مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
المادة: العلوم الفيزيائية | المستوى: الأولى ثانوي (جذع مشترك) | الوحدة: الكهرباء – التيار الكهربائي المتناوب
🎯 أهداف التعلم
- أن يميز التلميذ بين التيار المستمر والتيار المتناوب
- أن يتعرف على مفهوم الدور والتواتر للتيار المتناوب
- أن يحدد القيمة الفعالة والقيمة العظمى للتوتر
- أن يمثل بيانياً تطور التوتر بدلالة الزمن
🔍 تمهيد
التيار الكهربائي الذي يصل إلى منازلنا ليس تياراً مستمراً (DC) مثل تيار البطارية، بل هو تيار متناوب (AC – Alternating Current). يتميز هذا النوع من التيار بتغير اتجاهه وقيمته بصفة دورية، مما يجعله مناسباً للنقل لمسافات طويلة. في هذا الدرس نتعرف على خصائص التيار المتناوب.
📖 التيار المستمر مقابل التيار المتناوب
| الخاصية | التيار المستمر (DC) | التيار المتناوب (AC) |
|---|---|---|
| اتجاه التيار | ثابت (من + إلى -) | متغير (يتناوب بين موجب وسالب) |
| شكل الإشارة | خط مستقيم | جيبية (Sinusoïdale) |
| المصدر | بطارية، عمود | مولد كهربائي، شبكة توزيع |
| النقل لمسافات طويلة | غير مناسب (فقدان كبير) | مناسب جداً (يمكن رفع التوتر) |
📖 خصائص التيار المتناوب
🔹 الدور (T)
هو الزمن المستغرق لتكمل الإشارة دورة كاملة. وحدته الثانية (s).
🔹 التواتر (f أو ν)
هو عدد الدورات في الثانية الواحدة. وحدته الهرتز (Hz).
العلاقة بين الدور والتواتر:
T = 1/f أو f = 1/T
مثال: تواتر التيار المنزلي في الجزائر f = 50 Hz
إذاً دور: T = 1/50 = 0.02 s = 20 ms
T = 1/f أو f = 1/T
مثال: تواتر التيار المنزلي في الجزائر f = 50 Hz
إذاً دور: T = 1/50 = 0.02 s = 20 ms
🔹 التوتر الأعظمي (Umax) والفعال (Ueff)
التوتر المتناوب الجيبي يعطى بالعلاقة:
u(t) = Umax × sin(2πft + φ)
القيمة الفعالة: Ueff = Umax / √2
مثال: التوتر المنزلي في الجزائر Ueff = 220 V
Umax = 220 × √2 ≈ 311 V
القيمة الفعالة: Ueff = Umax / √2
مثال: التوتر المنزلي في الجزائر Ueff = 220 V
Umax = 220 × √2 ≈ 311 V
📝 تمارين تطبيقية
🔹 تمرين 1
السؤال: تيار متناوب تواتره f = 50 Hz. أحسب دوره T.
الحل: T = 1/f = 1/50 = 0.02 s = 20 ms
🔹 تمرين 2
السؤال: إذا كان التوتر الفعال في منزل هو Ueff = 220 V، فما قيمة التوتر الأعظمي؟
الحل: Umax = Ueff × √2 = 220 × 1.414 ≈ 311 V
📌 خلاصة
- التيار المتناوب يغير اتجاهه بصفة دورية عكس المستمر
- التواتر: عدد الدورات/ثانية (Hz)، الدور: زمن الدورة (s)
- العلاقة: T = 1/f
- التوتر الفعال Ueff = Umax/√2
- التيار المنزلي في الجزائر: 220V / 50Hz
- التمثيل البياني: منحنى جيبي (Sinusoïde)
📍 دروس مشابهة:
- التيار الكهربائي المستمر – الأولى ثانوي
- الناقلية الكهربائية للأجسام الصلبة: الناقلية في المعادن وأشباه النواقل – الثالثة ثانوي