عبارات السعة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمكننا التعبير أو قياس سعة موجة تيار متناوب بالأمبير (للتيار) أو الفولط (للفولطية) أو الواط (القدرة).

تساوي السعةُ الآنية (Instantaneous Amplitude)، السعةَ عند لحظة معينة من الزمن، وفي موجة تيار متناوب، وتتغير السعةُ الآنية مع تقدم دورة الموجة. ونمثل قيم السعة الآنية كنقاط على منحنيات الموجة.

تساوي سعةُ القمة الموجبة (Positive Peak) (pk+) القيمةَ العظمى التي تبلغها السعة الآنية في الاتجاه الموجب، وتساوي سعةُ القمة السالبة (Negative Peak) (pk-) القيمةَ العظمى التي تبلغها السعة الآنية في الاتجاه السالب.

في بعض موجات التيار المتناوب، تكون سعاتُ القمم الموجبة والسالبة نفسَها، لكنّها تختلف فيما بينها أحياناً.

يبين الشكل 2-9 موجة تتساوى فيها سعةُ القمة الموجبة مع سعة القمة السالبة.

 

ويوضح الشكل 2-10 موجة ذات سعات قمم موجبة وسالبة مختلفة.

 

تساوي سعةُ الموجة قمة – قمة (Peak-to-Peak) (pk- pk) سعةَ القمة الموجبة منقوصةً منها سعةُ القمة السالبة وهذا ما يساوي دائماً "مسافة السعة" بين القمم الموجبة والسالبة كما يبين الشكل 2-11.

 

ويمكن أن يكون حسابُ القيم قمة – قمة مخادعاً لأنه يجب علينا أحياناً طرح رقم سالب من رقم آخر ما.

لنفترض أن كل تدريجة شاقولية في الشكل 2-10 تمثل 1V، فإذا أمعنّا النظر في هذا المنحني، يمكننا مشاهدة أن فولطية القمة الموجبة (E_pk+) تساوي تقريباً +2.7 V وأن فولطية القمة السالبة (E_pk-) تساوي تقريباً -4.8 V.

وهكذا، تمتلك الموجةُ فوطيةَ قمة-قمة  (E_pk-pk)على النحو

E_pk-pk= E_pk+ –  E_pk-

= +2.7 – (-4.8)

= +2.7 + 4.8

= 7.5 V pk-pk

 

يمكننا التعبير عن كل الفولطيات الثلاث رمزياً على النحو التالي:

E_pk+ = +2.7 V pk+

E_pk- = -4.8 V pk-

E_pk-pk = 7.5 V pk-pk

 

في حالة الشكل 2-11، لنفترض أننا نسمح لكل تدريجة شاقولية بتمثيل 5V، فيظهر أن القيم التقريبية للقمة تكون

E_pk+ = +24 V pk+

E_pk- = -24 V pk-

وهكذا،

E_pk-pk= E_pk+ –  E_pk-

= +24 – (-24)

= +24 + 24

= 48 V pk-pk

 

فكرة مفيدة: لا تكون قط قيمُ السعة قمة- قمة سالبةً رياضياً. لهذا، ليس علينا أن نضع معها إشارات قطبيةٍ موجبة وسالبة. وفي الواقع، ليس علينا استعمالُ إشارةٍ قطبيةٍ عندما نعطي أرقام قمة- قمة. 

الموجات الهجينة تيار متناوب/ تيار مستمر

 

في "الواقع الحقيقي"، يمكن أن تمتلك موجةُ تيار متناوب مكوّن تيار مستمر متراكِبة، وإذا ما تجاوزت القيمةُ المطلقة لمُرَكِّبة التيار المستمر القيمةَ المطلقة لسعة القمة الموجبة أو السالبة (أيهما أكبر) لموجة التيار المتناوب، نحصل عندها على تيار مستمر نابض (Pulasting DC) أو متردّد(Fluctuating DC)  [مراوِح].

نعرِّف القيمةَ المطلقة لكمية كهربائية كما يعرِّف مختصّو الرياضيات القيمةَ المطلقة لمتغير، وتُمثَّل القيمةُ المطلقة لـ x التي يرمز لها │ x │ "مسافة x عن الصفر". وهكذا يكون

إذا كان x  ≤ 0 ، عندها │ x │= x

و

إذا كان x  >  0، عندها │ x │= – x

 

تخيل أن مصدر تيار مستمر من -200  V متصلٌ على التسلسل مع مصدر تيار متناوب يمتلك قممَ فولطيات تقريبية قدرها E_pk+ =V + 165  وE_pk- =V – 165.

يظهر عند الخرج تيارٌ مستمرّ نابض مع قيمة وسطية قدرها 200 V لكن مع قيم آنية أعلى وأدنى كثيراً من 200 V.

يوضِّح الشكل 2-12 شكلَ الموجة في هذه الحالة حيث نمثل مركِّبةَ التيار المستمرّ كخط مستقيم أفقي ومنقط ومركِّبةَ التيار المتناوب كمنحنٍ جيبي.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]