مراجعة عامة فيزياء الصف الثاني عشر المتقدم الفصل الثالث
التيار المتناوب
علل يفضل إستعمال التيار المتناوب في الدوائر الكهربائية ؟
الجواب لسهولة نقله الى مسافات بعيدة بأقل خسائر بالطاقة بفولطية عالية وتیار واطئ بإستخدام المحولات الكهربائية
سؤال ما الغرض من نقل القدرة الكهربائية بقولطيات عالية وتيار واطئ بإستعمال المحولات الرافعة ؟
الجواب وذلك لتقليل خسائر القدرة الكهربائية في الأسلاك الناقلة والتي تظهر بشكل حرارة
سؤال لماذا لا تتساوى القدرة التي ينتجها تيار متناوب له مقدار أعظم (1) مع القدرة التي ينتجها تيار مستمر له نفس المقدار ؟
الجواب لأن التيار المتناوب يتغير دوريا مع الزمن بین ( 1+) و ( 1-) ومقداره في أية لحظة لا يساوي دائما مقداره الأعظم ، وإنما فقط لحظة معينة يتساوی مقداره الآني مع مقداره الأعظم ، لذلك ينتج قدرة متغيرة مع الزمن بينما التيار المستمر مقداره ثابت دائما فينتج قدرة ثابتة .
سؤال ما المقصود بالمقدار المؤثر للتيار المتناوب ؟
الجواب المقدار المؤثر للتيار المتناوب : هو مقدار التيار المتناوب المساوي للتيار المستمر الذي لو إنساب خلال مقاومة معينة فانه يولد التاثير الحراري نفسه الذي يولده التيار المتناوب المنساب خلال المقاومة نفسها والفترة الزمنية نفسها .
سؤال لماذا لا تعتمد القدرة المستهلكة في مقاومة صرف على إتجاه التيار ؟
الجواب لأن القدرة المستهلكة في مقاومة صرف ثابتة المقدار في أية لحظة تتناسب طرديا مع مربع التيار المنساب فيها
سؤال هل يمكن أن تستعمل أجهزة مقياس التيار المستمر في دوائر التيار المتناوب ؟ وضح ذلك .
الجواب لا يمكن ذلك ، لأن معظم أجهزة قياس التيار المستمر تقيس المقدار المتوسط للتيار المتناوب لنا فإن مؤشرها يقف عند تدريجة الصفر عند وضعها في دائرة التيار المتناوب
سؤال ما مقدار القدرة المتوسطة في دائرة تيار متناوب تحتوي على محث صرف لدورة كاملة أو عدد صحيح من الدورات ؟ وضح ذلك .
الجواب مقدار القدرة المتوسطة لدورة كاملة أو عدد صحيح من الدورات في هذه الدائرة تساوي صفر ، فعند تغير التيار المتساب خلال المدث من الصفر الى مقداره الأعظم في احد ارباع الدورة تنتقل الطاقة من المصدر وتخزن في المحث بهيئة مجال مغناطيسي (يمثله الجزء الموجب من منحني القدرة ثم تعاد جميع هذه الطاقة الى المصدر عند تغير التيار من مقداره الأعظم الى الصفر في الربع الذي يليه، (يمثله الجزء السالب من منحني القدرة).
سؤال ما السبب في كون القدرة المتوسطة لدورة كاملة أو عدد صحيح من الدورات الكاملة تساوي صفرا لدائرة تيار متناوب تحتوي محث صرف ؟
الجواب لأنه عند تغير التيار المنساب في المحث من الصفر الى المقدار الأعظم في أحد أرباع الدورة تنتقل الطاقة من المصدر وتخزن في المحث بهيئة مجال مغناطيسي (يمثله الجزء الموجب من المنحني ) وعند تغير التيار من المقدار الأعظم الى الصفر في الربع الذي يليه تعاد جميع الطاقة الى المصدر ( يمثله الجزء السالب من منحني القدرة).
علل منحني القدرة الآنية في دائرة التيار المتناوب عندما يكون الحمل فيها يحتوي مقاومة صرف موجبا دائما ؟
الجواب لأن الفولطية والتيار بطور واحد ، لذللك يكونان موجبان دائما في النصف الأول ، فحاصل ضربهما موجب وسالبان في النصف الثاني فحاصل ضربهما موجب .
سؤال ماذا يعمل الملف عند الترددات الواطئة جدا ؟ ولماذا ؟
الجواب يعمل عمل مقاومة صرف هي مقاومة اسلاكه ، لأن رادة الحث تقل وقد تصل الى الصفر فهي تتناسب طرديا مع تردد التیار
سؤال ماذا يعمل الملف عند الترددات العالية جدا ؟ ولماذا ؟
الجواب يعمل عمل مفتاح مفتوح ، لأن الترددات العالية جدا تؤدي الى زيادة رادة الحث زيادة كبيرة جدا قد تؤدي الى قطع تيار الدائرة .
سؤال لماذا لاتعد رادة الحث مقاومة أومية ولا تخضع لقانون جول الحراري ؟
الجواب لأنها لا تستهلك قدرة ( القدرة المتوسطة تساوي صفر ) .
سؤال ما العلاقة بين القدرة الحقيقية والقدرة الظاهرية في دوائر التيار المتناوب التي تحتوي على مقاومة صرف ومتسعة ذات سعة صرف ومحث صرف ؟
سؤال متسعة ذات سعة صرف ربطت الى مصدر فولطية متناوبة متغير التردد . وضح ماعمل المتسعة عند الترددات العالية جدا، وعند الترددات الواطئة جدا لفولطية المصدر ؟
الجواب عند الترددات العالية جدا تعمل المتسعة عمل مفتاح مغلق (تعد المتسعة خارج المصدر ) لأنه عند الترددات العالية جدا تقل رادة السعة وقد تصل الى الصفر لأن : (رادة السعة تناسب عكسيا مع التردد). أما عند الترددات الواطئة جدا فتعمل عمل مفتاح مفتوح كما يحصل عند وجود المتسعة في دائرة التيار المستمر ، لأنه عند الترددات الواطئة جدا تزداد رادة السعة الى مقدار كبير جدا قد يقطع تيار الدائرة لأن :( رادة السعة تتناسب عكسيا مع التردد).
سؤال ماذا يحصل عندما تكون مقاومة دائرة الرنين المتوالية الربط صغيرة المقدار ؟
الجواب يصبح منحني القدرة عاليا وحادا ، فيكون عرض نطاق التردد الزاوي صغيرا وعندئذ يكون عامل النوعية لهذه الدائرة عالية .
سؤال ماذا يحصل عندما تكون مقاومة دائرة الرنين المتوالية الربط كبيرة المقدار ؟
الجواب يصبح منحني القدرة المتوسطة واسعا ( عريضا ) ومقداره صغير ، فيكون عرض نطاق التردد الزاوي كبيرا وعندئذ يكون عامل النوعية لهذه الدائرة واطئ .
علل يزداد عامل النوعية في الدائرة الرنينية المتوالية الربط كلما كانت مقاومة هذه الدائرة صغيرة المقدار ؟
الجواب لأنه عندما تكون مقاومة الدائرة صغيرة المقدار سيكون منحني القدرة المتوسطة حاد جدا ، فيكون عرض نطاق التردد الزاوي صغيرة ، وبالتالي يكون عامل النوعية لهذه الدائرة عالية .
سؤال ما الكمية الفيزيائية التي تقاس بوحدة ( volt. Awaper ) ؟
الجواب القدرة الظاهرية . السؤال علام يعتمد مقدار التردد الزاوي في الدائرة الرنينية ؟
الجواب يعتمد على الجذر التربيعي لمعامل الحث الذاتي وسعة المتسعة
سؤال علام يعتمد نطاق التردد الزاوي ؟
الجواب يعتمد على : مقاومة الدائرة ، حيث يتناسب نطاق التردد الزاوي طرديا مع المقاومة .في معامل الحث الذاتي للمحث ، حيث يتناسب نطاق التردد الزاوي عكسيا مع معامل الحث الذاتي للمحث .
سؤال ماذا يحصل ؟ ولماذا ؟ لتوهج مصباح كهربائي ربط على التوالي مع متسعة ذات سعة صرف ومصدر للتيار المتناوب عند زيادة التردد الزاوي لفولطية المصدر مع بقاء مقدار الفولطية ثابتا .
الجواب يزداد توهج المصباح ، لأنه عند الترددات الزاوية العالية تقل X فيزداد التيار في الدائرة
سؤال ما الذي تمثله كل من الأجزاء الموجبة والأجزاء السالبة في منحني القدرة الآنية في دائرة تيار متناوب تحتوي فقط : ١ محث صرف 2 متسعة ذات سعة صرف .
الجواب ١ محث ثرف: الأجزاء الموجبة من المنحني تمثل مقدار القدرة المختزنة في المجال المغناطيسي للمحث عندما انتقل القدرة من المصدر الى المحث، والأجزاء السالبة من المنحني تمثل مقدار القدرة المعادة للمصدر عندما تعاد جميع هذه القدرة الى المصدر .
2 متسعة ذات سعة صرف الأجزاء الموجبة من المنحني تمثل مقدار القدرة المختزنة في المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة عندما تنقل القدرة من المصدر الى المتسعة ، والأجزاء السالبة من المنحني تمثل مقدار القدرة المعادة للمصدر عندما تعاد جميع هذه القدرة الى المصدر .
سؤال لماذا يفضل استعمال محث صرف في التحكم بتيار التفريغ في مصباح الفلورسنت ولا تستعمل مقاومة صرف ؟