العلوم الفيزيائية — دارات التيار المتناوب: دارة RLC — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

دارات التيار المتناوب: دارة RLC

دارة RLC (مقاومة، وشيعة، مكثفة) الدارة الأساسية في التيار المتناوب. فيها ظاهرة الرنين الكهربائي.

1- مكونات دارة RLC

المقاومة R (أوم Ω). الوشيعة: معامل التحريض L (هنري H)، إعاقتها ZL = Lω. المكثفة: السعة C (فاراد F)، إعاقتها ZC = 1/(Cω).

2- الإعاقة الكلية (Impedance)

دارة RLC متوالية: Z = √(R² + (ZL-ZC)²). فرق الطور: tan φ = (ZL-ZC)/R.

3- الرنين الكهربائي (Resonance)

يحدث عندما ZL = ZC → Lω = 1/(Cω) → ω₀ = 1/√(LC). عند الرنين: Z = R (أدنى قيمة)، التيار أعظمي. التواتر الرنيني: f₀ = 1/(2π√(LC)).

4- دارة RLC متوازية

في الربط المتوازي، الإعاقة المكافئة: 1/Z = √((1/R)² + (1/ZL – 1/ZC)²).

5- تطبيقات الرنين

اختيار الموجات في الراديو والتلفزيون (ضبط التردد). مرشحات التردد: تمرير ترددات معينة. دارات التذبذب في المذبذبات الإلكترونية.

تمارين محلولة

التمرين 1: دارة RLC: R=100Ω, L=0.1H, C=10μF. تردد الرنين؟ f₀ = 1/(2π√(0.1×10⁻⁵)) = 1/(2π√(10⁻⁶)) = 1/(2π×0.001) ≈ 159 Hz.

التمرين 2: عند الرنين، ما قيمة التيار إذا كان التوتر 12V؟ I = U/R = 12/100 = 0.12A.

خلاصة

دارة RLC أساس الإلكترونيات. الرنين الكهربائي يستخدم في اختيار الترددات في أجهزة الاتصالات.