مأخذ تيار متناوب جيبي، تواتره (50Hz)، نربط بين طرفيه الأجهزة الآتية على التسلسل: مقاومة أومية R، وشيعة مقاومتها الأومية مهملة ذاتيتها L

  • فيزياء

مأخذ تيار متناوب جيبي، تواتره (50Hz)، نربط بين طرفيه الأجهزة الآتية على التسلسل: مقاومة أومية R، وشيعة مقاومتها الأومية مهملة ذاتيتها L مكثفة سعتها (C=1/2000πF)، فيكون التوتر المنتج بين طرفي كل من أجزاء الدارة هو على الترتيب : (Ueff3=40V)، (Ueff2=80V)، (Ueff1=30V). والمطلوب:

  1. استنتج قيمة التوتر المنتج الكلي بين طرفي المأخذ باستخدام إنشاء فرينل.
  2. احسب قيمة الشدة المنتجة المارة في الدارة، ثم اكتب التابع الزمني لتلك الشدة.
  3. احسب الممانعة الكلية للدارة.
  4. احسب ذاتية الوشيعة وكتب التابع الزمني للتوتر بين طرفيها.
  5. احسب عامل استطاعة الدارة.
  6. نضيف إلى المكثفة في الدارة السابقة مكثفة ('C) مناسبة، فتصبح الشدة المنتجة للتيار بأكبر قيمة لها، والمطلوب:
  7. حدد الطريقة التي يتم بها ضم المكثفتين.
  8. احسب سعة المكثفة المضمومة ('C).
  9. احسب الاستطاعة المتوسطة المستهلكة في الدارة في هذه الحالة.

الأجوبة

Ueff = √(Ueff1)2 + (Ueff2 - Ueff3)2

Ueff = √(30)2 + (80-40)2

Ueff = 50 V

نطبق قانون أوم على المكثفة لأننا نسيطيع حساب ممانعتها (اتساعيتها).

ω = 2π.f

ω = 2π*50

ω = 100π rad/s

Xc = 1/ωc

Xc = 1/(100π*(1/2000π))

Xc = 20 Ω

Ueff3 = Xc.Ieff

40 = 20*Ieff

Ieff = 2 A

i = Imaxcos(ωt)

Imax = Ieff√2

Imax = 2√2 A

i = 2√2.cos(100πt)

Ueff = Z.Ieff

50 = Z*2

Z = 25 Ω

Ueff2 = XL.Ieff

Ueff2 = ωL.Ieff

80 = 100πL*2

L = 2/5π H

u2 = 80*√2.cos(100πt+π/2)

عامل الاستطاعة:

cosφ = Ueff1/Ueff

cosφ = 30/50

cosφ = 3/5 = 0.6

حالة تجاوب كهربائي:

Xl = Xceq

ω.L = 1/ω.Ceq

100π*(2/5π) = 1/(100π.C)

Ceq = (1/4000π)F

Ceq < C

الضم على التسلسل:

1/Ceq = 1/C + 1/C'

4000π = 2000π + 1/C'

C' = (1/2000π)F

Pavg = Ueff.I'eff.cosφ'

Z' = R

لحساب المقاومة الأومية R نطبق قانون أوم على المقاومة قبل حدوث التجاوب (قبل إضافة 'C)

Ueff1 = R.Ieff

30 = R*2

R = 15 Ω

حساب الشدة المنتجة للتيار في حالة التجاوب:

I'eff = Ueff/R

I'eff = 50/15

I'eff = 10/3 A

φ' = 0 rad

Pavg = 50*(10/3)*1

Pavg = 500/3

Pavg = 166.6 w

هل كان المحتوى مفيد؟

تبحث عن مدرس اونلاين؟

محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
اكتب هنا...