثناي ي القطبRL (V ) I (A) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 ثناي ي القطب التوجيهات: I التوتر بين مربطي الوشيعة : 1) تعريف الوشيعة : الوشيعة ثناي ي قطب يتكون من أسلاك النحاس ملفوفة بانتظام حول اسطوانة عازلة ( واللفات غير متصلة فيما بينها لا ن الا سلاك مطلية بمادة