طريقة حساب زاوية الطور في دارات RL
2013 تبسيط علم الإلكترونيات
ستان جيبيليسكو
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
يمكنك استعمال مسطرة ذات علامات بالسنتيمتر (سم) والملّيمتر (مم) ومنقلة من أجل تقدير زاوية الطور في دارة RL.
ارسم أولاً من اليسار إلى اليمين خطاً مستقيماً أطول من 100 مم قليلاً. أنشئ خطّاً شاقولياً عند النهاية اليسرى للخطّ الأول بالتوجّه نحو الأعلى بطول لا يقل عن 100 مم. يشكّل الخطُّ الأفقي المحورَ R والخطُّ الشاقولي المحورَ XL (الشكل 3-8).
إذا كنت تعرف قيم XL وR، قسِّمها أو ضاعفها بحيث تساوي قيماً ما بين 0 و100. وكمثال، إذا كان XL =680 Ω وR =840 Ω، قسِّمهما على 10 للحصول على XL = 68 Ω وR = 84 Ω. ارسم هذه النقاط بوضع "علامات تجزئة متقطعة" على المحاور.
في هذا المثال، يجب أن تقع علامة R عند مسافة 84 مم على يمين البداية وعلامة XL عند مسافة 68 مم فوق البداية. ارسم خطّاً يصل العلامات كما في الشكل 3-8.
يشكّل هذا الخط مع المحورين مثلّثاً قائم الزاوية. قس الزاوية بين الخط المائل ومحور R. تساوي هذه الزاوية زاوية طور الدارة RL التي يمكننا أن نرمز إليها RLφ (يمثل الرمز φ الحرف الإغريقي الصغير فاي الذي يُلفظ "فاي" أو "في").
يمكنك رسم الموجه الموافق للممانعة المركبة R + jXL بإنشاءِ مستطيلٍ باستعمالِ البداية وعلاماتِ التجزئة المتقطعة باعتبارها ثلاثةَ رؤوسٍ من أربعة ورسمِ خطوط أفقية وشاقولية لاستكمال الشكل.
ويكون الموجه عبارةً عن قطر المستطيل كما هو مبين في الشكل 3-9. كما تكون زاوية الطور RLφ عبارة عن الزاوية بين الموجه والمحور R.
يمكنك حسابُ قيمةٍ أكثر دقةً للزاوية RLφ خصوصاً إذا حدث وكانت قريبة من 0° و90° (مما يجعل البناء التصويري صعباً) وذلك باستعمال آلة حساب تتضمن التوابع المثلثية العكسية. تساوي زاويةُ طور الدارة RL الزاويةَ التي ظلها هو نسبة المفاعلة المستحثة إلى المقاومة كما يلي (نرمز للتابع العكسي للظلّ إمّا بـ tan-1 أو arctan):
المسألة 3-1 :
لنفترض أن دارة تتضمن مقاومة قدرها 30 أوم ومفاعلة مستحثة قدرها 40 أوم. ما هي الممانعة المركبة؟ ما هي زاوية الطور المقرَّبة إلى أقرب درجة؟
الحلّ :
في هذا المثال، R=30 و XL= 40.وهكذا، تكون الممانعة العقدية Z
Z = R + j XL
= 30 + j40
وتكون زاوية الطور RLφ
RL = arctan (XL/R)φ
= arctan (40/30)
= arctan (1.333)
= 53°
المسألة 3-2 :
لنفترض أن التردّد في المثال أعلاه يساوي 1000 هرتز. ما هو الحث الذاتي، مقرَّباً إلى أقرب عِشْر ملّي هنري، الموافقة لمفاعلة قدرها 40 أوم في هذه الحالة.
الحل :
دعنا نعوض القيم المعروفة في معادلة المفاعلة المستحثة بدلالة التردّد والحثّ الذاتي. وتكون المعادلة العامّة على الشكل
XL = 2πfL
وعندما نعوض الأرقام، نحصل على
40 = 2 x 3.14159 x 1000 x L
يمكننا إيجاد L بتقسيم طرفي المعادلة أعلاه على 2 x 3.14159 x 1000 ثم حسابها
L = 40/ 2 x 3.14159 x 1000 x L
= 40/ 6283.18