الفصل 1 في الكتاب الرسمي: التيّار الكهربائي المتغيّر
في نهاية هذا الدرس أكون قادرًا على:
- أميّز التوتّر المستمرّ من التوتّر المتغيّر
- أتعرّف على راسم الذبذبات وأدواره
- أقيس توتّرًا مستمرًّا باستعمال راسم الذبذبات
- أقرأ رسمًا بيانيًّا لتطوّر توتّر بدلالة الزمن
أستكشف ثمّ أستنتج
الوضعية
نصل مدخل راسم ذبذبات بقطبي مولّد ونوقف المسح الأفقي فنرى على الشاشة بقعة ضوئيّة:
- مع عمود جافّ 4,5 V: تنتقل البقعة إلى الأعلى ثمّ تبقى ثابتة في مكانها. إذا عكسنا الربط تنتقل إلى الأسفل وتبقى ثابتة.
- مع مولّد توتّر منخفض التواترات: تتحرّك البقعة باستمرار صعودًا ونزولًا على خطّ عمودي.
عند تشغيل المسح الأفقي يصبح أثر العمود خطًّا أفقيًّا مستقيمًا، وأثر المولّد الثاني خطًّا متموّجًا.
ألاحظ
- ماذا يعني بقاء البقعة ثابتة مع العمود الجافّ؟
الجواب
أنّ التوتّر بين قطبي العمود يحافظ على نفس القيمة ونفس العلامة: إنّه توتّر مستمرّ.
- لماذا تتحرّك البقعة مع المولّد الثاني؟
الجواب
لأنّ قيمة التوتّر بين قطبيه تتغيّر مع الزمن: إنّه توتّر متغيّر.
- ما فائدة المسح الأفقي؟
الجواب
يُحرّك البقعة أفقيًّا بسرعة ثابتة، فنحصل على رسم بياني لتطوّر التوتّر بدلالة الزمن.
أستنتج
يحافظ المولّد المستمرّ (عمود، بطّاريّة) بين قطبيه على توتّر مستمرّ قيمته ثابتة وعلامته ثابتة، نرمز له ب U. أمّا المولّد المتغيّر (دينامو، مولّد منخفض التواترات، مأخذ القطاع) فيقدّم توتّرًا متغيّرًا تتغيّر قيمته (وقد تتغيّر علامته) مع الزمن، ونرمز له بحرف صغير u. كلّ تيّار في دارة مغلقة يغذّيها مولّد متغيّر هو تيّار متغيّر نرمز له ب i.
راسم الذبذبات جهاز يُظهر تطوّر التوتّر بدلالة الزمن. على شاشته:
- المحور العمودي للتوتّر، وسلّمه الحساسيّة العموديّة بوحدة V/div.
- المحور الأفقي للزمن، وسلّمه قاعدة الزمن بوحدة ms/div أو s/div.
قيمة التوتّر = عدد التدريجات العموديّة × الحساسيّة العموديّة.
1. قراءة شاشة راسم الذبذبات
الخطّ المرجعي (توتّر معدوم) هو الخطّ الأفقي المركزي للشاشة: ما فوقه توتّر موجب وما تحته توتّر سالب.
2. مولّدات مستمرّة ومولّدات متغيّرة
| المولّد | نوع التوتّر | ما نشاهده على الشاشة |
|---|---|---|
| عمود جافّ، بطّاريّة سيّارة | مستمرّ | خطّ أفقي ثابت |
| دينامو الدرّاجة | متغيّر | خطّ متموّج يتغيّر مع سرعة الدوران |
| مولّد منخفض التواترات | متغيّر | منحنى متكرّر (مربّع، مثلّثي، جيبي…) |
| مأخذ القطاع (الشبكة) | متغيّر | منحنى جيبي |
لا نصل أبدًا راسم الذبذبات أو أيّ جهاز مدرسي مباشرة بمأخذ القطاع: نستعمل في القسم مولّدات منخفضة التوتّر.
3. قيس توتّر مستمرّ بالراسم
لقيس توتّر مستمرّ: نعدّ تدريجات انتقال الخطّ عن الخطّ المركزي ثمّ نضرب في الحساسيّة. مثال: انتقل الخطّ 2,5 تدريجة إلى الأعلى والحساسيّة 2 V/div، إذن U = 2,5 × 2 = 5 V، والتوتّر موجب.
نختار الحساسيّة بحيث يكون الانتقال كبيرًا قدر الإمكان دون الخروج من الشاشة، فتكون القراءة أدقّ.
أحلّل وثيقة
حاول الإجابة قبل قراءة التحليل.
نصل عمودًا بالراسم فينتقل الخطّ الأفقي 3 تدريجات إلى الأسفل. الحساسيّة العموديّة 1,5 V/div.
الحلّ خطوة بخطوة
- القيمة المطلقة: 3 × 1,5 = 4,5 V.
- الخطّ تحت المحور المركزي: التوتّر سالب.
- التوتّر سالب لأنّ القطب الموجب للعمود موصول بالأرضي (COM) للراسم.
✓ U = −4,5 V (عمود 4,5 V موصول في الاتّجاه المعاكس).
سُجّل توتّر مولّد كلّ ثانية: 2 V، 4 V، 6 V، 4 V، 2 V، 4 V، 6 V…
الحلّ خطوة بخطوة
- القيمة لا تبقى ثابتة.
- العلامة تبقى موجبة.
- تغيّر القيمة يكفي ليكون التوتّر متغيّرًا.
✓ التوتّر متغيّر (رغم أنّه يبقى موجبًا).
انتبه! أخطاء شائعة
ما يجب أن أحفظه
- التوتّر المستمرّ: قيمة وعلامة ثابتتان مع الزمن.
- التوتّر المتغيّر: تتغيّر قيمته مع الزمن، ويُرمز له ب u.
- راسم الذبذبات يرسم تطوّر التوتّر بدلالة الزمن.
- التوتّر = عدد التدريجات × الحساسيّة العموديّة (V/div).
- قاعدة الزمن (ms/div) هي سلّم المحور الأفقي.
📚 مصطلحات الدرس
5 مصطلحات من هذا الدرس في القاموس المدرسي: التعريف ومقابله بالفرنسية، ومثال.
اختبر نفسك
4 أسئلة · إصلاح فوري1. يقدّم العمود الجافّ توتّرًا:
2. وحدة الحساسيّة العموديّة:
3. انتقل الخطّ 4 تدريجات إلى الأعلى بحساسيّة 2 V/div. التوتّر:
4. على شاشة الراسم، التوتّر المستمرّ يظهر:
سلسلة تمارين الدرس
كلّ التمارين ←6 تمارين من ثلاثة مستويات، بأسئلة جديدة في كلّ محاولة.
- صحيح أم خطأ؟لم يُنجز
- أكمل بالكلمة المناسبةلم يُنجز
- أختار الإجابة الصحيحةلم يُنجز
- أصنّفلم يُنجز
- وضعية مشكل 1لم يُنجز
- وضعية مشكل 2لم يُنجز
تدرّب على: مفهوم التيّار الكهربائي المتغيّر
صحيح أم خطأ، أكمل، اختر، صنّف، ووضعيات: إصلاح فوري مع التعليل.
فهمت الدرس؟ جرّب بنفسك
6 تمارين · التصحيح فورًا · أعداد جديدة في كلّ محاولة
ابدأ التمارين