مجرة - Majarah
طريقك الى العالم

بحث عن التيار المتردد

التيار المتردد

التيار المتردد هو احد انواع التيار الكهربي ويطلق عليه ايضاً التيار المتناوب ويعرف التيار المتردد بانه عادة يقوم بعكس اتجاهه بالاضافة الى التذبذب في مكانة لقرابة ال 60 مرة في الثانية على ان يكون التذبذب حسب النظام الكهربي المستخدم وكما هو معروف علميا ان التيار المتردد لا يمكن توليده الا عن طريق مولد كهربائي متردد حسب قانون فرداي وبالرغم من الاسبقية التاريخية للتيار المستمر الا ان جميع دول العالم في الوقت الحالي تستخدم التيار المتردد في نقل الطاقة الكهربائية ويرتبط التيار المتردد بكل من الفيزياء والبيئة ويعتقد البعض ان التيار المتردد هو التردد ولكن يوجد فرق بين التيار المتردد والتردد حيث ان التيار المترد عبارة عن تيار كهربي بينما التردد عبارة عن مجموعة من الاحداث المتكررة .التيار النتردد

وجدير بالذكر ان اول محطة توليد التيار المستمر قد قام اديسون بانشائها في الولايات المتحدة الامريكية وكان ذلك عام 1882م  تحديدا في نيويورك وهذا يعني ان الاجهزة الكهربية في بداية صنعها كانت تعمل عن طريق التيار المستمر مثل مصباح اديسون ولكن مع مرور السنوات حدث انقلاب في عملية استخدام التيار الكهربي حيث اصبح التيار المتردد هو التيار المفضل لنقل الطاقة وذلك لعدة اسباب تتعلق بمعالجة الاشارات وتقنية نقل الطاقة ولذلك تعتمد جميع دول العالم على التيار المتردد في الوقت الحالي خاصة بعد صناعة الاجهزة الكهربائية حتى تعمل على التيار المتردد.

التيار والدوره

تُعرف كمية الاهتزازات المتوافقة مع الثانية بالتردد ، وتقاس بوحدة الهرتز ، ويُختصر بالهرتز HZ .

الدورة هي تبادل قطري يكرر نفسه في نفس الفترات الزمنية ، وتسمى تلك الفترة بفترة الدورة (على سبيل المثال ، لدينا دوران الأرض حول الشمس ، ومدة الدورة اثني عشر شهرًا ، أو دوران الأرض حول محورها دورة كل 24 ساعة). في الفيزياء ، يُشار إلى وقت الدورة باستخدام الحرف T.

بالنسبة للتناوب الحديث ، فإن الدورة هي الوقت بين قمتين متتاليتين ، أو الوقت بين القيعان المتتالية على منحنى الجهد (بالإضافة إلى تغير المنحنى المعاصر أيضًا). في المليلتر ، يمكن القول أن الدورة في تناوب العصر الحديث تتضمن نصفين متتاليين من التذبذب ، أحدهما عالي الجودة والآخر سلبي. يمكن حساب وقت الدورة T عن طريق مقلوب التردد f.

{\displaystyle T={\frac {1}{f}}}

زمن دورة التيار في المنازل  {\displaystyle T_{50}={\frac {1}{50{\text{ Hz}}}}={\frac {1}{50}}{\text{ s}}=20{\text{ ms}}}

 

مزايا التيار المتردد

يمكن أن يتساءل البعض أيضًا عن سبب استخدام الوقت الحاضر المتناوب لنقل الطاقة الكهربائية على الرغم من أنه أكثر تعقيدًا من التيار المباشر. لكن التناوب في الوقت الحاضر له عدد من المزايا على المعاصر المباشر:

يمكن أن تنتقل القوة الكهربائية بالتناوب في الوقت الحاضر إلى مسافات طويلة جدًا وهذا ما لا تستطيع أحدث التقنيات فعله بطريقة اقتصادية أو معقولة. حيث قد يتضاءل ضغط الركوب للكهرباء الحالية ويزيد من استخدام جهاز يسمى المحول ، لا يمكن تطبيقه على التيار المستمر نظرًا لعدم وجود تجارة في التدفق المغناطيسي. يرفع المحول الجهد القادم من المولد ، والذي يتراوح عادة بين 11 - 36 كيلو فولت ، ويزيده إلى مستويات مائة وعشرة - 765 كيلو فولت ، مما يجعل من الممكن نقله إلى مسافات طويلة جدًا بين الدول أو ربما عبر القارات.
تتميز التيارات المتناوبة بقدرتها على نقل الحقائق. على سبيل المثال ، يقوم مكبر الصوت بتحويل المعلومات الواردة في عبارة ما إلى حديث متناوب
يعد التناوب في العصر الحديث أمرًا مباشرًا للتوليد من التوربينات حيث أن الملفات والمغناطيسات الدوارة تنتج متغيرًا متناوبًا ولتحقيق العصر الحديث المباشر منها يجب إجراء التصحيح والتصفية ، ومن الصعب تحقيق هذه العملية عند الفولتية المفرطة.
تنتج الخلايا الكهروكيميائية تيارًا مباشرًا ولكنها غير عملية لتلبية رغبات أعداد كبيرة من السكان ، في حين يمكن استخدام الطاقة الكبيرة من المياه المخزنة في الجزء الخلفي من السدود على الأنهار ، وطاقة المد والجزر في المحيطات ، وقوة الرياح ، والوقود الأحفوري ، والتفاعلات النووية الآمنة للدوران المولدات التي تقوم بدورها بفرض توربينات التيار المتردد.


رغب توماس إديسون في العصر الحديث المباشر إلى التناوب الحالي في نقل الطاقة الكهربائية داخل الأيام الأولى للنظام الثابت للشبكات الكهربائية ، لكن زملائه لاحظوا أن المعاصر المتناوب يمكن أن يعمل بشكل أفضل. استغرق الأمر من إديسون بعض الوقت حتى يقتنع بالخطأ في دوره ، ولكن ربما كان يعلم شيئًا لم يفهمه زملاؤه الآن. قد يكون هناك مكافأة من أحدث تقنيات التيار المستمر في الشبكات الكهربائية بينما تنتقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات طويلة ، حيث يتم نقلها بكفاءة أكبر عند الفولتية العالية من التيار المتردد نظرًا لحقيقة أن مقاومة الأسلاك أثناء تمرير تيار مستمر أقل من الوقت يمر عبر العصر الحديث المتناوب ويقلل أيضًا من الكهرباء المغناطيسية في غير محله داخل شكل أسلاك دائرية الانضباط المغناطيسي. ونقل الطاقة ، يعد استخدام التيار المستمر للجهد الزائد أمرًا واعدًا للغاية في المستقبل ، ولكن في الوقت الحالي تكمن المشكلة الرئيسية في التكلفة حيث تتطلب معدات تحويل كهرباء مدروسة تمامًا.

انواع المواد المغناطيسية

يعد المغناطيس من المواد الموصلة للحرارة والتيار ولكن المغناطيس به العديد من الانواع وتختلف استخدامتها حسب الحاجه اليها لذلك سوف نتعرف على بعض انواع المغناطيس مثل :توليد موجة جيبية

  • فريمغناطيسية : وهي عبارة عن خاصية يتم ترتيب عليها العزم المغناطيسي لذرات تعمل على تشغيل الشبكة البلورية حيث تكون عكس الذرات التي تشغل المواقع  للشبكة البلورية في المادة.
  • المغناطيس الحديدي :وهو احد انواع المغناطيس التي تستخدم في التيار الكهربي حيث يظهر التأثير المغناطيسي على بعض المعادن المشهورة مثل الحديد والنيكل والكوبلت .
  • مغناطيس المسايرة: وهو عبارة نوع من انواع المغناطيس التي تبدو في وجود المجال المغناطيسي فقط حيث انها تختفي بعد ذلك.

توليد الموجه الجيبية

الموجة الجيبية عبارة عن مجموعة من الموجات التي تتغير قيمتها بشكل مستمر خلال الزمن ويمكن تعريفها بان هي عبارة عن تناوب بين قيمتين بشكل دائم على ان يكون بها تارة سالبة وتارة موجبة وعادة علماء الفيزياء يشبهونها بالموجات المثلثية والموجات المربعية ولذلك سوف نتعرف على طريقة توليد الموجة الجيبية .توليد موجة جيبية

طريقة توليد الموجة الجيبية

  1. سوف نستخدم بطارية 4.5 فولت على ان يعمل المؤقت بفولتية من 4.5 فولت الى 16 فولت وذلك حتى يتم تغذية المؤقت بشكل مناسب حيث نقوم بتوصيل الطرف واحد مع الارضي وبعد ذلك نقوم بتوصيل مصدر الجهد مع الطرفين 4 و 8 
  2. وفي هذه الدائرة المؤقت 555 يكون عبارة عن مذبذب ليس له استقرار حيث يقوم هذا المذبذب بتوليد بعض الموجات الاخرى مثل الموجه المربعية في تارة HIGH بالاضافة الى التارة الاخرى LOW .
  3. وتتكون شبكة المكثف والمقاومة " RC network" وتتولد من مقاومة قيمتها 2.2 كيلو اوم على ان تكون سعة المكثف 10 نانو فاراد وبعد اجراء عملية حسابية بسيطة نستنتج ان تردد التيار يكون حوالي 7.2  هرتز HZ حيث يتم حساب التردد في العلاقة التالية على ان يستنتج الطالب الناتج الاصلي بنفسه 

                                                                                   (F=1/(2*3.14*R*C 

ويكون هذا الناتج هو ناتج الموجة المربعية لكننا نريد استنتاج او معرفة الموجة الجيبية لذلك سوف نستخدم دائرة رنان مكونة من مكثف وملف (LC Circuit)  عند المخرج اي مكان توليد الموجات المربعية مع وجود دائرة الرنين يتم تحويل الموجة من مربعية الى جيبية .

العلاقة بين التردد والزمن الدوري

بعد العديد من الابحاث العلمية التي اجراها علماء الفيزياء حول العالم خاصة في المراكز العلمية الكبرى في الولايات المتحدة الامريكية واوروبا تم اكتشاف ان العلاقة بين التردد والزمن االدوري ما هي الا علاقة عكسية .

استخدام الفولتميتر الالكتروني

يعد الفولتميتر هو ابرز وسائل الجهد والتيار الكهربي في العصر الحديث وتطورت صناعة الفولتميتر فبعدما كان الفولتميتر عبارة عن مؤشر ومجموعة من المفتايح اصبح الان الفولتميتر الكتروني مكون من مجموعة مفتايح مضاف اليها شاشة رقمية لذلك يطلق عليه الفولتميتر الرقمي ويعتبر من اهم وسائل القياس ف العصر الحديث فهو من يحدد نوع التيار الموجود سواء كان تيار متردد او تيار مستمر بالاضافة الى قياس الجهد الكهربي وقبل ان نستخدم الفولتميتر يجب ان نحدد اذا كنا نرغب في قياس الجهد او التيار حتى يكون الفولتميتر دقيق في القياس .

مخاطر الكهرباء على جسم الانسان

تعد الكهرباء من اهم مصادر الطاقة النظيفة في العصور الحديثة كما ان الكهرباء اصبحت من اهم عناصر البيئة الحديثة خاصة البيئة الصناعية ولكن اختلفت الكهرباء من عصر الى اخر سواء كان في طريقة الاستخدام او طريقة التوليد فكان الاعتماد في البداية على التيار الكهربي المستمر ولكن بعد ظهور التكنولوجيا والتطورات العلمية اصبح الاعتماد الكلي على التيار المتردد .الكهرباء

وبالرغم من الفوائد الكبيرة التي تنتج عن الكهرباء الا ان هناك بعض الاضرار التي تبدو قليلة لكنها كبيرة ومؤثرة جدا في حياة الانسان فيجب عند العمل في المجال الكهربي اتباع تعليمات السلامة المهنية للحفاظ على حياتك الشخصية خاصة ان الصدمات الكهربية الناتجة عن التيار الكهربي قد تكون كافية لتتسبب في موت العامل ولذلك يجب ان تتوخى الحظر عند العمل في الكهرباء فالكهرباء احياناً ينتج عنها حرائق لذلك يجب اتباع التعليمات الاتية:

طرق الوقاية من الكهرباء

  1. يجب ان ترتدي خوذة بلاستيكية او زجاجية حيث انها تكون رديئة التوصيل للكهرباء .
  2. يجب ان ترتدي افرول مناسب لحماية الجسد من الصدمات الكهربية.
  3. يجب ان ترتدي حذاء مناسب لا يحتوي على اي معادن
  4. يجب ان تستخدم عدد وادوات معزولة بمقبض بلاستيك .
  5. تجنب استخدام السلالم المعدنية اثناء العمل في الكهرباء.
  6. ممنوع ارتداء السلاسل والخواتم اثناء العملفي الكهرباء.

طرق الوقاية من فيروس كورونا

بعد انتشار فيروس كورونا او كوفيد - 19 اصدرت منظمة الصحة العالمية بعض تعليماتها للوقاية من الاصابة بالفيروس ومن اهم هذه التعليمات الوقائية هو الالتزام بالمنزل بالاضافة الى ضرورة استخدام المطهرات وتطهير الاسطح المعدنية بشكل مستمر منعا لانتشار الفيروس كما شددت منظمة الصحة العالمية على ضرورة عدم مصافحة الاخرين وغسل اليدين جيدا مع تناول الاطعمة التي تحتوي على نسبة مرتفعة من البروتين والاكثار منها مثل اللحوم والبقوليات والفواكه والاسماك .

كما شددت وزيرة الصحة المصرية الدكتورة هالة زايد على بيان منظمة الصحة العالمية حيث شددت منظمة الصحة العالمية على ضرورة ارتداء اكمامة عند الخروج الاضطراري من المنزل وهذا حفاظا على صحتك الشخصية وصحة الاخرين بالاضافة الى عدم التجمعات في اماكن مغلقة وعدم لمس اي سطح معدني باليد حيث ان الفيروس عادة يسكن الاسطح المعدنية لذلك يجب تنظف هذه الاسطح باستمرار ولا يكتفي بتنظيفها مرة اسبوعيا كما كان الحال لكن يجب تنظيف وتطهير المنزل يومياً.

لما لا تترك تعليق