 |
|
|
|
||||||
|
| اعلانات |
|
|||||
السلام عليكم قبل الدخول فى توصيل المكثف والمقاومة على التوالى والتوازى سناخذ استراحة مع المكثف لنتعرف عليه اكثر من خلال عدة أسئلة 1 - نحن نعلم ان المكثف عبارة عن لوحين من مادة موصلة اجد اللوحين موصل بالقطب الموجب للبطارية والاخر موصل بالقطب السالب ويفصل بينهم مادة عازلة فكيف ينتقل التيار الكهربى خلال المادة العازلة عند وضع المكثف على التوالى فى دائرة؟ لو كان ينتقل من خلال المادة العازلة لما سميناها عازلة فهناك انواع من المادة العازلة بين اللوحين منها البلاستيك والسيراميك والهواء فهل تلك المواد تسمح بمرور التيار الكهربى خلالها ولو منعته المادة العازلة من الانتقال فكيف نرى التيار يمر فى الدائرة (دائرة التيار المتردد ) دعونا ندرس سلوك المكثف فى حالة التيار المستمر اولا:  عند توصيل المكثف الى البطارية تكون الواحه متعادلة كهربيا فى الشحنات وعند التوصيل وبداية الشحن تنتقل الكترونات من القطب السالب للبطارية لتستقر على اللوح الموصل لها فتعمل على جعل اللوح محمل بشحنات سالبة نفس الوضع يجذب القطب الموجب للبطارية الكترونات اللوح الاخر ممايجعل هذا اللوح موجبا بالنسبة للوح الاخر من هنا ينشا مجال كهربى بين اللوحين تزيد شدته بزيادة الشحنات على اللوحين وقرب المسافة ايضا والجهد للبطارية يتوقف مرور التيار بين كل لوح والقطب المقابل له عند اكتمال شحن اللوحين ونستنتج من ذلك ان حركة الالكترونات تكون خارج المكثف وليس داخليا ووجود اللوحين بالقرب من بعضهما والمسافة بينهما تتحكم فى سعة المكثف ايضا اى ان عملية انتقال الشحنات من البطارية الى اللوحين سببها قرب اللوحين من بعضهما وكلما ابتعد اللوحين عن بعضهما قل تاثير التجاذب والتنافر بين الشحنات بين اللوحين وبالتالى قل التيار فى حالة التيار المستمر يصل المكثف لمستوى معين من الشحن حسب سعته والجهد المسلط عليه فكلما كان الجهد اعلى تمت عملية الشحن بسرعة وعند اكتمال الشحن يتوقف التيار فى الدائرة اما فى حالة التيار المتردد فلا يتوقف مرور التيار فى الدائرة نظرا لانه يحدث شحن وتفريغ للمكثف باستمرار لان التيار يغير اتجاه فمرة فى نصف الدورة الاولى موجب يشحن ويفرغ فيها وفى النصف الثانى يشحن ويفرغ ايضا ولكن فى الاتجاه المعاكس 2 - لماذا تقل ممانعة المكثف عند زيادة التردد وبالتالى يزيد التيار نحن نعلم انه فى بداية شحن المكثف يكون التيار كبيرا ولتوصيل الفكرة تخيل ان هناك غرفة بها كراسى فارغة وهناك مجموعة من الناس واقفة على الباب تريد الدخول والجلوس على الكراسى فعند فتح الباب سيندفع كمية كبيرة منهم لوجود كمية اكبر من الكراسى الفارغة ومع مرور الوقت سيقل عدد الكراسى وبالتالى سيقل الاندفاع لوجود ازدحام داخل الغرفة وبطئ عملية الجلوس نظرا لان الداخل متاخر لن يكون امامه مساحة اوسع ليجد فرصته للجلوس نفس الوضع بالنسبة للمكثف فى بداية الشحن كانت الالواح فارغة والجهد الكهربى عليها صفر ولذلك يندفع التيار بكل قوة لشحنه ومع مرور الوقت يتكون جهد على المكثف يقلل من اندفاع التيار الى ان يصل التيار الى الصفر عند اكتمال الشحن ناتى لسؤالنا ونقرب الفكرة: تخيل ان امامك حنفية وانت تضع زجاجة فارغة لملئها وان شدة تيار الماء النازل منها يتناسب مع كمية الماء الموجود داخل الزجاجة فكلما زادت كمية الماء الموجوده ضعف اندفاع الماء وعند اكتمال ملئ الزجاجة تقوم انت بتفريغها عملية الملئ والتفريغ تتوقف سرعتها على سرعتك انت فى تفريغ الزجاجة وكلما زدت السرعة فى التفريغ زادت سرعة الملئ ايضا لنفترض انك سريع جدا فى التفريغ وكانك فتحت فتحة فى اسفل الزجاجة وانت تضعها على الحنفية ..هنا يستمر التيار فى شدته وكان الزجاجة غير موجوده وكانها ممر فقط لمرور تيار الماء من الحنفية هذا مايحدث بالضبط عند زيادة التردد فلن يكون هناك فرصة للجهد المتولد على المكثف لكى يتكون ويصل لقيمة مساوية لجهد المصدر لان قيمة جهد المصدر تتغير بسرعة جدا مما لايسمح للجهد على المكثف بالاستقرار ليمنع التيار من المرور 3- ماهى علاقة السعة بالفولت؟  فى الصورة عدد من المكثفات يتساووا فى الجهد ولكن يختلفوا فى السعة بالضبط كعدة خزانات ماء متساويين فى الارتفاع ومختلفين فى الاحجام  فى الصورة هذه ايضا تمثل مجموعة من المكثفات مختلفة فى السعة والفولت فالمكثف قليل الجهد لايعمل على جهد اعلى منه ولكن المكثف ذو الجهد العالى يعمل على جهد اقل بدون مشاكل وحدات السعة تقاس بالفاراد ومكثف سعته واحد فاراد سيكون حجمه كبير بالنسبة للوح او الاجهزة الالكترونية ولذلك للحاجة لحجم صغير اضطر لتجزيئ الفاراد ليناسب السعة الصغيرة جدا للمكثفات الصغيرة فقسم الى مايكروا فاراد ونانوا فاراد وبيكو فاراد •  (micro) means 10-6 (millionth), so 1000000F = 1F • n (nano) means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1 F • p (pico) means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF الميكرو فاراد = عشرة اس ناقص 6 فاراد النانو فاراد = عشرة اس ناقص 9 فاراد البيكو فاراد = عشرة اس ناقص 12 فاراد علاقة الشحنة بالسعة والجهد؟Charge, Q = C × V حيث Q = charge in coulombs الشحنة وتقاس بالكولوم C = capacitance in farads السعة وتقاس بالفاراد V = voltage in volts الجهد بالفولت الطاقة المخزنة للمكثف: Energy, E =  QV = CV where E = energy in joules (J).4 - هل للمكثف قدرة كما للمقاومة قدرة ؟ على اعتبار ان المكثف مثالى اى لايوجد له مقاومة داخلية فانه يمكن القول المكثف يخزن الطاقة الكهربية خلال المجال الكهربى بين الواحه ويفرغها دون ان ينقص منها شيئ ولذلك فهو لايستهلك شيئ من قدرة المصدر كما يحدث مع المقاومة مثلا التى تستهلك جزء من قدرة الدائرة وتبددها على هيئة حرارة اما فى الواقع فهو له ممانعة تقاس بالاوم وتتوقف قيمتها على حسب التردد وهنا نقطة مهمة : نحن نتكلم عن الطاقة المبددة على هيئة حرارة بواسطة ممانعة المكثف وممانعة المكثف تتوقف قيمتها على تردد الدائرة من هنا نستنتج ان المكثف ليس له ممانعة ثابتة ولكن له ملايين القيم للمانعة عند ملايين القيم للتردد وعليه فله ملايين القيم للقدرة وعليه اذا اردت ان تعرف قدرة المكثف عند شراءه فيجب على المصنع ان يسجل لك قائمة بملايين القيم المختلفة للقدرة عند كل الترددات التى لن تحصيها ولذلك تكتفى الشركة المصنعة بكتابة الفولت والسعة وعليك انت ان تحسب قدرة المكثف عند التردد الذى تريده التعديل الأخير تم بواسطة : ahmed115 بتاريخ 05-06-2010 الساعة 01:11 AM |
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
الملف والمكثف فى دائرة جهد مستمر
السلام عليكم اخوانى سندرس العلاقة التى تربط المكثف مع الملف فى دائرة جهد مستمر لنرى اولا عمل موجة سن منشار بواسطة مكثف يدويا بواسطة تغيير حركة المفتاح على فترات منتظمة  لنراجع سلوك الملف والمكثف فى حالة ربط كل منهم مع بطارية 10 فولت مع ملاحظة ان المكثف عكس الملف تماما ولاحظ اننى كنت اقوم بتغيير وضع المفتاح بين الغلق والفتح المكثف 100 فاراد مع مقاومة 10 كيلو والملف 5 هنرى مع مقاومة 10 اوم  الملف والمكثف فى دائرة توالى مع بطارية   هذه التجربة لن تراها الا نادرا على النت او فى الكتب وقد جات بها لانها تستحق الدراسة الملف واحد هنرى والمكثف 470 ميكرو وبطارية عشرة فولت يحدث تذبذب بين الملف والمكثف مع وجود البطارية وفى حالة خروج البطارية بره الدائرة يحدث التذبذب الطبيعى والمعروف بين المكثف والملف وسياتى شرحه لاحقا الدائرة تحتاج الى تحليل ليس وقته الان هل سمعت عن شحن الملف؟  تعودنا دائما دراسة ظاهرة التذبذب بين الملف والمكثف كما سياتى لاحقا بان نضع المكثف على البطارية ليشحن اولا ثم نزيل البطارية ونجعل المكثف مع الملف ليحدذ التذبذب المعروف هنا قمت بجعل الملف على البطارية مع وضع مقاومة 10 اوم لتحدد التيار عند واحد امبير تقريبا وعندما وصل التيار لاقصى قيمة له قمت بنقل المفتاح الى الجهة الاخرى ليخرج عندى اشارة مترددة او متذبذبة على هيئة موجة جيبية كما فى الصورة ويحدث التذبذب الطبيعى بين المكثف والملف لاحظ ان الجهد على المكثف بدا بالتذبذب عند حوالى 40 فولت وهذا الجهد القادم اصلا بسبب الملف تتوقف قيمته على قيمة المقاومة 10 التى تحدد التيار الداخل للملف فكلما قلت زاد التيار وزاد الجهد المحزن فى مجاله المغناطيسى وعند انتقال المفتاح يظهر هذا الجهد على هيئة حاصل ضرب التيار فى بدايته فى الممانعة للمكثف الدائرة الاصلية مذبذب يتكون من ملف ومكثف  هذه الدائرة مشهورة وفكرتها بمنتهى البساطة هى تبادل الطاقة بين الملف والمكثف المذبذب يتكون من مكثف وملف على التوالى عند شحن المكثف فان احد اللوحين يكون عليه الكترونات زيادة بينما الاخر ناقص الكترونات وعليه اذا قمنا بالتوصيل مباشرة بسلك بينهما فان الشحنات ستفرغ مرة واحدة الى اللوح الاخر وستكون هناك شرارة وهذه تلاحظها دائما على المكثفات فى دوائر الباور سبلاى اذا قمت بتفريغ المكثف بواسطة راس مفك فقد قمت بمعادلة اللوجين كهربيا وهنا نقول ان المكثف فارغ اذا قمت بوضع مقاومة بدل السلك العادى فان وقت التفريغ سيتوقف حسب قيمة المقاومة عند وضع ملف بدل السلك او المقاومة فانه ينشا مجال مغناطيسى خلال الملف بسبب مرور تيار المكثف فى الملف وهذا المجال ينشا جهد على الملف يعوق مرور التيار وعليه المكثف لايفرغ شحنته فوريا كما حدث مع السلك وكلما كان الملف صغيرا فان التفريغ سيكون سريعا للمكثف والعكس صحيح عندما يتم تفريغ المكثف بالكامل فان الجهد العكسى المتولد على الملف يبدا فى امرار تيار وشحن المكثف فى الاتجاه العكسى لقطبية المكثف حتى يفرغ الملف شحنته من التيار بالكامل حينها يبدا المكثف فى التفريغ مرة اخرى تبادل الطاقة بين الملف والمكثف يخلق لنا موجة على شكل منحنى دالة جيبية سواء للتيار او الجهد يستمر هذا التذبذب بين الملف والمكثف اذا كان الملف والمكثف فى الحالة المثالية اى لايوجد لهم مقاومة اومية داخلية وهذا غير الواقع ففى الواقع فانه يحدث فقد فى الطاقة داخل الملف والمكثف مما يتسبب فى اضمحلال الموجة المتولدة بينهما مع مرور الوقت حيث تخنق نهائيا بعد فترة قصيرة نتيجة لفقد الطاقة على هيئة حرارة بالضبط كان عندك بندول وقمت انت بتحريكة سيستمر بالتارجح يمينا ويسارا بقوة فى الاول ثم تبدا حركته فى الهبوط نتيجة للمقاومة الناشئة بسبب الاحتكاك مع الهواء فيقف بعد فترة لكى يستمر المذبذب فى العمل يجب تعويض الفقد فى الطاقة المبددة وهذا مايحدث فعلا فى دوائر مذبذب الترانزستور حيث تاخذ جزء من اشارة المذبذب وارجاعها الى قاعدة الترانزستور لتمثل تغذية عكسية حيث يتم تكبيرها عن طريق الترانزستور ثم يعاد تغذية دائرة المذبذب مرة اخرى وبذلك لاتضمحل الموجة المتولدة كان هناك خزان ماء به صنبور مفتوح وفى نفس الوقت الخزان يغذى بمضخة تعادل بالضبط الماء النازل من الصنبور فلاينقص الخزان ولايزيد ايضا الماء الذى به موقع بيان رسم الموجة للمكثف والملف http://www.walter-fendt.de/ph14e/osccirc.htm  لماذا تخرج شكل الاشارة المترددة بين الملف والمكثف على هيئة موجة جيبية؟ هنا الاجابة لمن يهتم بهذا الامر  حيث اعتبر المكثف كانه بطارية مربوط عليها ملف اذن جهد المكثف = الجهد على الملف اذن الشحنة /السعة = معدل تغير التيار بالنسبة للزمن فى L ثم قام بالتعويض كما فى الصورة الى ان وصل الى صورة التيار على هيئة دالة جيبية ملحوظة غاية فى الاهمية: انظر الى دائرة المكثف والملف السابقة ستلاحظ تساوى الجهدين على كل من الملف والمكثف كما قلت كان المكثف بطارية تغذى الملف فطبيعى ان يكون مجموع الجهدين صفر او متساويين نفس الفكرة هذه النقطة ماذا تفيدنا؟ تساوى الجهدين على الملف والمكثف بيوصلنا لاهم ظاهرة فى دائرة الملف والمكثف عند تذبذبهما ..ما هى؟ تعالى معايا وعوض : [COLOR="Red"] VL =VC XL.I = 2  fL. IVC = I .C = I .1/2  C I.XL =I.XC التيار واحد اذن : XL = XC  من هنا هنستنتج اهم علاقة فى جميع دوائر المكثف والملف وهى قيمة التردد التى عندها ممانعة الملف = ممانعة المكثف وهو تردد يسمى تردد الرنين اى ان جميع الحالات التى يكون فيها مكثف مع ملف فقط فى دائرة يحدث بينهم تذبذب بتردد يسمى تردد الرنين ولاحظ هنا ايضا ان الدائرة لها تردد واحد اى ان المكثف والملف هما اللذان وجدا هذا التردد الذى يسمى بتردد الرنين اى التردد الذى عنده يتساوى الجهد على المكثف مع الجهد على الملف اى بيتساوى الممانعتين اى الممانعة الكلية = صفر وهنا رسم لمنحنى يوضح انتقال التيار بين المكثف والملف واتجاه التيار فى الدائرة خلال عمل ذبذبة  المرة القادمة سيكون حديثى عن دائرة الرنين باذن الله التعديل الأخير تم بواسطة : ahmed115 بتاريخ 06-06-2010 الساعة 02:22 AM |
|
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
