الكهربية التيارية والكهرومغناطيسية — الفصل الرابع: دوائر التيار المتردد

شرح ومحتوى الدرس

تتناول هذه الوحدة دراسة التيار المتردد وفرق الجهد المتردد في دوائر تحتوي على ملفات حث ومكثفات ومقاومات أومية، بالإضافة إلى الدائرة المهتزة ودائرة الرنين. يبدأ النص بشرح سلوك الملف الحثي عديم المقاومة في دائرة تيار متردد، حيث يتولد فيه قوة دافعة مستحثة ذاتية تعاكس تغير التيار، مما يؤدي إلى تقدم فرق الجهد على التيار بزاوية 90 درجة. ويُعرّف المفاعلة الحثية (X_L) بأنها الممانعة التي يلقاها التيار بسبب الحث الذاتي، وتُحسب بالعلاقة X_L = 2πfL. ثم ينتقل إلى شرح سلوك المكثف في دائرة تيار متردد، حيث يسمح بمرور التيار المتردد رغم وجود عازل بين لوحيه، ويتقدم التيار على فرق الجهد بزاوية 90 درجة. وتُعرّف المفاعلة السعوية (X_C) بأنها الممانعة التي يلقاها التيار بسبب سعة المكثف، وتُحسب بالعلاقة X_C = 1/(2πfC). كما يتناول النص توصيل الملفات والمكثفات على التوالي والتوازي وكيفية حساب المفاعلة الكلية أو السعة الكلية في كل حالة. ثم ينتقل إلى مفهوم المعاوقة (Z) في دوائر التيار المتردد التي تحتوي على مقاومة وملف ومكثف معًا، ويشرح كيفية حسابها باستخدام المتجهات الطورية، مع أمثلة محلولة. ويوضح أن القدرة لا تستهلك في الملف أو المكثف بل في المقاومة فقط. بعد ذلك، يشرح الدائرة المهتزة التي تتكون من ملف ومكثف، وكيف يتبادلان الطاقة بين مجال مغناطيسي ومجال كهربي، وكيفية حساب تردد التيار فيها بالعلاقة f = 1/(2π√(LC)). وأخيرًا، يتناول دائرة الرنين التي تُستخدم في أجهزة الاستقبال اللاسلكي لاختيار تردد معين، وتتحقق عند تساوي المفاعلة الحثية والسعوية. ينتهي الفصل بملخص وأسئلة وتمارين متنوعة.