التطورات المجال الرتيبة 3 الوحدة الكهرباي ية الظواهر ر ت ر ت ع المستوى 3 3 رقم ملخص مآتسبات قبلية التيار الآهرباي ي المستمر التيار الآهرباي ي المتناوبببب قانون التواترات 3 حالة الدارة المتسلسلة أ هو آل تيار آهرباي ي شدته ثابتة بدلالة الزمن. هو آل تيار آهرباي ي شدته متغيرة بدلالة الزمن. حالة الدارة المتفرعة ب u F D D F u u F F D u u - (, r D قانون العروات ج هي آل اطار مغلق مثل العروة. العروة حسب قانون التوترات مجموع توترات العروة الواحدة معدوم. نتيجة دا تات الشد قانون 4 c ثابت ( حالة الدارة المتسلسلة أ حالة الدارة المتفرعة ب u u - (, r r مولد قانون اوم بين طرفي الناقل الا ومي 5. ( Ω مقاومة الناقل الاومي أوم التوتر قانون اوم بين طرفي مولد 6 ملاحظة يجب التفريق بين مولد التوتر و مولد التيار. مولد التوتر تبقى ثابتة مهما آانت الدارة. مولد للتيار تبقى ثابتة مهما آانت الدارة مثال الدينامو. المآثفات و ثناي ي القطب خصاي ص المآثفة. u - (, r مثالي مولد وصف المآثفة تتآون المآثفة من صفيحتين ناقلتين تفصل بينهما مادة عازلة للآهرباء الهواء خزف ميآا ورق شمع... ( تدعى آل صفيحة لبوس المآثفة ويرمز لها بالرمز - - مآثفة العلاقة بين شحنة شدة التيار و
Ι شدة التيار الآهرباي ي هي آمية الآهرباء التي تجتاز ناقل خلال مجال زمني تعطى بالعلاقة. ( S المدة الزمنية ثانية. ( شدة التيار الآهرباي ي امبير. ( آمية الآهرباء آولوم - d d d لما نآتب d ملاحظات نرمز للمقادير اللحضية المقادير التي تتغير بتغير الزمن ( بالرموز الصغيرة (, u, ونرمز لقيمها العظمى بالرموز الآبيرة ( Q,, أو( ( Q,,.. 3 اذاآان فان شحنة المآثفة تتزايد شحن المآثفة (. 4 اذاآان فان شحنة المآثفة تتناقص (تفريغ المآثفة (.. ( V التوتر بين طرفي المآثفة u. ( شحنة المآثفة ( F سعة المآثفة فاراد u c سعة المآثفة 3 أجزاء الفاراد وهي ηf 9 F ( η F. النانوفاراد µ F 6 F الميآروفاراد F ( µ. pf - F ( Pf البيآو فاراد - أنواع المآثفات 4 ( ليس لها أقطاب مستقطبة غير المآثفة المستوية أ لها أقطاب ( مستقطبة المآثفات الالآتروآيمياي ية ب 3 3 ربط المآثفات 5 التسلسل على الربط أ 3 3 3 الربط على التفرع ب 3 العلاقة بين شدة التيار و التوتر الآهرباي ي بين طرفي مآثفة 6 ( d d (. لدينا ( ( d [. ( ] d ( d. ( d - -
النظرية الدراسة المعادلة التفاضلية لتطور التوتر الآهرباي ي بين طرفي المآثفة ملاحظة راسم الاهتزاز المهبطي يقرأ. D ( في الوضع القاطعة الشحن خلال أ d D d D d d الشكل D ( ( شدة التيار عبارة ( d (. d ( ( ثابت الزمن للدارة 63% من شحنتها الا عظمية أو ثابت الزمن هو الزمن اللازم لشحن المآثفة ب 63% من شحنتها الا عظمية. هو الزمن اللازم لتفريغ المآثفة ب تا ثير المقاومة وسعة المآثفة على ثابت الزمن يزداد ثابت الزمن بزيادة قيمة المقاومة التي تشحن عبرها المآثفة أو بزيادة قيمة سعة المآثفة. حالات خاصة ( أي تآون المآثفة قد شحنت ب % 63 من شحنتها الا عظمية..63 لما لما لما ( 5 أي تآون المآثفة قد شحنت ب % 99 من شحنتها الا عظمية..99 99 لما.37 ( أي تبقى لشحنها % 37 من شحنتها الا عظمية. نجد تآون شدة التيار معدومة تقريبا. 5.63 u ( V / الانتقالي النظام الداي م النظام.3.37 5 ( s 5 d d في الوضع ( القاطعة التفريغ خلال ب حسب قانون التوترات d d D D - 3 -
شدة التيار عبارة ( d (. d ( ( حالات خاصة 37 من شحنتها الا صلية. ( أي تبقى في المآثفة شحنة قدرها %.37 لما 99 من شحنتها الا صلية. ( 5 أي تآون المآثفة قد تفرغت ب %.99 99 لما 37 من شحنتها الا صلية..37 ( أي تبقى في المآثفة شحنة قدرها % نجد تآون شدة التيار معدومة تقريبا. التفريغ خلال التفريغ خلال لما لما 5 5.37 -.37 5 D D d d d d d d المعادلة التفاضلية لتطور التوتر الآهرباي ي بين طرفي الناقل الاومي حسب قانون التوترات الشحن خلال أ u...... d d 3... نشتق طرفي المعادلة لدينا في نعوض بالنسبة للزمن فنجد فنجد 3 طريقة ثانية d d نفس الطريقة نجد التفريغ خلال ب التفريغ خلال ( طريقة ثانية المعادلة التفاضلية لتطور الشحنة على لبوسي المآثفة 3-4 -
Q لدينا خلال الشحن أ d D d d d منه d d D ( Q ( d d D D Q التفريغ خلال d d d d لدينا خلال التفريغ ب ومنه Q تطور التوتر الآهرباي ي بين طرفي الدارة D 4 D التفريغ خلال D / ln التوتر الآهرباي ي بين طرفي المآثفة تطور 5 باستعمال مولد للتيار cs ( a البيان خط مستقيم معادلته من الشآل.... لدينا نظريا بمطابقة العلاقتين و نجد a a ميل البيان a الطاقة المخزنة في المآثفة 3 أو أو ( / زمن تناقص طاقة المآثفة الى النصف 4 يعطى بالعلاقة الاتية التفريغ خلال / / / / - 5 -
( تقدر و ثناي ي القطب الوشاي ع 5 تعريف الوشيعة 5 تتآون الوشيعة من سلك ناقل طويل جدا من النحاس معزول بطبقة من الورنيش ملفوف بشآل حلقات و تمتاز بذاتية بالهنري H ( و مقاومة داخلية r ( تقدر بالا وم Ω ( وتمثل آمايلي r (, r r ( فتمثل آما يلي ملاحظة اذاآانت الوشيعة صافية M K d r r d r d العلاقة بين شدة التيار و التوتر بين طرفي الوشيعة 5 ملاحظة الوشيعة تتصرف آناقل اومي حالة تيار ثابت الشدة أ حالة وشيعة صرفة ب آهرباي ية دارة تصرف الوشيعة في جزء من 5 3, r Y Y تمانع الوشيعة لوقت قصير تغير التيار في الدارة نظام انتقالي ( تتصرف الوشيعة آناقل أومي عندما يجتازها تيار ثابت الشدة نظام داي م. الزمن للدارة ثابت r الدراسة الآمية 5 4 لتطور شدة التيار الآهرباي ي التفاضلية المعادلة 5 4 M M r عند غلق القاطعة أ d نضع r ومنه نآتب d d ( ( M r d عند فتح القاطعة ب d d نضع r ومنه نآتب - 6 -
( ( الفتح عند,63 نظام داي م نظام انتقالي,37 نظام داي م نظام انتقالي ( s ( s. ان شدة التيار الآهرباي ي تمر بمرحلتين يتطور فيها التيار حتى يبلغ قيمة حدية أو ينعدم مرحلة انتقالية يتوقف فيها التيار أو يبلغ فيها قيمة عظمى. مرحلة داي مة d r ( ( عبارة التوتر الآهرباي ي بين طرفي الوشيعة 5 4 عند غلق القاطعة أ ( لدينا r d ومنه r r d r r r ( عند فتح القاطعة ب لدينا r d r ( الفتح عند ( التفاضلية للتوتر بين طرفي الناقل الاومي المعادلة ا 5 4 3 M M r عند غلق القاطعة أ d d ( d r d r ( d - 7 - d d r
( M M r d d ( d r d d r عند فتح القاطعة ب d d ( r الفتح عند ( M M بين طرفي الدارة التوتر 5 4 4 الفتح عند /. / ln يمثل. f (, f (, في البيانين f ( الطاقة المخزنة في الوشيعة 6 الطاقة المخزنة في وشيعة ذاتيتها ( يجتازها تيار آهرباي ي ( بين اللحظتين و تعطى بالعلاقة الاتية ( زمن تناقص طاقة الوشيعة الى النصف / 7 هامة ملاحظات نقطة تقاطع المماس عند مع محور الفواصل في البيانات f (, f (, c f (, f ( نقطة تقاطع المماس عند مع محور الفواصل يمثل / / الفتح عند الطاقة ( 3 المآثفة او الوشيعة ( - 8 -