فيزياء 3ث – الفصل 4: دوائر التيار المتردد

أولا: التيار المتردد وقيمه

تيار تتغير شدته واتجاهه دوريا بمنحنى جيبي: I = Imax sin(ωt). القيمة العظمى: أعلى شدة. الفعالة: تكافئ حراريا تيارا مستمرا: Ieff = Imax / √2. المتوسطة (نصف دورة): Iavg = 2Imax / π. مثال: Imax = 10A فإن الفعالة = 7.07A تقريبا.

ثانيا: دوائر المقاومة والملف والمكثف

دائرة مقاومة: الجهد والتيار متوافقان في الطور. دائرة ملف حث: الجهد يسبق التيار بربع دورة (90°)، والمفاعلة الحثية: XL = 2πfL تزيد بزيادة التردد. دائرة مكثف: التيار يسبق الجهد بربع دورة، والمفاعلة السعوية: XC = 1 / 2πfC تقل بزيادة التردد.

ثالثا: دائرة الرنين والدائرة المهتزة

في دائرة RLC توال: المعاوقة Z = √(R² + (XL-XC)²). الرنين: عندما XL = XC فيكون التيار عظمى والمعاوقة = R. تردد الرنين: f = 1 / 2π√(LC). مثال: L=0.1H وC=100μF: f = 1/(2π√(10^-5)) ≈ 50 هرتز.

الدائرة المهتزة: مكثف مشحون يفرغ في ملف فتنشأ ذبذبات كهرومغناطيسية (تبادل طاقة كهربية ومغناطيسية) وهي أساس الإرسال الإذاعي.

تدريبات

1. تيار عظماه 14.14A: احسب الفعالة والمتوسطة.
2. ملف L=0.2H وتردد 50Hz: احسب XL.
3. مكثف C=50μF وتردد 50Hz: احسب XC.
4. متى يحدث الرنين؟ وما شرطه وقانون تردده؟
5. قارن بين طور الجهد والتيار في دوائر R وL وC.