التصنيف: العلوم الكهربائية

العلوم الكهربائية

التصنيفات
العلوم الكهربائية

صمام ثنائي Diode

صمام ثنائي Diode
== تعريف ==
صمام ثنائي Diode, هو قطعة إلكترونية ينحصر دوره في ترك التيار الكهربائي يمر ولكن في اتجاه واحد فقط. قبل اكتشاف أشباه الموصلات كانت أنابيب إلكترونية كبيرة تقوم بهذه المهمة.
== استعمال ==
تستعمل الصمامات الثنائية مع عناصر إلكترونية أخرى. وغالبا ما تتخذ في الدوائر المدمجة، وتشكل مع الترانزستورات أهم العناصر الفاعلة. على أنها تستعمل أيضا في الدوائر التي يراد أن يمر فيه التيار في جهة واحدة:

  • في الدوائر التي يكون قيمة الحفاظ على قيمة ثابتة للجهد الكهربائي ضروري جدا، يمكن وصل الصمام بين طرفي المولد (السالب والموجب)، ويصبح الصمام ممررا للتيار بمجرد أن يحيد الجهد عن قيمة معينة، فتنغلق الدارة بين طرفي المولد مما يتسبب في حرق المنصهرة، وتنجوا بالتالي بقية المكونات.

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته موفق بإذن الله … لك مني أجمل تحية .

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الانواع الرئيسية لمشاكل التيار الكهربائي واسبابها

تتعرض كافة الأجهزة الكهربائية والالكترونية الموصلة بمصادر الكهرباء الرئيسية لمخاطر التلف من جراء الارتفاع المفاجىء للتيار الكهربائي، الصواعق الكهربائية، انخفاض التيار الكهربائي، انقطاع التيار، الارتفاع المفاجىء المرتجع للتيار الكهربائي والجهد المرتفع. فيما يلى ملخص للأنواع الرئيسية لمشاكل التيار الكهربائي وأسبابها وكيف يؤثر ذلك على الأجهزة الكهربائية والاليكترونية.

تعليم_الجزائر
الارتفاع المفاجىء للتيار الكهربائي:Spikes and Surges
حدث قصير جداً (واحد ميلي ثانية) يصل بالجهد لقدر يساوى الالاف الفولتات والأمبير. تعد ظاهرة الارتفاع المفاجىء للتيار الكهربائي ظاهرة شائعة فى كثير من مناطق العالم. سوف يؤدى تكرار حدوثها إلى تلف الأجهزة الاليكترونية وإفساد البيانات.
ما هى أسبابها ؟
تشغيل وإغلاق الأجهزة القريبة، الصواعق الكهربائية، عند تشغيل الأجهزة الموتورية الخ.

تعليم_الجزائر
تداخل الموجات اللاسلكية/ التشويش : RFI (Radio Frequency Inerference) / Noise
هى ترددات عالية تحدث خلال فترة قصيرة من الوقت تبلغ اجزاء من الثانية. تعد ظاهرة تداخل الموجات اللاسلكية/ التشويش ظاهرة شائعة فى كافة أنحاء العالم وهى أحد الأسباب الرئيسية لتلف البيانات.
ما هى أسبابها ؟
يحدثها التشويش عالى التردد الصادر من الأجهزة القريبة مثل أجهزة التليفزيون والأجهزة اللاسلكية، المحولات، الهواتف المحمولة، تشغيل وإغلاق بعض الأحمال الخاصة، الأضواء العاملة بنظام الفلورسنت، وحدات التحكم فى السرعة الموتورية وخافضات الضوء.

تعليم_الجزائر
الجهد المرتفع :Over Voltage
هى زيادة الجهد الكهربائى لوقت طويل (أجزاء من الثانية، ثوانى، دقائق، ساعات أو أيام) عن الحدود المسموح بها. يتوقف مدى التلف طبقاً لمستوى زيادة الجهد بحيث يكون شديد وغير قابل للإصلاح.
ما هى أسبابه ؟
عودة التيار من مصادر الكهرباء مرة أخرى بعد انقطاعه، حدوث تقلبات للتيار ين فترات انقطاع التيار والجهد المرتفع أو العارض (مثل التوصيل العارض بين وجهين).

تعليم_الجزائر
انخفاض التيار الكهربائي :Brown -Out
هى انخفاض الجهد لفترة طويلة تصل إلى (أجزاء من الثانية، ثوانى، دقائق، ساعات أو أيام). تنتشر فى أجزاء من العالم وبخاصة التى بها فقر في مصادر التيار الكهربائي. يؤثر انخفاض التيار الكهربائي الممتد والمتكرر على وظائف الأجهزة أو عدم قيامها بالعمل على الإطلاق. ومع تكرار هذه العملية، فإنه من المؤكد حدوث تلف. لذا تكون المواتير والكباسات (وبالتالى أجهزة الثلاجات، والمبردات، التكييف والمضخات). أكثر عرضة للخطر. سوف يحدث التلف بصورة مؤكدة فى وقت ما.
ما هى أسبابها ؟
؟ يرجع أشهر أسبابها إلى فقر مصادر الكهرباء الرئيسية وبخاصة فى المناطق التى تعانى من بنية أساسية فقيرة لتوزيع الطاقة وأيضاً فى المناطق النائية. وكذا خلال المواسم الجافة التى يستخدم فيها الماء لتوليد الكهرباء.

تعليم_الجزائر
الصواعق الكهربائية : Lightning
تؤدى الصواعق الكهربائية المباشرة أو القريبة إلى مشاكل ثانوية أو مشاكل حادة وتلف. تحدث الصواعق الكهربائية ارتفاع مفاجئ للتيار، الجهد المرتفع أو انقطاع التيار .
ما هى أسبابها ؟
؟ يتولد الارتفاع المفاجىءللتيار بواسطة إصابة مباشرة أو خطوط تحتية أو رأسية غير مباشرة تقوم بتحويل الارتفاع المفاجىءللتيار عبر الأجهزة التى تم توصلها فى الأبنية المجاورة.

تعليم_الجزائر
إنقطاع التيار الكهربائى :Power – Cuts
يوجد فى كل بلاد العالم وبخاصة فى المناطق التى يوجد بها مشاكل الجهد المتكررة. يمكن أن يسبب فقدان الطاقة بصورة مفاجئة تلف يتراوح ما بين إفساد البيانات إلى الأعطال الميكانيكية نتيجة توقف الجهاز عن العمل خلال عملية التشغيل.
ما هى أسبابها ؟
حدوث خلل بالتيار أو المحطة الفرعية، عطل فى شبكة توزيع الكهرباء أو ببساطة فصل الفيشة بصورة مفاجئة.

تعليم_الجزائر
الارتفاعات المفاجئة للتيار الكهربائي المرتجعة :Power-Back Surges
تحدث تحديداً عند عودة التيار بعد انقطاعه حيث تتعرض الأجهزة التى تم توصيلها إلى ارتفاع لحظي للتيار عند مستوى جهد زائد يمكن أن يكون شديد الإتلاف (أنظر بعاليه).
ما هى أسبابها ؟
ترجع أسباب هذه الارتفاعات المفاجئة للتيار الكهربائي المرتجعة إلى lالمصادر الرئيسية للكهرباء التي تنقل جهد أكبر من المستوى المسموح به عند عودة التيار لتعويض ما فقده حيث يقوم الجهاز الذى تم توصيله للعمل بصورة تلقائية.

تعليم_الجزائر
الارتفاعات المفاجئة للتيار الكهربائي في الأجهزة السلكية واللاسلكية والناتجة من الصواعق الكهربائية : Telecom Surges -Spikes and Lightning
تحدث لفترة قصيرة وتتميز بجهد مرتفع وهى ظاهرة شائعة تحدث على خطوط الهاتف. يمكن أن تؤدى إلى تلف لا يمكن تداركه لأية قطعة بالجهاز الذى تم توصيله للخط الداخل. يمكن أن يتعرض خط الهاتف نفسه للتلف أو التدمير فى الحالات الشديدة.
ما هى أسبابها ؟
تحدث الارتفاعات المفاجئة للتيار الكهربائي للأجهزة السلكية واللاسلكية عند الاصابة المباشرة للصواعق الكهربائية لخط الهاتف أو شىء بالقرب منها.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

طبيعة الصـــــــــــــــــوت


إذا أسقطت حجراً صغيراً في بركة ساكنة، ستشاهد سلسلة من الأمواج، تنتقل مبتعدة عن النقطة، التي لامس فيها الحجر سطح الماء. كذلك ينتقل الصوت في موجات، عندما يتحرك خلال الهواء، أو أي وسط آخر. وتنتج الموجات من جسم مهتز. ففي حالة حركة الجسم المهتز إلى الخارج، يحدث ضغط على الوسط المحيط به، فتنتج منطقة ضغط. وعندما يتحرك الجسم، بعد ذلك، إلى الداخل، يتمدد الوسط في الحيز، الذي كان يشغله الجسم. وتسمى منطقة التمدد هذه تخلخلاً. وباستمرار تحرك الجسم، إلى الداخل والخارج، تنتقل بعيداً عنه سلسلة من الضغوط والتخلخلات. تتكون منها الموجات الصوتية.
– لانتقال موجات الصوت، يلزم وجود وسط؛ ولذلك، فإن الصوت يُعدَم في الفضاء الخارجي؛ لعدم احتوائه على وسط مادي، يضغطه أو يمدده الجسم المهتز.
توصف طبيعة صوت معين بدلالة:تردده وطبقته. شدته وارتفاعه. نوعيته.
  1. التردد وطبقته

يسمى عدد الضغوط والتخلخلات، التي ينتجها الجسم المهتز، في كل ثانية، تردد موجات الصوت. وكلما ازدادت سرعة اهتزاز الجسم، ارتفعت قيمة تردده. ويستخدم العلماء وحدة الهرتز لقياس التردد، ويساوي الهرتز الواحد اهتزازة واحدة، كل ثانية. وعندما يزداد تردد الموجات الصوتية، تقلّ أطوالها الموجية؛ والطول الموجي، هو المسافة بين أي نقطة على موجة والنقطة، التي تقابلها على الموجة التالية.
يسمع معظم الناس الأصوات، التي يراوح ترددها بين 20 و20 ألف هرتز. ويستطيع الوطواط والكلب، وأنواع أخرى كثيرة من الحيوانات، سماع أصوات ذات ترددات، تفوق 20 ألف هرتز. والأصوات المختلفة لها ترددات مختلفة، كذلك؛ فتردد صلصلة المفاتيح، مثلاً، يراوح بين 700 و15 ألف هرتز. ويستطيع صوت الإنسان أن يحدث تردداً، يراوح بين 85 و1100 هرتز. ولنبرات البيانو تردد يراوح بين 30 و15 ألف هرتز.
تردد الصوت يحدِّد طبقته، أي يحدد درجة علو الصوت وانخفاضه. وللأصوات عالية الطبقة تردد أعلى من الأصوات منخفضة الطبقة. وتستطيع الآلات الموسيقية، أن تنتج مدى واسعاً من طبقات الصوت؛ ففي البوق، على سبيل المثال، صمامات، تستطيع أن تقصِّر أو تطيل عمود الهواء، المهتز داخل الآلة. وينتج العمود القصير صوتاً ذا تردد عالٍ، وطبقة صوتية عالية؛ بينما يؤدي العمود الطويل إلى نبرة ذات تردد قصير، وطبقة منخفضة.
  1. شدة الصوت وارتفاعه

ترتبط شدة الصوت بمقدار الطاقة، التي تنساب في موجاته. وتعتمد الشدة على اتساع الاهتزازات، التي تحدث الموجة. والاتساع هو المسافة التي يقطعها الجسم المهتز، من موضع السكون، أثناء اهتزازه؛ فكلما ازداد اتساع الاهتزاز، ازدادت شدة الصوت.
أما ارتفاع الصوت، فيرجع إلى القوة، التي يتخذها الصوت، عندما يقرع الآذان؛ فكلما ازدادت شدته، عند درجة ثابتة للتردد، بدا أكثر ارتفاعاً. ولكن الأصوات ذات الشدة الواحدة، والترددات المختلفة، لا يكون لها الارتفاع نفسه. وللأذُن حساسية منخفضة تجاه الأصوات، التي تكون تردداتها قريبة من الحدَّيْن، الأعلى والأدنى، لمدى الترددات، التي يمكن سماعها؛ لذلك، فإن الصوت العالي التردد، والصوت المنخفض التردد، لا يبدوان في ارتفاع صوت ذي شدة واحدة، في منتصف مدى الترددات المسموعة.
وتضعف موجات الماء في بركة، وهي تبتعد عن مصدرها. وبالطريقة نفسها، تقلّ شدة موجات الصوت، وهي تنتشر بعيداً عن مصدرها، في كلِّ الاتجاهات؛ ومن ثم، فإن ارتفاع الصوت، يقلّ كلما ازدادت المسافة بين الشخص ومصدر الصوت. وتستطيع أن تلاحظ هذه الظاهرة، وأنت تبتعد، في حقل كبير، عن صديق لك، يتحدث على مستوى ثابت؛ إذ كلما ابتعدت أكثر، كلما ضعف صوت صاحبك. وتقاس شدة الصوت، عادة، بوحدة الديسيبل.

نوعية الصوت

وتسمى أيضاً الجَرس. وهي إحدى خصائص الأصوات الموسيقية. وتميِّز النوعية بين الأصوات، التي تنتجها آلات موسيقية مختلفة، ولها التردد والشدة نفساهما.
ويتكون كل صوت موسيقي، تقريباً، من خليط من النغمة، التي أُحدثت، وعدد من النغمات الأعلى منها، والمتصلة بها. والنغمة الفعلية، التي عُزفت، هي النغمة الأساسية؛ أما النغمات الأعلى، فهي النغمات التوافقية، المصاحبة لها. فعندما ينتج أحد أوتار الكمان نغمة، على سبيل المثال، فإن اهتزاز الوتر الكلي، هو الذي يحدث النغمة الأساسية. وفي حين يهتز الوتر، في مقاطع منفصلة، فقد يهتز، في الوقت نفسه، في جزءين أو ثلاثة أو أربعة أجزاء أو أكثر. وكل من هذه الاهتزازات ينتج نغمة توافقية، ذات تردد وطبقة صوتية، أعلى من النغمة الأساسية. وكلما ازداد عدد المقاطع المهتزة، ارتفع تردد النغمة التوافقية الناتجة.
ويساعد عدد النغمات التوافقية وقوّتها، على تحديد نوعية الصوت؛ فعلى سبيل المثال تكون نوعية الصوت، المميزة للآلة الموسيقية؛ نغمة ناعمة وحلوة، عندما يقل عدد النغمات التوافقية وضعفها. وعندما تعزف النغمة نفسها على البوق، فإنها تبدو قوية وساطعة؛ لأن النغمات التوافقية كثيرة وقوية.


العمل في مجال الصوت

  1. قياس الصوت

يستخدم العلمـاء وحدة، تسمى الديسيبل، في قياس مستوى شدة الصوت. والنبرة البالغ ترددها 3 آلاف هرتز، ومستوى شدتها صفر ديسيبل، هي فاصل عتبة السمع، أي ضعف صوت، تستطيع الأُذن البشرية الطبيعية أن تسمعه. ومستوى شدة الصوت، البالغ 140 ديسيبلاً، هو مؤشر عتبة الألم. ولا تُحدث الأصوات ذات 140 ديسيبلاً، أو أكثر، إحساساً بالسمع في الأذن، وإنما تُحدث إحساساً بالألم. ويبلغ الهمس نحو 20 ديسيبلاً، والمحادثة العادية نحو 60 ديسيبلاً. أما موسيقى الرقص الصاخبة، فقد تعطي نحو 120 ديسيبلاً.
وهنالك وحدة، تسمى الفون، كثيراً ما تستخدم في قياس مستوى ارتفاع النبرات. ويساوي مستوى الارتفاع بوحدة الفون، لأي نبرة، مستوى الشدة بالديسيبل لنبرة ذات تردد ألف هرتز، تبدو في مثل ارتفاعها. فارتفاع النبرة، التي شدتها ديسيبلين، وترددها ألف هرتز، على سبيل المثال، هو 20 فوناً. وأي نبرة أخرى، تبدو بالارتفاع نفسه، بغض النظر عن ترددها وشدتها، ستعطي مستوى الارتفاع 20 فوناً. فالنبرة التي شدتها 80 ديسيبلاً، وترددها 20 هرتز، مثلاً، سيكون ارتفاعها 20 فوناً، إذا بدت في مثل ارتفاع النبرة، التي شدتها ديسيبلين، وترددها ألف هرتز.
  1. التحكم في الصوت

يُعنَى علم الصوتيات بالصوت وتأثيراته في الناس. وعلم الصوتيات البيئي أحد فروع علم الصوتيات، الذي يهتم بالتحكم في التلوث الضجيجي، والتخفيف من آثاره.
ومصادر الضجيج عديدة، مثل: الطائرات ومواقع البناء والصناعات والسيارات والأجهزة المنزلية. والأفراد الذين يتعرضون للضجيج المرتفع، لفترات طويلة، قد يعانون فقدان السمع، المؤقت أو الدائم. كما أن الأصوات المرتفعة قصيرة المدى، مثل صوت طلقة البندقية، أو فرقعة الألعاب النارية، يمكن أن تضر بالأُذن. والضجيج المتواصل، حتى لو لم يكن صاخباً، يمكن أن يسبب الإرهاق والصداع، وفقدان السمع، والتوتر والغثيان.
ويمكن التحكم في تلوث الضجيج بعدة طرق. فقد طوَّر مهندسو الصوتيات وسائل لتقليل الضجيج، الصادر عن كثير من الأجهزة. فكاتم الصوت، على سبيل المثال، يجعل محركات السيارات أهدأ. وفي المباني، يمكن استخدام الجدران السميكة الثقيلة، والأبواب والنوافذ، التي يمكن إحكام إغلاقها، وطرق مختلفة أخرى، لمنع تسرب الضجيج إلى الداخل. أما عمال المصانع والأفراد الآخرون، الذين يتعرضون لضجيج مكثف، فيجب أن يضعوا على آذانهم أجهزة حماية الأذُن لحماية أنفسهم من فقدان السمع.
ويُعنَى علم الصوتيات، كذلك، بتهيئة ظروف جيدة، لإنتاج الحديث والموسيقى وسماعهما، في قاعات الاجتماعات وصالات الموسيقى وما شابهها. فعلى سبيل المثال، يسعى مهندسو الصوتيات للتحكم في ارتداد الصدى، وهو انعكاسات الصوت، إلى الخلف وإلى الأمام، من السقف والجدران والأرضية والسطوح الأخرى، في المجالس. وارتداد بعض الصدى ضروري لإنتاج أصوات سارة، ولكن كثرته يمكن أن تشوش الحديث أو الموسيقى. ويستخدم المهندسون الأشياء الماصة للصوت، مثل البلاط الخاص بالصوتيات والسجاد والستائر، والأثاث الداخلي المبطن، من أجل التحكم في ارتداد الصدى.
  1. استخدام الصوت

للصوت استخدامات كثيرة، في العلم، وفي الصناعة. فكثيراً ما يستخدم الجيوفيزيائيون الصوت، في التنقيب عن المعادن والنفط. ومن ذلك أنهم يجرون تفجيراً صغيراً، على سطح الأرض، أو تحت سطحها بقليل، فترتدّ موجات الصوت، الناتجة من طبقات الصخور تحت الأرض. وتدلُّ طبيعة الصدى، والفترة الزمنية، التي تستغرقها الموجات لبلوغ السطح، على نوع الطبقة الصخرية الموجودة وسمكها. وبهذه الكيفية، يستطيع الجيوفيزيائيون تحديد موقع التشكيلات الصخرية، التي يحتمل أن تكون غنية بالمعادن أو النفط. وهناك جهاز، اسمه السونار يستخدم موجات الصوت، في الكشف عن الأجسام الموجودة تحت الماء. وتستطيع السفن الحربية، باستخدامه، تحديد مواقع غواصات العدو. كما تستخدمه قوارب الصيد، في الكشف عن تجمعات الأسماك.
يسمى الصوت، الذي يكون تردده أعلى من مدى السمع البشري، الموجات فوق الصوتية. وهي تُستخدم في تنظيف الساعات والأجهزة الدقيقة الأخرى، وفي اختبار المعادن واللدائن ومواد أخرى، في المصانع، وفي تشخيص أورام الدماغ وأمراض الكبد، والكشف عن الحصى في الحويصلة الصفراوية والكُلى، وأمراض أخرى. كما تهيئ الموجات فوق الصوتية، وسيلة مأمونة، نسبياً، للوقوف على نمو الجنين.
وقد طوَّر العلماء والمهندسون عدة أجهزة، لتسجيل الصوت وإعادة إنتاجه. وتشمل هذه الأجهزة الميكروفون والسماعة (مكبر الصوت) والمضخِّم. ويحوّل الميكروفون موجات الصوت إلى إشارات كهربائية، تقابل نمط هذه الموجات. وتحوّل السماعة الإشارات الكهربائية، مثل تلك التي ينتجها الميكروفون، مرة أخرى، إلى صوت. أما المضخِّم، فيستخدم في معظم نُظُم إعادة إنتاج الصوت، لتقوية الإشارة الكهربائية، وتمكينها من تشغيل السماعة. ونحتوي كل نُظُم الخطاب العام والمذياع والفونوغراف والمسجل الصوتي والتليفزيوني، على الأقل، على مضخم واحد.
وعند تسجيل الموسيقى، يعمد المهندسون، أحياناً، إلى إعداد تسجيلَين أو أكثر، من مكبرات صوت موضوعة في عدة أماكن، حول المصدر. فإذا شُغِّلت هذه التسجيلات معاً بطريقة صحيحة، لإعادة إنتاج الصوت، فإنها تعطي صوتاً مجسَّماً. وللصوت المجسَّم خصائص العمق والاتجاه، التي يتمتع بها الأصل. ولإعادة إصدار الصوت المجسم، عند الاستماع، يلزم أن يكون للجهاز مضخم وسمّاعة، لكل تسجيل على حِدة.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

فكرة عامة عن محطات التحويل المرتبطة بالنظام الكهربائي

المحتويات:
مفهوم محطات التحويل
فكرة عامة عن المنظومة الكهربائية البسيطة
دور محطات التحويل في المنظومة الكهربائية
أنواع محطات التحويل
مكونات محطات التحويل
مفهوم محطات التحويل
تعتبر محطات التحويل من إحدى المكونات الرئيسية لأي نظام كهربائي ، إذ ان المنظومة الكهربائية كما هو الحال في دارة كهربائية بسيطة تتكون من مصدر للطاقة وخطوط نقلها وتوزيعها ومن ثم الجهة المستهلكة لها، و دور محطات التحويل في هذه المنظومة هو دور كبير له اهميته حيث يتمثل بتحويل الفولتيات من قيم لأخرى حتى يتم نقلها أو التعامل معها بسهولة وسلامة كاملة.
من المعروف لدينا بان الطاقة الكهربائية توّلد في محطات التوليد المختلفة حيث يتم اختيار بنائها بناءً على قرب مصادر الوقود و المياه وذلك لمراعاة النواحي الاقتصادية في تكلفة توليد الطاقة الكهربائية ، وقد تكون هذه المحطات بعيدة عن مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية ، لذا لا بد من ضرورة نقل هذه الطاقة الى المستهلكين في اماكن تواجدهم رغم البعد ، مما يجعلنا نحتاج الى استخدام خطوط النقل الطويلة وضمن مسافات شاسعة لضمان وصول الطاقة الكهربائية من محطات التوليد الى مراكز الاستهلاك.
ان عملية نقل التيار الكهربائي عبر خطوط النقل يترتب عليه فقد في الطاقة الكهربائية المنقولة (Power Losses) وذلك بسبب ان الجزء المفقود يذهب في تسخين الموصلات الكهربائية ، وكلما زادت قيمة التيار الكهربائي المار تزداد كمية الفقد في الطاقة المنقولة وهذا يتضح حسب المعادلة ( Ploss = I² * R ) ، اذا يمكن التقليل في الفقد اذا حاولنا تقليل المقاومة (R) ، علما بأن التقليل في المقاومة يزيد لنا من المقطع العرضي للموصل(Cross Sectional Area) وبالتالي الزيادة في كمية الموصل وزيادة التكلفة المترتبة عليه وخاصة عند الاستخدام لمسافات طويلة ، لذا قد تعتبر هذه الطريقة غير مجدية من النواحي الاقتصادية ، ومن هنا وجب علينا التفكر في تقليل الفقد عن طريق تقليل قيم التيار وهذا يتم فعليا من خلال رفع قيم الفولتية الى قيم عليا باستخدام مبدأ عمل محولات القوى الكهربائية التي تقوم برفع قيم الفولتية وتخفيض قيم التيار او بالعكس مع ثبات قيم القدرة وبنفس التردد .
المحول الكهربائي:
المحول الكهربائي عبارة عن جهاز ستاتيكي ( غير متحرك ) وظيفته تحويل تيار متردد ذو فولتية معينة إلى تيار متردد اّخر بفولتية اخرى (أعلى أو أقل ) مع ثبات القدرة والقيام بنقل الطاقة الكهربائية من أماكن توليدها الى أماكن استهلاكها ، و تقسم محولات القوى الى محولات رفع أو الى محولات خفض وتكون وظيفتها إما بالرفع وإما بالخفض.
يتكون المحول الكهربائي من ملف ابتدائي – عبارة عن سلك نحاسي معزول – يتصل طرفاه بمصدر التغذية ومن ملف ثانوي –عبارة عن سلك نحاسي معزول – يوصل طرفاه بالحمل الكهربائي او الجهة المستهلكة المراد إمدادها بالقوة الدافعة الكهربائية ، ويتكون ايضا من قلب حديدي مغلق مصنوع من الحديد المطاوع السيليكوني على شكل شرائح رقيقة معزولة عن بعضها البعض.
مبدأ عمل المحول الكهربائي:
ومبدأ العمل يعتمد على الحث الكهرومغناطيسي – إذ ان من احدى المزايا الهامة للتيار المتردد مقارنة بالتيار المستمر إمكانية تغيير فولتيته بسهولة بواسطة الحث الكهرومغناطيسي- في توليد القوى الدافعة الكهربائية في كلا الملفين وتعتمد قيمها على عدد اللفات في كلا الملفين إذ ان العلاقة بينها طردية كماهي موضحة في المعادلة التالية:
(E1/E2 = N1/N2)
إذ انه وبعد الإغلاق لدارة الملف الثانوي وتوصيلها بالحمل الكهربائي فإن التيار المار في الملف الابتدائي يحدث سيلا مغناطيسيا متناوبا في القلب الحديدي يقوم بدوره بتوليد القوى الدافعة الكهربائية في كل لفة من كلا الملفين.
المنظومة الكهربائية البسيطة
محطات التوليد (: (Power Plants التي تقوم بتوليد و انتاج الطاقة الكهربائية ضمن فولتيات لا تتجاوز ( 25Kv ).
محطات التحويل (نقل)/ محولات الرفع ((Substations/Step-Up Power transformers:
التي تقوم برفع فولتية الطاقة المولدة في محطات التوليد إلى فولتية الشبكة الكهربائية المقررة.
خطوط النقل الكهربائي ذات الفولتيات العالية / شبكات النقل (High Voltage Transmission Lines): التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية المولدة في محطات التوليد الى محطات التحويل (الخفض) المنشأة بالقرب من مناطق الاستهلاك وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).
محطات التحويل ( نقل )/ محولات الخفض ((Substations/Step-Down transformers:
التي تبنى بالقرب من مناطق الاستهلاك وهي تقوم بخفض فولتية الشبكة الكهربائية العالية إلى فولتية متوسطة وذلك تمهيدا لتوزيعها عبر خطوط شبكات التوزيع .
خطوط التوزيع الكهربائي ذات الفولتيات المتوسطة / شبكات التوزيع (Medium Voltage Transmission Lines) : التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية إلى محطات التوزيع المنتشرة في مناطق الاستهلاك وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).
محطات التحويل (توزيع رئيسية)/ محولات الخفض ((Substations/Step-Down transformers: وهي تبنى في المناطق السكنية الكثيفة وبالقرب من الصناعيين المتوسطين و تقوم هذه المحطات بخفض فولتية الشبكة الكهربائية المتوسطة إلى فولتية متوسطة اخرى اقل لتوزيعها الى المستهلكين الصناعيين المتوسطين و محطات التوزيع الفرعية.

محطات التحويل (توزيع فرعية)/ محولات الخفض ((Substations/Step-Down transformers: التي تقوم بخفض فولتية الشبكة الكهربائية المتوسطة إلى فولتية منخفضة وهي تبنى بالقرب من المستهلكين المنزليين و التجاريين و الصناعيين الصغار.

خطوط التوزيع الكهربائي ذات الفولتيات المنخفضة / شبكات التوزيع (Low Voltage Transmission Lines): التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية إلى المستهلك مباشرة وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).

المستهلك (Consumer) : وهو إما ان يكون مستهلك منزلي او تجاري او زراعي او صناعي او خدمات.
دور محطات التحويل في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
أولاً)- إيجاد وتوفير الربط الكهربائي الإقليمي لشبكات النقل ما بين الدول المتجاورة مما يزيد من كفاءة واعتمادية الأنظمة الكهربائية من حيث انتاج وتبادل الطاقة الكهربائية بين الدول المتجاورة.

ثانياً)- إيجاد نقاط الربط المشتركة لمحطات التوليد عن طريق ربطها بشبكة النظام الكهربائي الموحد من خلال رفع فولتية مولدات الطاقة الكهربائية في محطات التوليد الى فولتية شبكة النظام الموحدة ، وبالتالي التمكن من نقل الطاقة الكهربائية المولدة الى مراكز الاستهلاك.

ثالثاً)- القيام بتخفيض قيم الفولتية العالية و المتوسطة عند مراكز الاستهلاك ضمن الحدود والمتطلبات المناسبة للمستهلك.

رابعاً)- تنظيم فولتية الشبكة الكهربائية عن طريق مبدلات التفريعة (Tape Changers) المركبة داخل محولات القوى وعن طريق المكثفات (Capacitors) والمحاثات (Reactors) المتواجدة في محطات التحويل ذات القدرات العالية والمتوسطة.
خامساً)- حماية الدوائر الكهربائية المرتبطة بالنظام الكهربائي مثل دوائر المحولات و دوائر الخطوط عن طريق انظمة الحماية التي تكفل لنا حصر الأجزاء المتضررة جراء الاعطال دون التأثير بالأجزاء الاخرى ، وبالتالي الاستمرارية في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

سادساً)- فصل الدوائر الكهربائية مثل دوائر الخطوط ودوائر المحولات عند الحاجة لإجراءات الصيانة والفحوصات المبرمجة أو عند الحاجة للتوسعة والتركيبات الاضافية عن طريق المفاتيح الكهربائية المتواجدة في محطات التحويل .
أنواع محطات التحويل
تقسم محطات التحويل إلى قسمين رئيسيين وهما موضحان كما يلي :
أولا- محطات النقل :
وهي المحطات التي تقوم بتحويل فولتية النظام الكهربائي من فولتية عالية إلى فولتية عالية اخرى أو إلى فولتية متوسطة وهي إما ان تكون :
محطات رفع وخاصة التي تكون مجاورة لمحطات التوليد ، حيث تقوم برفع فولتية المولدات الى فولتية الشبكة الوطنية الموحدة .
محطات خفض والتي تقوم بتحويل الفولتية العالية الى فولتية عالية اخرى ذات قيمة أقل أو الى فولتية متوسطة تمهيدا لتوزيعها على مراكز الاستهلاك.
تقسم محطات النقل من حيث طبيعة و تصميم المحطة الى قسمين وهما :
1) محطات النقل الخارجية : وهي التي تكون جميع دوائرها للفولتية العالية في المساحات الخارجية والعازل المحيط بها هو الهواء الخارجي المحيط ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون داخل مباني خاصة بها والعازل المحيط هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى وهي أكثر الانواع انتشارا في المملكة…
2) محطات النقل الداخلية : وهي التي تكون جميع مكوناتها موجودة داخل مباني خاصة بها ، حيث تكون معدات ودوائر الفولتية العالية موجودة ضمن انابيب معدنية معزولة عن بعضها البعض باستخدام غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون في غرف مخصصة لها ومعزولة بالمطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى… وتسمى هذه المحطات ايضا بمحطات النقل الداخلية التقليدية كون ان محولاتها متواجدة في الهواء الطلق خارج المباني وموصولة بالقضبان العمومية ومعدات الفولتية العالية عن طريق الشبكات الارضية.
ثانيا- محطات التوزيع :
وتقسم محطات التوزيع الى محطات توزيع رئيسية ومحطات توزيع فرعية وهي موضحة كما يلي :-
محطات التوزيع الرئيسية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية متوسطة اخرى ذات قيمة أقل ، وهي إما ان تكون من حيث تصميم المحطة :-

محطات خارجيــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة في الساحات الخارجية والوسط العازل هو الهواء الخارجي المحيط وأما معدات القياس والحماية فتكون داخل مباني خاصة.
محطات داخليـــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة داخل مبنى خاص باستثناء محولات القوى ويكون الوسط العازل للمعدات هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى.
محطات التوزيع الفرعية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية منخفضة تتناسب مع توزيعها على الاحياء السكنية والتجارية والخدماتية وغيرها ، وهي إما ان تكون :
محطات داخليـــة : وهذه المحطات يمكن تركيبها ضمن حاويات معدنية مجمعة ومجهزة لتوصيل الخطوط الكهربائية لها بحيث توضع على قواعد مصممة لها ، ويمكن تركيبها وتصميمها داخل مباني مخصصة أو تحت الشوارع والارصفة.
محطات خارجيــة : وهذه المحطات تركب في الخارج بحيث قد تكون مركبة على الأعمدة الكهربائية أو قد تكون مركبة على قواعد أرضية .

مكونات محطات التحويل
أولا- مكونات محطات النقل :
الأجزاء الرئيسة :
1) المحولات (Transformers) : وهي على عدة انواع كمايلي :
المحولات الرئيسية ( محولات القوى ) : وتعمل هذه المحولات على رفع الفولتية القادمة من المصدر أو القيام بخفضها وذلك قبل إرسالها عبر الشبكات الكهربائية أو الى محطات التوزيع وهي ذات قدرات عالية .
المحولات المساعدة ( محولات التأريض ) : وهي المحولات التي تكون مرافقة لمحولات القوى الرئيسية ذات القدرة العالية أو المتوسطة ، ولها عدة فوائد نذكرها كما يلي :
تأمين نقطة تعادل للدارة الثانوية في محولات القوى .
تزويد احتياجات محطة التحويل بالطاقة الكهربائية كالإنارة والتدفئة والتبريد والشواحن .

محولات القياس : وهي محولات التيار ومحولات الفولتية والتي تستخدم لإغراض القياس والحماية وذلك عن طريق تخفيض قيم التيار والفولتية الى قيم مناسبة وحسب المتطلبات الفنية (110V/1A).
2) المفاتيح الكهربائية :
وهي المفاتيح الكهربائية التي تقوم بإجراء عمليات الفصل و الوصل وعمليات العزل و التأريض للاجزاء والدوائر الكهربائية في محطات التحويل ، وهي موضحة كمايلي :
القواطع الآلية (Circuit Breakers) :
وهي القواطع التي تقوم بفصل و وصل التيار الكهربائي للمعدات الكهربائية في الظروف الطبيعية عند الحاجة للصيانة او التركيبات الاضافية وفي الظروف غير الطبيعية بسبب الأعطال اللحظية أو الدائمة وهي مهيأة لإطفاء القوس الكهربائي الناتج عن عملية فصل التيار الكهربائي ، ولها عدة أنواع من حيث آلية العمل وطريقة ومادة العزل .
المستعزلات اليدوية (Isolators) :
وهي المستعزلات المستخدمة لتأمين العزل المرئي للدائرة الكهربائية بعد إجراء فصلها بالقاطع الآلي مسبقاً ، إذ يوجد نظام تقافل كهربائي(Interlock) ما بين القاطع الآلي والمستعزل اليدوي بحيث يضمن عدم فتح المستعزل اليدوي إلا بعد فصل الدائرة بالقاطع الآلي وذلك بسبب ان العازل اليدوي لا يمكن به إطفاء الشرارة الناتجة بسبب فصل التيار الكهربائي .
مفاتيح التأريض (Earthing Switches) :
وهي المفاتيح المصاحبة للمستعزلات اليدوية وتستخدم من أجل تاريض الجزء المفصول والمعزول وذلك لتأمين الحماية للعاملين على معدات الدوائر الكهربائية عند عمليات الصيانة والفحص لها.
3) القضبان العمومية :
وهي مخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية القادمة من المصدر تمهيدا لتوزيعها على الاحمال والمحولات ودوائر الخطوط ، وتقسم القضبان العمومية إلى عدة أقسام وأنظمة تعتمد على قدرة المحطة المغذية وهي :
نظام القضبان المفرد : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات المنخفضة والفولتيات المتوسطة .
نظام القضبان المزدوج : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية العالية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
نظام القضبان الحلقي : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية الفائقة ويتكون من عدة مفاتيح كهربائية مربوطة مع بعضها البعض على التوالي ،و تربط عدة دوائر كهربائية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
4) المواسعات والمحاثات : وهي تستخدم لتنظيم الفولتية عن طريق التحكم بالقدرة المراكسة الناتجة في النظام الكهربائي بسبب تغير الأحمال إما عن طريق سحبها (إمتصاصها) بالمحاثات أو تعويضها (توليدها) بالمواسعات.
5) حارفات الصواعق الكهربائية : وتستخدم لحماية المحولات والمحاثات من الزيادة في الفولتية.
الأجزاء الثانوية :

أجهزة الحماية والقياس : التي تقوم بحماية الدوائر الكهربائية وقياس القيم الكهربائية.
لوحات التحكم ومعدات الاتصالات : التي تقوم بالتحكم بتشغيل الاجهزة والمعدات الكهربائية إما عن طريق مركز المراقبة والتحكم باستخدام معدات الاتصالات المتوفرة في المحطة أو مباشرة من داخلها عن طريق شخص يكون مخول ومكلف بذلك.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد.
أجهزة الفحص ومعدات السلامة والاطفاء وأجهزة التكييف والتبريد والتدفئة.
عدادات الطاقة الكهربائية ولوحات تسجيل الاعطال ولوحات الاشارة والانذار.
نظام التأريض العلوي والسفلي والعوازل الداعمة وأبراج المعدات.

ثانياً- محطات التوزيع :
مكونات محطات التوزيع الرئيسية :
المحولات (Transformers) : وتقسم الى نوعين كمايلي :
محولات القوى (Power Transformers) : تقوم بخفض الفولتية المتوسطة الى قيم متوسطة أقل تمهيدا لتوزيعها على المستهلكين .
محولات التأريض (Earthing Transformers): ولها نفس مبدأ عمل محولات التأريض في محطات النقل.
المواسعات (Capacitors) : التي تتحكم بالقدرة المراكسة وبالتالي تنظيم الفولتية وتحسين معمل القدرة.
لوحات المبدلات (Changers Panels) : وهي تتكون من :
قواطع الدارة الكهربائية : تقوم بالفصل والوصل للدوائر الكهربائية في الظروف الطبيعية وغير الطبيعية.
محولات القياس : التي تقوم بخفض قيم التيار والفولتية من اجل اجهزة الحماية والقياس.
القضبان العمومية: المخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية وهي من النوع المفرد.
حارفات الصواعق (Surge Arrestors): حماية معدات محطة التحويل من الزيادة في الفولتية.
لوحات التحكم والقياس والحماية ولوحات الاشارة والانذار.
معدات الاتصالات والتأريض.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد وأجهزة الفحص والسلامة والإطفاء.

مكونات محطات التوزيع الفرعية :
محولات القوى : تقوم بخفض الفولتية المتوسطة الى قيم منخفضة تمهيدا لتوزيعها على المستهلكين .
المفاتيح الكهربائية : وهي المفاتيح الكهربائية التي تقوم بإجراء عمليات الفصل و الوصل وعمليات العزل للمحولات عن المصدر المغذي لها ، وهي إما ان تكون عدة مفاتيح كما في النظام الحلقي أو مفتاح واحد كما في النظام الشعاعي ذو مصدر التغذية المفرد.
لوحة توزيع الفولتية المنخفضة.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الموجات الميكانيكية + التاخر الزمني

تعليم_الجزائر

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الــكــهــرومــغــنــاطــيــســيــة وأشــعـــتــهــا

الكهرومغناطيسية

الكهرومغناطيسية فرع من فروع الفيزياء يدرس العلاقة بين الكهرباء والمغنطيسية. وتستند المغنطيسية الكهربائية إلى حقيقتين هما: 1ـ التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغنطيسيًا 2ـ المجال المغنطيسي المتغير ينتج مجالاً كهربائيًا.

في عام 1820م، اكتشف العالم الدنماركي هانز أورستد أن أي موصل يحمل تيارًا كهربائيًا يُحاط بمجال مغنطيسي. فعندما أحضر إبرة ممغنطة ووضعها بالقرب من سلك يمر به تيار كهربائي تحركت الإبرة، ونظرًا لأن الإبرة الممغنطة لاتتحرك إلا بتأثير قوة مغنطيسية فإن التجربة أوضحت أن التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغنطيسيًا.

أعلن العالم الفرنسي أندريه ماري أمبير في العشرينيات من القرن التاسع عشر الميلادي أن التيار الكهربائي هو المسؤول عن إنتاج كل المغنطيسية. واستنتج أن المغانط الدائمة تسري بداخلها تيارات ضئيلة. وقاد العمل الذي قام به كل من أورستد وأمبير إلى تطوير المغنطيس الكهربائي الذي يُستخدم في بعض الأجهزة، كالتلغراف، وجرس الباب. وتتكون معظم المغانط الكهربائية من سلك لولبي ملفوف حول قلب حديدي. ويتمغنط المغنطيس الكهربائي في نفس اللحظة التي يمر فيها تيار كهربائي خلال السلك. وإذا عكس اتجاه مرور التيار الكهربائي انعكست إشارة الأقطاب المغنطيسية المتكونة فيصبح الشمالي جنوبيًا والجنوبي شماليًا.

تنتج المغنطيسية تيارًا كهربائيًا بوساطة الحث (التأثير) الكهرومغنطيسي. وقد اكتشف العالم الإنجليزي مايكل فارادي والعالم الفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري، كل على حدة، الحث الكهرومغنطيسي عام 1831م. وفي الحث الكهرومغنطيسي يقوم أي مجال مغنطيسي متغير بإنتاج مجال كهربائي داخل موصل. فعلى سبيل المثال، تسبب حركة مغنطيس داخل لفيفة من السلك تغيُّر فرق الجهد من نقطة إلى أخرى على طول السلك. ويمر تيار في السلك طالما ظلت كمية المغنطيسية متغيرة. ويُعتبر الحث الكهرومغنطيسي أساس عمل المولد الكهربائي. أما في المحرك الكهربائي فتنعكس هذه العملية، إذ يقوم التيار المار خلال السلك بإنشاء مجال مغنطيسي يُسبب حركة السلك.

وفي عام 1864م، استخدم جيمس كلارك ماكسويل التجارب السابقة ليُبين أن المجالين الكهربائي والمغنطيسي يعملان معًا على إنتاج طاقة إشعاعية في شكل موجات كهرومغنطيسية. وأثبت العالم الفيزيائي الألماني هينريتش هرتز، صحة ما توصل إليه ماكسويل عندما اكتشف الموجات الكهرومغنطيسية بعد عشرين سنة.
الأشعة الكهرومغناطيسية
وهذا سبب تكون الاشعة الكهرومغناطيسية حيث ان تذبذب الشحنات المكونة للذرة يؤدي إلى انبعاث الطيف الكهرومغناطيسي والذي يقوم بدور الزنبرك هو درجة الحرارة التي تمد الشحنات بالطاقة أو اي نوع من انواع الإثارة Excitation مثل التصادمات وغيره. ويعتمد الطول الموجي للاشعة الكهرومغناطيسية على درجة اثارة الشحنة ومن هنا نجد ان الطبيف الكهرومغناطيسي له مدى واسع وللتميز بين الاطوال الموجية اعطيت اسماء مختلفة مثل اشعة المايكروويف والاشعة المرئية واشعة اكس واشعة جاما وهكذا كما نلاحظ في الشكل المقابل.
تعليم_الجزائر
خصائص الاشعة الكهرومغناطيسية
الاشعة الكهرومغناطيسية تنتشر في الفراغ بسرعة ثابتة هي سرعة الضوء وقيمتها 3×10 8m/s 2. تنتقل هذه الاشعة في الفراغ وتنقل الطاقة من المصدر source إلى المستقبل receiver . تم اكتشاف هذه الاشعة على مراحل حيث كان العالم هيرتز Hertz 1887 أول من عمل في هذا المجال وكان في ذلك الوقت فقط اشعة الراديو والاشعة المرئية ومن ثم تم اكتشاف باقي الطيف الكهرومغناطيسي من خلال الملاحظات والظواهر الفيزيائية.
الاشعة الكهرومغناطيسية لها طول موجي l وتردد n يحدد خصائصها وترتبط سرعة الاشعة الكهرومغناطيسية مع التردد والطول الموجي من خلال المعادلة
c = n l
كما هو واضح في الشكل المقابل مخططاً لكامل الطيفالكهرومغناطيسي حيث يبدأ من امواج الراديو ذات الطول الموجي الطويل والتردد المنخفط ثم منطقة اشعة المايكروويف ومنطقة الاشعة تحت الحمراء ثم منطقة الاشعة المرئية ثم منطقة الاشعة فوق البنفسجية ثم منطقة اشعة اكس ثم منطقة اشعة جاما. وهذا التسلسل هو تبعاً لزيادة تردد هذه الموجات. ولكل منطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص تميزها عن بعضها البعض وبناء عليه نتجت تطبيقات مختلفة لهذه الاشعة وللعلم فإن منطقة الطيف المرئي هي التي منحنا الله سبحانه وتعالى القدرة على رؤيتها وهي المنطقة التي تستجيب لها شبكية العين لتتمكن من رؤية الاشياء من حولنا

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الــمــوجــة المـيكـانيـكــيـة و أنــواعهـا

الموجة : هي اضطراب منتشر يقوم بنقل الطاقة في اتجاه انتشاره
أو :: هي اضطراب يحدث وينتقل وينقل الطاقة من نقطة إلى أخرى في اتجاه حركتها
أنواع الحركة الموجية
1. الحركة الموجية الميكانيكية : هي الحركة الموجية التي يلزمها وسط مادي ( هواء – ماء- حبل ) يحمل الاهتزاز وتنشأ عن مصدر مهتز أو متذبذب وتصنف إلى
موجات مستعرضة Transverse Waves
موجات طولية Longitudinal Waves
موجات سطحية Surface Waves
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
الاستكشاف عبر الانترنت
طبيعة الموجات

تعليم_الجزائر
2 – الحركة الموجية الكهرومغناطيسية : هي الحركة التي لا تحتاج إلى وسط مادي لكي

تنتشر بل يمكنها الانتشار في الفراغ وتنشأ من اهتزاز مجالات كهربائية ومغناطيسية
من أمثلتها ( موجات الراديو – الضوء – أشعة جاما )

3 – الحركة الموجية المادية : Matter Waves ( أمواج دي برولي ) هي الموجات

المصاحبة لحركة الجسيمات المادية ( الإلكترونات )

وجه المقارنة
الموجات المستعرضة
الموجات الطولية
التعريف

هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة وتتكون من قمم وقيعان
هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه موازي لاتجاه انتشار الحركة الموجية وتتكون من تضاغطات وتخلخلات

تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

أمثلة
الموجات عبر الأوتار المهتزة عرضيا
الموجات التضاغطية في النابض الحلزوني
الموجات الصوتية في الهواء
الموجات الميكانيكية Mechanical Wave
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
الموجات الميكانيكية هي الموجات التي تتطلب وسط مادي تنتشر فيه مثل موجات الماء وموجات الصوت والموجات في الأوتار المهتزة
شروط الموجات الميكانيكية
1 – وجود مصدر اهتزاز أو متذبذب [ بندول الساعة ( البندول البسيط ) – شوكة رنانة مهتزة – وتر مهتز – ثقل معلق في ملف زنبركي أثناء اهتزازه ]
2 – حدوث نوع من الاضطراب ينتقل من المصدر إلى الوسط
3 – وجود وسط مادي مرن ينتقل خلاله هذا الاضطراب
كيفية انتقال الموجات الميكانيكية
عندما يهتز المصدر بكيفية معينة تهتز أجزاء الوسط المحيط به بنفس الكيفية فينتقل هذا الاهتزاز من نقطة الى أخرى في الوسط بانتظام على هيئة حركة موجية
مصطلحات الحركة الاهتزازية
الإزاحة

هي بعد الجسم في أي لحظة عن موضع سكونه أو اتزانه الأصلي

سعة الاهتزازة Amplitude

هي أقصى إزاحة للجسم المهتز عن موضع سكونه أو هي المسافة بين نقطتين في مسار حركة الجسم تكون سرعته في إحداهما أقصاها وفي الأخرى منعدمة

الاهتزازة الكاملة Complete Oscillation

هي الحركة التي يعملها الجسم المهتز في الفترة الزمنية التي تمضي بين مروره بنقطة واحدة في مسار حركته مرتين متتاليتين في اتجاه واحد

الزمن الدوري Periodic Time

هو الزمن الذي يستغرقه الجسم المهتز في عمل اهتزازه كاملة

التردد Frequency

هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يحدثها الجسم المهتز في الثانية الواحدة
التردد = 1 / الزمن الدوري
تعليم_الجزائر
معنى ذلك أن التردد × الزمن الدوري = 1

الاهتزازات والحركة التوافقية البسيطة
من أنواع الحركة
الحركة الدورية
هي الحركة التي تتكرر بكيفية واحدة في فترات زمنية متساوية
ومن أمثلة الحركة الدورية ــــــــــ الحركة الاهتزازية
الحركة الاهتزازية
هي حركة دورية يهتز فيها الجسم إلى جانبي موضع استقراره بالتناوب
بحيث يكون زمن الحركة إلى أحد الجانبين مساويا زمن الحركة إلى الجانب الآخر

تعليم_الجزائر

من أنواع الحركة الاهتزازية
البندول البسيط و حركة جسم تحت تأثير نابض
البندول البسيط :: ثقل أو كرة مرتبطة بخيط مهمل الوزن وغير قابل للتمدد والكرة قابلة للاهتزاز
عندما تكون كرة البندول في وضع الاستقرار
ساكنة تكون محصلة القوى المؤثرة عليها = صفرا حيث أن قوة شد الخيط إلى أعلى تساوي وزن الكرة إلى أسفل وبما أن القوتين متساويتان في المقدار ومتضادتان في الاتجاه وخط عملهما على استقامة واحدة إذا المحصلة = صفرا حركة جسم تحت تأثير نابض بما أن الجسم موضوع على سطح أفقي أملس إذا قوى الاحتكاك مهملة وعندما يكون الجسم في موضع الاستقرار يكون الوزن إلى أسفل = رد الفعل إلى أعلى
بشرط أن يكون النابض غير منضغط أو مشدود
موقع الاتزان : هو الموقع الذي يهتز حوله الجسم وتكون فيه قوة الإرجاع تساوى صفرا

· دراسة حركة كرة البندول في مراحلها المختلفة :

لإبعاد كرة البندول عن موقع الاتزان يلزم إعطاؤها طاقة حركة إذا نرفع الكرة إلى أعلى جهة اليمين ثم نتركها تتحرك بحرية
الملاحظة

تتحرك الكرة من A O B
دورة كـــــــــــــــــــــــــــــــاملة

البندول البسيط
البندول النابض
مسائل على الحركة الاهتزازية

الموجات الطولية
تعليم_الجزائر
الموجات الطولية
هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه انتشار الحركة الموجية وتتكون من تضاغطات وتخلخلات
تعليم_الجزائر
تجربة لبيان الموجات الطولية
نأخذ سلك مرن زنبركي معلق أفقيا ومثبت من أحد طرفيه والطرف الآخر يتصل بمولد ذبذبات مثل فرع شوكة رنانة فتنتقل على طول السلك الموجات على هيئة تضاغطات وتخلخلات
أولا : انتقال موجات التضاغط Compression
عند تحرك المصدر المهتز يضغط على السلك فتقترب اللفة الأولى من الثانية والثانية من الثالثة وهكذا أي يحدث تضاغط وينتقل عبر الملف حتى نهايته
ثانيا : انتقال موجات التخلخل
عند تحرك المصدر المهتز لليسار تبتعد اللفة الأولى عن الثانية ثم الثالثة وهكذا أي يحدث تخلخل ينتقل عبر الملف حتى نهايته
ومع استمرار المصدر تسري في الملف نبضات متتالية متلاحقة من التضاغطات والتخلخلات ويسمى هذا الاضطراب بالموجات الطولية
التضاغط : هو تقارب جزيئات الوسط معا
التخلخل : هو تباعد جزيئات الوسط عن بعضها
طول الموجة الطولية هو المسافة بين مركزي تخلخلين متتاليين أو مركزي تضاغطين متتاليين
الموجات المستعرضة : هي الموجات التي تهتز فيها جزيئات الوسط حول مواضع اتزانها في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الحركة الموجية وتتكون من قمم وقيعان
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الكابلات المعزوله بغاز Sf6


الكابلات المعزولة بغاز الــ SF6
فى الأونة الأخيرة تقدمت صناعة كابلات القوى الكهربية تقدم مذهل و تم تصنيع نوع جديد من الكابلات يستخدم غاز الــ SF6 كوسط عازل ( أعتقد أنه لم يستخدم بعد فى الدول العربية) و لكنه سوف ينتشر فى القريب العاجل لما له من مميزات ممتازة بالمقارنة بالكابلات الزيتية المستخدمة حليا فى شبكات النقل ذات الجهود العالية.
و تستخدم هذة الكابلات فى الجهود حتى 500 كيلوفولت و يبين الشكل رقم 1 تركيب هذا النوع من الكابلات.
تعليم_الجزائر
الشكل رقم 1
1 – الموصل Conductor
2 – عازل spacer
3 – غاز SF6
4 – الغلاف
و كما هو موضح بالشكل رقم 1 نجد ان الموصل عبارة عن أنبوبة من الالومنيوم(1) تكون مثبته فى منتصف الكابل بواسطة عنصر عزل مباعد (Spacer insulator(2 و يوضع الموصل و العازل المباعد داخل غلاف الكابل.
و الغلاف عبارة عن ماسورة من الألومنيوم يتراوح قطرها بين 250 إلى 500 مم مملؤه بغاز الــ SF6
( غاز سادس فلوريد الكبيرت) و يكون ضغط الغاز داخل الغلاف حوالى 3.5 كجم / سم مربع و يعتبر هذا ضغط منخفض.
و توجد بعض التصميمات ذات ضغوط عاليا تصل الى 15 كجم / سم مربع و ذلك للجهود العاليا حيث انه كما نعرف ان متانة عزل الغاز تزدات بزيادة ضغط الغاز و لكن فى هذة الحاله تزدات متطلبات التصميم تعقيدا.
و توجد تصميمات أخرى تستخدم ثلاثة موصلات داخل غلاف واحد. و يتم تصميم و تصنيع هذة الكابلات من عدة أجزاء صلبة بطول 10 أمتار لكل قطعة و يتم نقلها الى مكان التركيب و مد الكابل ( تكون اشبه بمواسير الماء او النفط) ولكن ذات تصميم خاص و أحتياطات امان خاصه أثناء عمليات التركيب و لكن هذا النوع مكلف بعض الشىء.
لذلك تم استحداث و تصميم أنواع أخرى مرنه و يمكن لفها على بكرات شبيه بالأنواع التقليدية و تستخدم غاز الــ SF6 و يكون طول الكابل فى هذة الحالة يتراوح ما بين 100 إلى 200 مترو هذا النوع تكون وصلات الكابل عددها قليل و تسهل عملية النقل و التركيب.

و يمكن تلخيص مميزات هذا النوع من الكابلات فيما يلى:
1 – أرتفاع متانة العزل الكهربى.
2 – تصل قيمة ثابت العزل فى هذا النوع من الكابلات الى الواحد الصحيح و هذة ميزة ممتازة مما يؤدى إلى تخفيض تيار الشحن و خفض سعة الكابل و بالتالى تخفيض القدرة الغير فعالة مما يودى إلى استخدام كابلات ذات اطوال كبيرة دون استخدام عناصر تعويض للقدرة الغير فعالة
3 – تمتاز هذة الكابلات بخصائص حرارية ممتازة مما يسمح بأستخدام تيارت مقننة عاليه.
4 – يعتبر الفقد فى هذة الكابلات منعدما.
5 – يمكن أستخدام قدرات مقننه عاليه لهذا النوع من الكابلات قد تتساوى مع القدرات المقننه مع الخطوط الهوائية لنفس الجهد. و يعتبر هذا ميزة كبيرة جدا.
6 – تعتبر منظومات الكابلات المعزولة بالغاز منظومات مغلقة لا تؤثر على البيئه المحيط بها.
7 – الغاز المستخدم غير قابل للأشتعال مما يزيد من أمان استخدام هذة الكابلات.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

المحول الكهربائي3

أنواع المحولات

محول رافع ـ محول يرفع القوة الدافعة المترددة ويكون فيه عدد لفات الملف الثانوي أكبر من عدد لفات الملف الابتدائي
محول خافض ـ محول يقوم بتحويل قوة دافعة مترددة كبيرة الى قوة دافعة مترددة صغيرة ويكون فيه عدد لفات الملف الابتدائي أكبر من عدد لفات الملف الثانوي
خللي بالك ــ المول الرافع للجهد خافض للتيار والعكس صحيح
ومن خلال برنامج الجافا عن المحول يمكن لك ملاحظة ذلك حيث يمكن من خلال استخدام الماوس وعن طريق شريط التمرير تغيير عدد لفات الملف الابتدائي وعدد لفات الملف الثانوي وملاحظة ماذا يحدث لإشارة الخرج .

أسباب فقد الطاقة

جزء من الطاقة الكهربية يتحول الى طاقة حرارية بسبب مقاومة الأسلاك
جزء يفقد بسبب التيارات الدوامية المتولدة في القلب الحديدي
تسرب جزء من خطوط الفيض خارج القلب الحديدي فلا تقطع الملف الثانوي
جزء يفقد في صورة طاقة ميكانيكية تستنفذ في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي

طرق الحد من فقد الطاقة
للحد من الفقد بسبب المقاومة تصنع الملفات من النحاس الذي له مقاومة نوعية منخفضة
يصنع القلب الحديدي من شرائح رقيقة من الحديد السليكوني معزولة عن بعضها للحد من التيارات الدوامية
يوضع الملف الابتدائي داخل الملف الثانوي ويعزل عنه
للحد من الفقد يصنع القلب من الحديد المطاوع لسهولة حركة جزيئاته المغناطيسية

كفاءة المحول

هي النسبة بين الطاقة الكهربائية في الملف الثانوي الى الطاقة الكهربائية في الملف الابتدائي أو هي النسبة بين قدرة الملف الثانوي وقدرة الملف الابتدائي

استخدام المحول في نقل القدرة الكهربية
لا يمكن تحقيق الاستعمال الفعال للطاقة الكهربائية الا بواسطة نقلها لمسافات بعيدة بأقل خسارة ممكنة ويجب لهذا نقل الطاقة تحت جهد عالي جدا حيث توجد محولات رافعة عند أماكن توليد الطاقة وتنقل الطاقة عبر الأسلاك والأبراج الهوائية الى أماكن الاستهلاك حيث توجد محولات لخفض القوة الدافعة
كفاءة النقل ـ هي النسبة بين الطاقة الكهربائية التي تصل الى أماكن الاستهلاك والطاقة الكهربية الناتجة في محطات التوليد

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الطاقة المختزنة في المجال المغناطيسي

الطاقة المختزنة في المجال المغناطيسي
تعليم_الجزائر
نحن نعلم ان المجال الكهربي في الفراغ هو عبارة عن طاقة كهربية في صورة مجال. كذلك الحال بالنسبة للمجال المغناطيسي . ولاثبات علاقة الطاقة المختزنة بالمجال المغناطيسي افترض الدائرة الكهربية الموضحة في الشكلفي الاعلى بتطبيق قاعدة كيرشوف الثانية على التغير في فرق الجهد على كل عنصر من عناصر الدائرة الكهربية ينتج أن:
تعليم_الجزائر
باعادة ترتيب المعادلة والضرب في التيار I ينتج أن
تعليم_الجزائر
تدل المعادلة السابقة على أن الطاقة التي تبذلها البطارية تعليم_الجزائر تساوي مجموع الطاقة المبددة على شكل طاقة حرارية في المقاومة تعليم_الجزائر والطاقة المختذنة في الملف تعليم_الجزائر . وعليه يمكن التعبير عن التغير في الطاقة المختذنة في الملف بالصورة التالية:
تعليم_الجزائر
ولايجاد الطاقة الكلية المختزنة في الملف نجري عملية التكامل
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر *
وهذه المعادلة تعطي الطاقة الكلية المختزنة في الملف.
ماذا عن كثافة الطاقة ؟
يمكن حساب الطاقة المختزنة في المجال المغناطيسي لكل وحدة حجوم وهو المقصود بكثافة الطاقة، اعتبر ملف حثه الذاتي والمجال المغناطيسي له يعطى بالمعادل تين
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
بالتعويض عن التيار I والحث الذاتي للملف L في المعادلة *
تعليم_الجزائر
بالقسمة على الحجم للحصول على كثافة الطاقة نصل إلى المعادلة التالية:
تعليم_الجزائر
وهذه المعادلة تعطي كثافة الطاقة لكل وحدة حجوم لأي مجال مغناطيسي.