التيار المتردد Alternation Current

الكثير منا يعرف أن مكتشف التيار المتردد هو نيكولا سلا، ولكن ما هو التيار المتردد هذا ما سوف نتعرف عليه اليوم.

ما هو التيار المتردد (المتناوب) Alternation Current

ما هو التيار المتردد Alternation Current

يمكن تعريف التيار المتردد بأنه التيار المتناوب أو التيار الجيبي وهو تيار متغير القيمة والاتجاه بمرور الزمن وله قيمة لحظية.

مصادر التيار المتردد

ينتج التيار المتردد (المتناوب ) من مولدات التيار المتناوب العائدة إلى شركة الكهرباء، ومن مولدات الإشارة في المختبرات والمشاغل المهنية؛ نظرا إلى سهولة التوليد والنقل، والتحويل بمفاقيد منخفضة في الطاقة، وسهولة الحصول عليه مقارنة بالتيار المباشر.

رمز التيار المتناوب (المتردد)

رمز التيار المتردد

يرمز للتيار المتناوب بالرمز AC .

خصائص التيار المتردد

إن الخصائص الرئيسية للتيار المتردد هي:

الزمن الدوري
التردد
العلاقة بين التردد والزمن الدوري

يمكنك التعرف عليها بشكل تفصيلي من خلال قراءة المقال: خصائص التيار المتردد

أنواع التيارات المترددة (المتناوبة أو الجيبية)

التيار المتردد (المتناوب-الجيبي) أحادي الطور
التيار المتردد (المتناوب-الجيبي) ثلاثي الطور

التيار المتناوب أحادي الطور

هو موجة واحدة من التيار الكهربائي، قيمة فولتيته (230V)، وقيمة تردده (50H). وتظهر موجة التيار المتناوب أحادي الطور بأشكال عدة.

أشكال الموجات الكهربائية في التيار المتردد (المتناوب -الجيبي)

يمكن تمثيل التيار المتناوب بموجة دورية وهي موجة تتكرر كل مدة زمنية محددة مثل:

الموجة الجيبية Sinusoidal Wave
الموجة المربعة Square Wave
الموجة المثلثة Triangular Wave Form
موجة سن المنشار Sawtooth Wave Form
الموجة النبضية pulse Wave

الموجة الجيبية Sinusoidal Wave

تعد الموجة الجيبية من أهم الموجات الكهربائية، وهي الموجة التي تتغير قيمتها بشكل منحنى جيب الزاوية.

خصائص الموجة الجيبية

الزمن الدوري Period Time: الزمن اللازم لموجة التيار المتناوب لإتمام دورة واحدة كاملة للموجة، ويقاس الزمن بوحدة الثانية.
التردد Frequency: عدد مرات تكرار الموجة في الثانية الواحدة، ويقاس التردد بوحدة الهيرتز (Hz)، علما بأن العلاقة بين التردد والزمن الدوري علاقة عكسية.
فرق الطور (الزاوية)Phase Angle: الزاوية بالدرجات الكهربائية، أو بالرديان (rad) التي تتقدم أو تتأخر بها موجة على موجة أخرى إذا اعتمدت الموجة (أ) مرجعا لمقارنتها بالموجات الأخرى، فإن الموجة (ب) تتفق معها تماما في الطور، أما الموجة (ج) فتقطع المحور السيني (Lagging) عن الموجة بمقدار 90 درجة، وفرق الطور يكون سالبا، وإذا كانت الإشارة متقدمة (Leading) على الإشارة الأصلية، فإن فرق الزاوية يكون موجبا، والموجة (د) تقطع المحور السيني بعد الموجة (أ) بزاوية مقدار ها 180 درجة، والموجة (د) تتعاكس تماما في الطور مع الموجة (أ).
التردد الزاوي أو السرعة الزاوية Angular Frequency: الزوايا التي يدورها ملف المولد أو المحرك في الثانية الواحدة، والزوايا المقطوعة مقيسة بالتقدير الدائري، وليس بالدرجات.

قيم التيار المتردد المتناوب ذي الموجة الجيبية

قيم التيار المتردد

وتتمثل قيم التيار المتناوب ذي الموجة الجيبية في التالي:

القيمة العظمى Peak Value :V _p
القيمة اللحظية V _t
القيمة من القمة إلى القمة Peak to Peak Value : V _p-p
القيمة الفعالة Effective Value :V _rms
القيمة المتوسطة Average Value :V _avg

القيمة العظمى Value Peak

يطلق عليها أيضا اسم Maximum value؛ وهي أكبر قيمة من القيم اللحظية الموجبة أو السالبة للفولتية خلال مدة محددة، وتقاس من الصفر إلى أعلى قمة أو قاع.

القيمة اللحظية (V)

قيمة الفولتية أو التيار في أي لحظة من الزمن، ويعبر عن قيمة الفولتية اللحظية عند أي لحظة.
القيمة من القمة إلى القمة Peak to Peak Value: القيمة المحصورة بين القيمة العظمى الموجبة والقيمة العظمى السالبة، وهي تساوي ضعف القيمة العظمى.

القيمة الفعالة Effective Value

قيمة الفولتية المباشرة التي إذا مر تيارها بالدارة الكهربائية مدة زمنية ما فإنها تعطي نفس التأثير الحراري للفولتية المتناوبة إذا مر تيارها بالدارة نفسها، وفي الزمن نفسه؛ إذ لا تفرق هذه القيمة بين الفولتية الموجبة والفولتية السالبة (مقدار ما تكافئه الإشارة الجيبية من فولتية مباشرة (DC).

القيمة المتوسطة Average Value

الموجة المربعة Square Wave

موجة تتغير بين مستويين ثابتين بشكل دوري ولحظي.

الموجة المثلثة Triangular Wave Form

موجة يتساوى فيها زمن الصعود مع زمن الهبوط وهي تستخدم في كثير من التطبيقات المهمة، والعديد من مجال الاتصالات والإلكترونيات.

موجة سن المنشار Sawtooth Wave Form

موجة لا يتساوى فيها زمن الصعود مع زمن الهبوط، ويعزى تسميتها بهذا الاسم إلى أن شكلها يشبه أسنان المنشار.

الموجة النبضية pulse Wave

تتكون هذه الموجة من نبضة تكرر نفسها بصفة دورية بعد مرور زمن يساوي (T).

التيار المتناوب ثلاثي الطور

هو مجموعة من التيارات المتناوبة المترابط بعضها ببعض والمزاح بعضها عن بعض بزاوية مقدارها 120 درجة، وتتراوح قيمة الفولتية المتناوبة ثلاثية الطور بين 400 فولت و 380 فولت وقيمة التردد هي (50) هيرتز، وتستعمل هذه الفولتية لتغذية الأحمال الصناعية ثلاثية الطور، وتوجد طريقتان لوصل أطراف ملفات المولدات بعضها ببعض، هما: توصيلة النجمة، وتوصيلة المثلث.

مميزات وعيوب التيار المتردد

مزايا التيار المتردد

يمكن نقل القدرة الكهربائية عبر التيار المتردد إلى مسافات بعيدة جدا
تمتاز التيارات المترددة بقدرتها على نقل المعلومات..
يلبي احتياجات مناطق سكانية كبيرة.
التحويل بمفاقيد منخفضة في الطاقة.
يمكن توليد التيار المتردد بتكلفة منخفضة نسبيًا.
تنخفض تكلفة صيانة التيار المتردد أقل من التيار المستمر.

عيوب التيار المتردد

أكثر خطورة من التيار المستمر عند رفع الجهد.
لا يمكن شحن البطاريات مباشرة من التيار المتردد.
يمكن أن تحدث الحوادث المميتة بأقل قدر من التجاهل.

المصادر
تيار متردد
Alternation Current
كتاب الاتصالات والالكترونيات

إلكترون باشا