التيار الكهربائي المتناوب — تعريفه وخصائصه وتمثيله البياني — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

التيار الكهربائي المتناوب

التيار الكهربائي المتناوب (Alternating Current) هو تيار كهربائي يغير اتجاهه بشكل دوري، ويُستخدم في المنازل والمصانع لتشغيل الأجهزة الكهربائية.

تعريف التيار المتناوب

التيار المتناوب هو تيار كهربائي تتغير شدته واتجاهه بشكل دوري مع الزمن. على عكس التيار المستمر الذي يتدفق في اتجاه واحد فقط.

خصائص التيار المتناوب

• الدور (T): الزمن اللازم لإكمال دورة كاملة، ويُقاس بالثانية (s).
• التردد (f): عدد الدورات في الثانية الواحدة، ويُقاس بالهرتز (Hz). f = 1/T
• التواتر في الجزائر: 50 Hz (أي 50 دورة في الثانية).
• التوتر الفعال (Ueff): القيمة المقاسة التي تعطي نفس التأثير الحراري للتيار المستمر.
• التوتر الأعظمي (Umax): القيمة القصوى للتوتر. Umax = Ueff × √2

التمثيل البياني

يمثل التيار المتناوب بيانياً بمنحنى جيبي (sinusoidal). u(t) = Umax × sin(2πft)

قياس التيار المتناوب

• الفولطمتر: لقياس التوتر الكهربائي (فولط V).
• الأمبيرمتر: لقياس شدة التيار (أمبير A).
• راسم الاهتزاز المهبطي: لمشاهدة شكل الإشارة الكهربائية.

أهمية التيار المتناوب

يُستخدم في نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة لأن خسائره أقل، ويمكن تحويل توتره بسهولة باستخدام المحولات الكهربائية.

مثال

توتر منزلي قيمته الفعالة 220 V وتردده 50 Hz. القيمة العظمى: Umax = 220 × 1.414 ≈ 311 V

تمرين

إذا كان تردد تيار متناوب يساوي 50 Hz، أحسب دوره الزمني. (الحل: T = 1/f = 1/50 = 0.02 s)

اطلع على درس التيار الكهربائي المستمر ودرس قانون أوم للمقارنة بين أنواع التيار.