الدائرة الكهربائية في التيار المتناوب: دراسة شاملة – العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — المنهاج الجزائري

الدائرة الكهربائية في التيار المتناوب: دراسة شاملة

التيار المتناوب هو تيار كهربائي يتغير اتجاهه وقيمته بشكل دوري مع الزمن. يعتبر هذا الدرس من الدروس الأساسية في مادة العلوم الفيزيائية للسنة الثالثة ثانوي شعبة علوم تجريبية.

تعريف التيار المتناوب

التيار المتناوب هو تيار كهربائي تتغير شدته دورياً مع الزمن ويغير اتجاهه بشكل منتظم. يكتب على الشكل: i(t) = Iₘ.sin(ωt) حيث Iₘ القيمة القصوى و ω النبض الزاوي.

المقاومة في التيار المتناوب

في مقاومة R، تطبق علاقة أوم لحظياً: u(t) = R.i(t). التوتر متوافق في الطور مع التيار.

الوشيعة في التيار المتناوب

في وشيعة معامل تحريضها L، العلاقة بين التوتر والتيار: u(t) = L.di/dt. يتقدم التيار على التوتر بربع دور (π/2).

المكثف في التيار المتناوب

في مكثف سعته C: q = C.u(t) و i = dq/dt. يتأخر التيار عن التوتر بربع دور (π/2).

المثال التطبيقي

دارة RLC متوالية مع R=10Ω, L=0.1H, C=100μF. احسب المعاوقة Z عند التردد f=50Hz.
المفاعلة الحثية: XL = ωL = 2πf.L = 31.4Ω. المفاعلة السعوية: XC = 1/ωC = 1/(2πf.C) = 31.8Ω. Z = √(R² + (XL-XC)²) = √(100 + 0.16) ≈ 10.01Ω.

تمارين

تمرين 1: في دارة تحتوي على مقاومة 20Ω فقط، إذا كان i(t)=5.sin(100πt)، احسب u(t).
تمرين 2: وشيعة معامل تحريضها 0.2H توترها u=24V بتردد 50Hz. احسب شدة التيار.
تمرين 3: مكثف سعته 50μF مربوط بتوتر 220V/50Hz. احسب شدة التيار الفعالة.

التيار المتناوب: خصائصه وتمثيله ← راجع درس التيار المتناوب

الكهرباء: الدارة الكهربائية وقانون أوم ← راجع درس الكهرباء