الرئيسية / الدوائر الكهربائية / التيار المستمر والتيار المتناوب
التيار المستمر والتيار المتناوب

التيار المستمر والتيار المتناوب

شارك الموقع على مواقع التواصل الاجتماعي

التيار المستمر والتيار المتناوب

تحدثنا في مقال سابق عن التيار الكهربائي وأساسياته ولا زال الموضوع مفتوحا فهناك التيار المستمر والتيار المتناوب, فما هو التيار المستمر وما هو التيار المتردد؟ وما هي تطبيقات التيار المستمر وما هي تطبيقات التيار المتردد؟ هذه الأسئلة وغيرها ستتمكن من الإجابة عنها بعد قراءة هذا المقال.

يمكن تعريف التيار بشكل بسيط جدا على أنه عبارة عن سريان الإلكترونات، أو انه فيض الإلكترونات الذي يسري عبر الموصلات والعناصر الكهربائية عند وجود مسار مكتمل بين المصدر والحمل. انقر التيار الكهربائي للمزيد عن أساسياته.
الجهد الكهربي هو القوة المحركة التي تسوق هذه الإلكترونات من مكان لأخر، نحن نستفيد من هذه الطاقة في تطبيقاتنا المختلفة اليومية منها والصناعية وغيرها.

في الواقع لدينا نوعان من التيار الكهربائي:

  1. التيار المستمر أو التيار المباشر Direct Current – DC
  2. التيار المتردد أو التيار المتناوب Alternating current – AC

اشترك بالبريد ليصلك الجديد من المقالات

أدخل بريدك الإلكتروني للإشتراك في هذا الموقع لتستقبل أحدث المواضيع من خلال البريد الإلكتروني.

لكل منهما أغراض وتطبيقات مختلفة، هناك بعض التطبيقات تعمل على التيار المباشر فقط ومنها ما يعمل علي التيار المتناوب وهنالك تطبيقات تعمل عند وجود أي منهما. وقبل الحديث عن كل منهما الشكل التالي يوضح رسم لموجات التيار المستمر والتيار المتردد ومن الرسم سيتضح لنا الفرق بينهما:

موجة التيار المستمر وموجة التيار المتردد - مدينة الهندسة الكهربائية

التيار المستمر Direct Current

التيار المستمر المثالي هو تيار ثابت في المقدار (إذا كان الحمل ثابت لا يتغير) وثابت الاتجاه بغض النظر عن تغير الحمل. من الشكل السابق نلاحظ أن موجة التيار المستمر لها قيمة ثابته (قيمة المحور الرأسي) لا تتغير بتغير الزمن ولا يتغير اتجاهها.

إذا كانت موجة الجهد أو التيار موجودة علي أحد جانبي المحور الأفقي (محور الزمن) وليس لها أجزاء على الجانب الآخر من الخط أي (تحت محور الزمن) فإنها تكون موجة جهد أو تيار مباشر ويوصف بانه تيار أحادي القطبية.

أما إن كان للموجة نصفين أحدهما اعلي الخط الأفقي والآخر أسفله في هذه الحالة يكون للموجة جزء موجب وجزء سالب لذا يسمي تيار متردد أو تيار ثنائي القطبية (ثنائي الاتجاه).

يمكن الحصول على هذا النوع (التيار المباشر) من المصادر الكيميائية مثل البطاريات الكهربائية بشتى أنواعها الجافة والسائلة وأيضا من الخلايا الكهروضوئية (الواح الطاقة الشمسية). انظر إلى الصور التالية:البطاريات الجافة من مصادر التيار المستمربطاريات مراكم الرصاص من مصادر التيار المستمر

ألواح الطاقة الشمسية من مصادر التيار المستمر

تطبيقات التيار المستمر

اشترك بالبريد ليصلك الجديد من المقالات

أدخل بريدك الإلكتروني للإشتراك في هذا الموقع لتستقبل أحدث المواضيع من خلال البريد الإلكتروني.

أغلب التطبيقات ذات الجهود الصغيرة تعمل على نظام التيار المباشر مثل شواحن البطاريات، الجوالات، الحواسيب بأنواعها، والأجهزة الإلكترونية المختلفة. أيضا هنالك الطلاء الكيميائي أو الطلاء بالكهرباء هذا التطبيق لا يعمل على التيار المتردد وإنما فقط التيار المستمر.

قد يتساءل البعض حول أننا نقوم بتوصيل الأجهزة الإلكترونية مباشرة بمقبس تيار شبكة الكهرباء (المتردد) ولكن في الحقيقة هنالك مكونات ودوائر داخل هذه الأجهزة تعمل على تحويل التيار المتردد إلى مباشر مثل الحواسيب الكبيرة أو شاحن الحاسوب المحمول (laptop) أو شاحن الجوال.

شاحن الجوال يحول التيار المتردد إلى مستمر

التيار المتناوب AC Current

هو تيار متغير في القيمة والاتجاه عبر الزمن، هذا النوع يتم توليده ولا يمكن تخزينه في بطاريات أو أجهزة تخزين كما هو الحال في التيار المستمر.

لكن هنالك بطاريات تعرف بالـ UPS هذه البطاريات تحتوي على أجهزة تقوم بتحويل الجهد المستمر المختزن داخلها إلي جهد متردد مرة أخرى لاستخدامه في تطبيقات النظام المتردد المختلفة وعادة نجدها مربوطة مع أجهزة البنوك والأجهزة الطبية ذات التطبيقات الحساسة لضمان استمرارية خدمتها عند انقطاع التيار الكهربي في الشبكة المحلية للكهرباء.

موجة تيار متردد

كمثال على التيار المتناوب, نلاحظ من الشكل السابق أن الموجة تبدأ من الصفر وتزيد تدريجيا حتى تصل اعلي قيمة لها في الجزء الموجب (فوق المحور الأفقي) عند 90 درجة وبعدها تبدأ بالنقصان تدريجيا مع الزمن حتى تصل إلي صفر عند 180 وتبدأ بالزيادة أيضا بنفس النمط السابق ولكن في الاتجاه السالب من المحور العمودي لذلك سمي بأنه ثنائي الاتجاه.

هذا النوع من الجهد يتم توليده بالمولدات الكهربائية الموجودة في محطات التوليد المائية أو الحرارية وغيرها.

ويتم نقل الجهد المتردد من محطات التوليد إلي المستهلكين على المستوي السكني والتجاري عبر أنظمة النقل المتمثلة في الأبراج الكهربائية، المحولات، الأعمدة بالإضافة إلي الأسلاك والكوابل ويصل إلى المستخدم عند 220 فولت أو 415 فولت أو حسب معايير الدولة نفسها.

نقل وتوزيع التيار المترددتطبيقات التيار المتردد أو المتناوب

اشترك بالبريد ليصلك الجديد من المقالات

أدخل بريدك الإلكتروني للإشتراك في هذا الموقع لتستقبل أحدث المواضيع من خلال البريد الإلكتروني.

يستخدم التيار المتردد في تطبيقات القدرة المختلفة في المنازل والمصانع وذلك للميزات التالية:

  1. إمكانية توليده بشكل يضمن استمرارية الخدمة وسهولة نقله عبر المسافات البعيدة
  2. سهولة توزيعه إلى المناطق المختلفة
  3. إمكانية تحويل قيم الجهد والتيارات إلى أي مقدار عن طريق المحولات الكهربية
  4. إمكانية تحويله إلى جهد أو تيار مستمر باستخدام دوائر التحويل المختلفة

التحويل بين التيار المتردد والتيار المستمر

سنتحدث عن تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر وسيتم التحدث عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد في مقالات لاحقة إن شاء الله.

تعرف عملية تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بعملية التقويم Rectification وذلك عن طريق استخدام عناصر أشباه الموصلات مثل الدايود بالإضافة إلى العناصر الإلكترونية المختلفة مثل المكثفات، المقاومات، الملفات، والمحولات الكهربية.

الشكل التالي يوضح عملية التقويم:

التقويم: تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر

من الشكل (ب) نلاحظ أن موجة التيار المستمر المحولة هي موجة متغيرة مع الزمن وبالرغم من ذلك قلنا عنها أنها موجة جهد مستمر ذلك لأنها وحيدة الاتجاه (في النصف الموجب فقط) وليس لديها أي نصف سالب.

تجري عليها بعض العمليات الأخرى مثل عملية التنعيم التي يتم استخدام المكثفات فيها وذلك لجعلها أشبه بموجة التيار المستمر المثالية (خط مستقيم).

الموجة بعد التنعيم والفلترة

نلاحظ أن شكل الموجة الجديد أصبح قريب من الخط (موجه الجهد المستمر المطلوبة) مع وجود تموج بسيط. هذا التموج يتم التحكم فيه عن طريق دوائر أخري وأيضا عن طريق حساب المقدار الأمثل لسعه المكثف المطلوب.

ملاحظة: ما دام التيار لا يوجد منه جزء تحت المحور الافقي فهو تيار مستمر

عموما دوائر التقويم هي الدوائر الداخلية لشواحن الأجهزة وأحيانا تكون موجودة داخل الأجهزة كما في التلفاز أو الحواسيب المكتبية.

دارة التنعيم في شواحن الأجهزة

هكذا نكون قد انتهينا من مقال التيار المستمر والتيار المتناوب, لا تتردد في طرح تساؤلاتك بكتابتها بالتعليقات ليتم الرد عليها ولا تنس صديقي الحبيب مشاركة رابط المقال عبر تويتر ووسائل التواصل الاجتماعي الأخرى مع أصدقائك.


شارك الموقع على مواقع التواصل الاجتماعي

عن المدينة الكهربائية

مهندسون كهرباء, نحب كتابة مقالات بمختلف مجالات الهندسة الكهربائية

شاهد أيضاً

الجهد الكهربائي - المدينة الكهربائية

الجهد الكهربائي

شارك الموقع على مواقع التواصل الاجتماعيالجهد الكهربائي Electric Potential الجهد الكهربائي, ما هو فرق الجهد الكهربائي؟ …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *