التوتر الكهربائي

1. التوتر الكهربائي :

• 1.1. الجهد الكهربائي :

  تتميز كل نقطة في الدائرة بحالتها الكهربائية ، أي شحنتها ، سواء كانت موجبة أو سالبة فيما يتعلق بحالة مرجعية.

  هذه الحالة تسمى الجهد الكهربائي , و يرمز لها بالحرف V ويتم التعبير عنها بالفولت (V).

• 1.2. تعريف التوتر الكهربائي :

  التوتر الكهربائي هو المقدار الفزيائي الذي يعبر عن فرق الجهد (ddp) بين نقطتين في الدائرة الكهربائية. رمز هذا المقدارة هو U ، وحدته هي الفولت (V).

  التوتر الكهربائي بين أي نقطتين في الدائرة هو فرق الجهد بين هاتين النقطتين

  

  نرمز ب :

  V_A الجهد الكهربائي عند النقطة A بالفولت [V]

  V_B الجهد الكهربائي عند النقطة B بالفولت [V]

  التوتر الكهربائي U_AB هو فرق الجهد V_A et V_B بين النقطتين A و B اذا U_AB = V_A - V_B بالفولت [V]

• 1.3. تمثيل التوتر الكهربائي :

  في الرسم التخطيطي الكهربائي ، يتم تمثيل التوتر الكهربائي بسهم , ويكون التوتر الكهربائي موجبًا إذا:

  * تشير نقطة السهم إلى أعلى جهد

  * يشير الطرف الآخر من السهم إلى أدنى جهد

  خلاف ذلك التوتر الكهربائي سلبي.

  

  ° إذا كان التيار يتدفق من A إلى B : V_A > V_B ⇒ U_AB >0

  ° إذا كان التيار يتدفق من B إلى A : V_A < V_B ⇒ U_AB <0

  ملحوظة :

  بسبب فرق الجهد هذا تستطيع البطارية تحريك الإلكترونات الحرة,لذلك نتكلم عن "القوة الكهرمحركة" للبطارية.

2. أجهزة قياس التوتر الكهربائي :

• 2.1. الفولتميتر :

  يستخدم الفولتميتر لقياس التوتر الكهربائي بين طرفي ثنائي القطب

  من الضروري دائمًا توصيل الفولتميتر بالتوازي مع ثنائي القطب المدروس ويجب أن يدخل التيار بواسطة الطرف "V" + للفولتميتر ويخرج من طرفه "COM" -.

  رمز الفولتميتر :

  الفولتميتر ذو الإبرة:

  لتجنب إتلاف الفولتميتر ، اختر أفضل عيار ممكن من خلال المتابعة على النحو التالي::
  - ابدأ باستخدام أكبر عيار موجود على الفولتميتر.
  - اختر العيار الذي يتوقف عنده العقرب قدر الإمكان على يمين القرص.

  

  يُعطى التوتر الكهربائي المقاس بهذه العلاقة U=C.n/n₀
  مع ,  C : العيار ب V/div ;
  n : عدد التدريجات المشار إليها بواسطة الإبرة
  et n₀ : عدد التدريجات الميناء

  تقييم الخطأ :

  الارتياب المطلق هو ΔU= C.Classe/100

  Classe : فئة الجهاز المشار إليها على الميناء

  الفولتميتر الرقمي:

  * استخدم محدد الوظيفة لاختيار وظيفة الفولتميتر

  

  يكون قياسه موجبًا عندما يدخل التيار من خلال الطرف "+" (أو V) ويترك من خلال الطرف "-" (أو "COM").

  يجب أولاً استخدام العيار الأكبر للحصول على تقدير تقريبي للجهد ، ثم نختار أقرب عيار (لكن أعلى) من أجل الحصول على قياس أكثر دقة.

• 2.2. راسم الذبذبات :

  انظر (2.4.)

3. قوانين التوتر الكهربائي في الدوائر :

• 3.1. دوائر متوازية :

  

  التوتر الكهربائي بين أطراف مجموعة من ثنائيات الأقطاب المتصلة بالتوازي هو نفسه :

  أي

  التوتر الكهربائي بين أطراف الفرع الرئيسي يساوي التوتر الكهربائي بين أطراف كل فرع مشتق :

  نقول أن هناك احادية في التوتر.

  U_L1 = U_L2 = U_G

• 3.2. دوائر متسلسلة :

  

  التوتر الكهربائي بين طرفي مجموعة من ثنائيات الأقطاب المتصلة في سلسلة يساوي مجموع التوترات الكهربائية بين طرفي كل ثنائي قطب

  أي

  التوتر الكهربائي بين طرفي المولد يساوي مجموع التوترات الكهربائية بين طرفي كل مستقبل :

  نقول أن هناك إضافية التوترات .

  U_L1 + U_L2 = U_G

4. راسم الذبذبات وقياسات التوتر الكهربائي والوقت :

• 4.1. تقديم :

  راسم الذبذبات هو جهاز كهربائي يستخدم لعرض وقياس قيم التوتر الكهربائي بمرور الوقت.

  • عند تشغيل راسم الذبذبات تظهر نقطة ضوئية في وسط الشاشة, تسمى بقعة .

  إذا بدأنا كسح راسم الذبذبات, تنتقل البقعة من يسار الشاشة إلى يمينها.

  قبل كل قياس ، يجب ضبط الصفر .

  

• 4.2. معاينة التوتر الكهربائي المستمر :

  

  • نقوم بتوصيل مولد التوتر الكهربائي المستمر بأطراف راسم الذبذبات ; تنحرف البقعة عموديًا.

  كلما زاد التوتر المطبق ، زاد الانحراف الرأسي: وبالتالي فإن الانحراف الرأسي يتناسب مع التوتر المطبق.

  • يشير زر راسم الذبذبات المسمى "الحساسية العمودية" (المعلم ب V/div) إلى عدد الفولتات التي تقابل القسمة الرأسية. وبالتالي يصبح من السهل قياس التوتر الكهربائي لمطبق على أطراف راسم الذبذبات.

  تحديد قيمة التوتر الكهربائي U, يتم قياس الانحراف العمودي على الشاشة Y والتي يجب ضربها بقيمة الحساسية الرأسية S_Y :

  U= S_Y .Y

• 4.3. معاينة التوتر الكهربائي المتناوب (متغير) :

  التوتر الكهربائي المتغير هو التوتر الكهربائي الذي تتغير قيمته بمرور الوقت.

  التوتر الكهربائي الدوري هو التوتر الكهربائي متغير تتكرر قيمه بانتظام بمرور الوقت بين القيم الموجبة والسالبة.

  
  إشارات جيبية

  
  إشارة مربعة

  
  إشارة مثلثة

5. خصائص التوتر الكهربائي الدوري :

• 5.1. الوسع أو التوتر الاقصى :

  

  نسمي الوسع, يرمز له U_max , القيمة القصوى للتوتر.

  يمثل المسافة بين محور الإحداثيات و وأحدة من القمم.

  لحساب الوسع على شاشة راسم الذبذبات ، قم بحساب عدد المربعات الرأسية Y التي تفصل محور الإحداثي احادى عن القمم. يتم ضرب هذا الرقم في قيمة الحساسية الرأسية S_y (S_V).

  Umax = Y * S_y

  الحساسية العمودية S_y (S_V) تتوافق مع قيمة المريع العمودي. يتم تحديده من خلال القيمة الموضحة على راسم الذبذبات ويتم التعبير عنها ب volts/div

• 5.2. التوتر الفعال U_eff

  

  يقيس راسم الذبذبات U_max ويسمح برؤية شكل الإشارة الكهربائية على عكس الفولتميتر الذي يقيس قيمة تسمى التوتر الفعال U_eff

  U_max / U_eff ثابت عمليًا ويساوي =1,414

  ثم : U_eff =

• 5.3. الدور T :

  

  الدور, يرمز له T, هي المدة التي تستغرقها البقعة لاجتياز النمط الأولي. يتم قياسه بالثواني (s).

  يتوافق مع المسافة بين قمتين أو حدين أدنيين متتاليين.

  كما الوسع, يتم تحديد الدور باستخدام راسم الذبذبات.

  ثم نحسب عدد المربعات الأفقية X التي نضربها في قيمة الحساسية الأفقية S_x (S_H).

  T = X * S_x

  تشير الحساسية الأفقية (أو فترة الكسح) S_x(S_H) إلى قيمة المربع الأفقي.

• 5.4. التردد N :

  االتردد هو عدد المرات التي يظهر فيها النمط الأولي خلال ثانية واحدة.

  نسمي التردد F مقلوب الدور. يتم التعبير عنه بالهرتز بالرمز Hz.

  

  يجب أن يكون الدور T بالثواني لحساب F.

  توجد مضاعفات الهرتز : 1kHz=10³Hz ; 1MHz=10⁶Hz ; 1GHz=10⁹Hz.