الرئيسية
البوابة
أحدث الصور
التسجيل
دخولالمغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
2 مشترك
المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:43 pm
قوة الجذب المغناطيسية
اوضاع مختلفة تبين قوة التجاذب والتنافر بين مفناطيسين
فالاقطاب المتشابهة تتنافر والاقطاب المختلفة تتجاذب
المجال المغناطيسيى للارض واتجاه
خطوط القوى المغناطيسى له
خطوط القوى المغناطيسى له
الاشكال المختلفة لخطوط المجال
المغناطيسى بالترتيب
1المغناطيسى بالترتيب
a- مغناطيس طبيعى
b- ملف كهربى
c- ملف على قلب حديدى
d- سلك طولى يمر به تيار
e سلك دائرى يمر به تيار
تعيين اتجاه التيار وخطوط المجال المغناطيسى فى سلك يمر
به تيار
الاستفادة من المجال المغناطيسى
عمليا
عمليا
تستغل ظاهرة المغناطيسية فى عمل السماعات حيث تتكون السماعة من مغناطيسين
واحد طبيعى او ثابت والاخر مغناطيس كهربى
عبارة عن ملف او سلك ملفوف حول قطعة من الحديد
فعند وصل التيار الكهربى للملف يحول قطعة الحديد الى مغناطيس تتوقف شدة
مجاله حسب شدة التيار المار فى الملف وشدة تيار الملف تتوقف على شدة الصوت
القادمة
اذن اصبح عندنا مغناطيسين يواجهان بعض واحد ثابت او اساسى والاخر كهربى
متحرك يتحرك جذبا او تنافرا مع المغناطيس الثابت اى امام وخلفا حسب شدة
التيار الكهربى المار به
ونظرا لانه مثبت على الغشاء المخروطى للسماعة فعند حركته يسبب تخلخل طبقة
الهواء امامه مما يسبب سماعنا للاصوات الخارجة من السماعة
المولد الكهربى
تستغل ظاهرة المغناطيسية ايضا فى توليد التيار الكهربى خيث عند وضع ملف من
سلك داخل مجال كهربى متحرك يتولد داخل الملف قوة دافعة كهربية تعمل على
توليد تيار كهربى داخل الملف
توليد تيار فى ملف عن طريق تحريك
مغناطيس طبيعى داخل الملف
او باستخدام مغناطيس كهربى
مغناطيس طبيعى داخل الملف
او باستخدام مغناطيس كهربى
تغير اتجاه مرور التيار مع تغير
قطبية المغناطيس
قطبية المغناطيس
عند تحريك مفناطيس طبيعى او مغناطيس كهربى داخل وخارج الملف يتولد داخل
الملف تيار كهربى يتوقف اتجاهه على قطبية المغناطيس
فالقطب الشمالى يولد تيار مخالف فى الاتجاه للقطب الجنوبى
يشترط لتوليد تيار كهربى بواسطة المجال المغناطيسى ان يكون هناك حركة بين
الاثنين
اى يجب ان يكون احدهما متحرك اما المجال المغناطيسى ان يكون متحرك او متغير
او الملف هو الذى يتحرك كما فى حالة المولد او الدينامو فى السيارة او
دراجة الاطفال او مولدات الديزل او التوربينات
الفرق بين المغناطيس الطبيعى والمغناطيس الكهربى ان الثانى يفقد مغناطيسيته
عند انقطاع التيار الكهربى عنه كما فى حالة الجرس الكهربى او ونش السيارات
الخردة
ظهور تيار على الجلفانوميتر عند وضع
سلك دائرى حول ملف
سلك دائرى حول ملف
ضع سلك على هيئة حلقة حول ملف يمر به تيار كهربى واوصل طرفى السلك الى
جلفانوميتر ستلاحظ تحرك مؤشر الجلفانوميتر عند مرور التيار الكهربى فى
الملف
وحركة المؤشر تتغير اتجاهها مع تغير مرور اتجاه التيار فى الملف
وتستغل تلك الظاهرة فى عمل جهاز قياس التيار (الكلاميتر) ذو الفكين
تغيرشدة المجال مع تغير شدة التيار
المار فى الموصل
المار فى الموصل
فى الرسم تتغير شدة المجال المغناطيسى مع تغير حركة المقاومة المتغيرة التى
تغير من تيار الدائرة
المجال المغناطيسى المتولد داخل ملف بواسطة تيار مستمر يكون ثابت ولايصلح
لتوليد تيار كهربى على ملف ساكن
بعكس المجال المغناطيسى المتولد بواسطة تيار متغير يكون متغير ودائم الحركة
اى غير ساكن ويصلح لتوليد تيار داخل ملف ساكن
هذا الموقع رائع جدا جدا لمن يريد ان يدرس
المغناطيسية والتيار الكهربى بصورة اوسع واعمق للمتخصصين
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الملف والتيار المستمر
عند وجود الملف فى دائرة تيار مستمر مثل بطارية مثلا تتولد على الملف قوة
دافعة كهربية مضادة تحاول منع التيار من المرور تلك القوى تكون كبيرة فى
بداية مرور التيار وتنهار رويدا رويدا مع استمرار مرور التيار الى ان تصل
الى الصفر
مع انهيارها يزيد التيار فى الدائرة بنفس درجة انهيارها حيث يبدا من الصفر
ويزيد رويدا الى ان يصل التيار فى الملف الى اقصى قيمة له تساوى حاصل قسمة
جهد المصدر على المقاومة الداخلية للملف
لو كان الملف نقى اى بدون مقاومة داخلية سيستمر التيار فى الزيادة الى ان
يحترق الملف
الملف هنا يسلك سلوك عكس المكثف تماما
فالمكثف يكون الجهد عليه فى البداية صفر والتيار اقصى مايمكن
بينما فى الملف يكون الجهد عليه فى البداية اعلى مايمكن بينما التيار صفر
مع مرور الوقت يقل التيار على المكثف بينما يزداد الجهد الى ان يصل اقصى
قيمة له مساويا جهد البطارية
اما فى النلف مع الوقت ينهار الجهد على الملف الى ان يصل الى الصفر بينما
يزداد التيار الى ان يصل لاقصى قيمة له
فى النهاية الملف مقاومته للتيار المستمر تعتبر صفر
وكما ان المكثف مخزن للجهد الكهربى يعتبر الملف مخزن للتيار الكهربى
تجربة تبين تخزين الملف للتيار
الكهربى
الكهربى
وصل ملف الى بطارية 3 فولت ومقاومة واحد اوم واميتر لقياس التيار
واسكلوسكوب لبيان التغير فى الجهد المنهار على الملف
صل التيار فى الوضع العلوى لمفتاح ستلاحظ بدا الجهد من الانهيار عند قيمة 3
فولت الى ان يصل الى الصفر
بينما التيار يبدا فى التكوين بنفس النسبة الى ان يصل لاقصى قيمة له حسب
المقاومة الموضوعة وهنا تقريبا 3 امبير
هنا الملف يعمل كانه مخزن للتيار كما كان المكثف يعمل كمخزن للجهد
انقل المفتاح للاسفل حتى تفصل الملف عن البطارية ماذا تلاحظ؟
ستلاحظ مرور تيار فى الدائرة ويبدا فى النخفاض الى ان يصل الى الصفر مع
الوقت
وايضا ستلاحظ انهيار الجهد العكسى المخزون على الملف كجهد سالب
منحنى التيار لحظة شحن وتفريغ الملف
فى الصورة على اليسار علاقة التيار فى الملف مع الزمن حيث يصل الى اقصى
قيمة ويثبت عليها
فى الصورة على اليمين علاقة التيار مع الزمن ايضا بعد فصل البطارية وتفريغ
الملف للتيار فى المقاومة
هل يمكن ان نطلق على هذه الظاهرة شحن وتفريغ الملف كما
حدث مع المكثف؟
الملف فى دائرة التيار المتردد
الملف فى دائرة التيار المتردد يتكون حوله مجال مغناطيسى متغير وعند فصل
مصدر التيار عن الملف يكون الملف فارغ من التيار كما يحدث مع المكثف
الجهد المتولد على الملف لاينهار كما حدث فى حالة التيار المستمر ولكنه
يستمر فى الوجود طالما الدائرة مغلقة
ممانعة الملف تتناسب طرديا مع تردد الدائرة ومع سعة الملف الحثية وتقاس
بالاوم
وتاتى من العلاقة :
XL = 2
fL = ωL جيث
هى التردد = 3.14L سعة الملف الحثية وتقاس بالهنرى
العلاقة بين الممانعة بالاوم والتردد يبينها المنحنى فى
الصورة
حيث تلاحظ ان العلاقة خطية حيث تتناسب الممانعة طرديا مع التردد
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:45 pm
قبل الدخول فى توصيل
المكثف والمقاومة على التوالى والتوازى سناخذ استراحة مع المكثف لنتعرف
عليه اكثر من خلال عدة أسئلة
1 - نحن نعلم ان المكثف عبارة عن لوحين من مادة موصلة اجد اللوحين موصل
بالقطب الموجب للبطارية والاخر موصل بالقطب السالب ويفصل بينهم مادة عازلة
فكيف ينتقل التيار الكهربى خلال المادة العازلة عند وضع المكثف على
التوالى فى دائرة؟
لو كان ينتقل من خلال المادة العازلة لما سميناها عازلة فهناك انواع من
المادة العازلة بين اللوحين منها البلاستيك والسيراميك والهواء فهل تلك
المواد تسمح بمرور التيار الكهربى خلالها
ولو منعته المادة العازلة من الانتقال فكيف نرى التيار يمر فى الدائرة
(دائرة التيار المتردد )
عند توصيل المكثف الى البطارية تكون الواحه متعادلة كهربيا فى الشحنات وعند
التوصيل وبداية الشحن تنتقل الكترونات من القطب السالب للبطارية لتستقر
على اللوح الموصل لها فتعمل على جعل اللوح محمل بشحنات سالبة
نفس الوضع يجذب القطب الموجب للبطارية الكترونات اللوح الاخر ممايجعل هذا
اللوح موجبا بالنسبة للوح الاخر
من هنا ينشا مجال كهربى بين اللوحين تزيد شدته بزيادة الشحنات على اللوحين
وقرب المسافة ايضا والجهد للبطارية
يتوقف مرور التيار بين كل لوح والقطب المقابل له عند اكتمال شحن اللوحين
ونستنتج من ذلك ان حركة الالكترونات تكون خارج المكثف وليس داخليا
ووجود اللوحين بالقرب من بعضهما والمسافة بينهما تتحكم فى سعة المكثف ايضا
اى ان عملية انتقال الشحنات من البطارية الى اللوحين سببها قرب اللوحين من
بعضهما وكلما ابتعد اللوحين عن بعضهما قل تاثير التجاذب والتنافر بين
الشحنات بين اللوحين وبالتالى قل التيار
فى حالة التيار المستمر يصل المكثف لمستوى معين من الشحن حسب سعته والجهد
المسلط عليه فكلما كان الجهد اعلى تمت عملية الشحن بسرعة
وعند اكتمال الشحن يتوقف التيار فى الدائرة
اما فى حالة التيار المتردد فلا يتوقف مرور التيار فى الدائرة نظرا لانه
يحدث شحن وتفريغ للمكثف باستمرار لان التيار يغير اتجاه فمرة فى نصف الدورة
الاولى موجب يشحن ويفرغ فيها وفى النصف الثانى يشحن ويفرغ ايضا ولكن فى
الاتجاه المعاكس
2 - لماذا تقل ممانعة المكثف عند زيادة التردد وبالتالى يزيد التيار
نحن نعلم انه فى بداية شحن المكثف يكون التيار كبيرا ولتوصيل الفكرة
تخيل ان هناك غرفة بها كراسى فارغة وهناك مجموعة من الناس واقفة على الباب
تريد الدخول والجلوس على الكراسى فعند فتح الباب سيندفع كمية كبيرة منهم
لوجود كمية اكبر من الكراسى الفارغة ومع مرور الوقت سيقل عدد الكراسى
وبالتالى سيقل الاندفاع لوجود ازدحام داخل الغرفة وبطئ عملية الجلوس نظرا
لان الداخل متاخر لن يكون امامه مساحة اوسع ليجد فرصته للجلوس
نفس الوضع بالنسبة للمكثف فى بداية الشحن كانت الالواح فارغة والجهد
الكهربى عليها صفر ولذلك يندفع التيار بكل قوة لشحنه
ومع مرور الوقت يتكون جهد على المكثف يقلل من اندفاع التيار الى ان يصل
التيار الى الصفر عند اكتمال الشحن
ناتى لسؤالنا ونقرب الفكرة:
تخيل ان امامك حنفية وانت تضع زجاجة فارغة لملئها وان شدة تيار الماء
النازل منها يتناسب مع كمية الماء الموجود داخل الزجاجة فكلما زادت كمية
الماء الموجوده ضعف اندفاع الماء وعند اكتمال ملئ الزجاجة تقوم انت
بتفريغها
عملية الملئ والتفريغ تتوقف سرعتها على سرعتك انت فى تفريغ الزجاجة وكلما
زدت السرعة فى التفريغ زادت سرعة الملئ ايضا
لنفترض انك سريع جدا فى التفريغ وكانك فتحت فتحة فى اسفل الزجاجة وانت
تضعها على الحنفية ..هنا يستمر التيار فى شدته وكان الزجاجة غير موجوده
وكانها ممر فقط لمرور تيار الماء من الحنفية
هذا مايحدث بالضبط عند زيادة التردد فلن يكون هناك فرصة للجهد المتولد على
المكثف لكى يتكون ويصل لقيمة مساوية لجهد المصدر لان قيمة جهد المصدر تتغير
بسرعة جدا مما لايسمح للجهد على المكثف بالاستقرار ليمنع التيار من المرور
فى الصورة عدد من المكثفات يتساووا فى الجهد ولكن يختلفوا فى السعة
بالضبط كعدة خزانات ماء متساويين فى الارتفاع ومختلفين فى الاحجام
فى الصورة هذه ايضا تمثل مجموعة من المكثفات مختلفة فى السعة والفولت
فالمكثف قليل الجهد لايعمل على جهد اعلى منه ولكن المكثف ذو الجهد العالى
يعمل على جهد اقل بدون مشاكل
وحدات السعة تقاس بالفاراد ومكثف سعته واحد فاراد سيكون حجمه كبير بالنسبة
للوح او الاجهزة الالكترونية ولذلك للحاجة لحجم صغير اضطر لتجزيئ الفاراد
ليناسب السعة الصغيرة جدا للمكثفات الصغيرة فقسم الى مايكروا فاراد ونانوا
فاراد وبيكو فاراد
•
(micro) means 10-6 (millionth), so 1000000F = 1F
• n (nano) means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1F
• p (pico) means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF
الميكرو فاراد = عشرة اس ناقص 6 فاراد
النانو فاراد = عشرة اس ناقص 9 فاراد
البيكو فاراد = عشرة اس ناقص 12 فاراد
علاقة الشحنة بالسعة والجهد؟Charge, Q = C × V
حيث
Q = charge in coulombs الشحنة وتقاس بالكولوم
C = capacitance in farads السعة وتقاس بالفاراد
V = voltage in volts الجهد بالفولت
الطاقة المخزنة للمكثف:
Energy, E =
QV = CV
where E = energy in joules (J).
4 - هل للمكثف قدرة كما للمقاومة قدرة ؟
على اعتبار ان المكثف مثالى اى لايوجد له مقاومة داخلية فانه يمكن القول
المكثف يخزن الطاقة الكهربية خلال المجال الكهربى بين الواحه ويفرغها دون
ان ينقص منها شيئ ولذلك فهو لايستهلك شيئ من قدرة المصدر كما يحدث مع
المقاومة مثلا التى تستهلك جزء من قدرة الدائرة وتبددها على هيئة حرارة
اما فى الواقع فهو له ممانعة تقاس بالاوم وتتوقف
قيمتها على حسب التردد
وهنا نقطة مهمة :
نحن نتكلم عن الطاقة المبددة على هيئة حرارة بواسطة ممانعة المكثف وممانعة
المكثف تتوقف قيمتها على تردد الدائرة
من هنا نستنتج ان المكثف ليس له ممانعة ثابتة ولكن له ملايين القيم للمانعة
عند ملايين القيم للتردد وعليه فله ملايين القيم للقدرة
وعليه اذا اردت ان تعرف قدرة المكثف عند شراءه فيجب على المصنع ان يسجل لك
قائمة بملايين القيم المختلفة للقدرة عند كل الترددات التى لن تحصيها ولذلك
تكتفى الشركة المصنعة بكتابة الفولت والسعة وعليك انت ان تحسب قدرة المكثف
عند التردد الذى تريده
المكثف والمقاومة على التوالى والتوازى سناخذ استراحة مع المكثف لنتعرف
عليه اكثر من خلال عدة أسئلة
1 - نحن نعلم ان المكثف عبارة عن لوحين من مادة موصلة اجد اللوحين موصل
بالقطب الموجب للبطارية والاخر موصل بالقطب السالب ويفصل بينهم مادة عازلة
فكيف ينتقل التيار الكهربى خلال المادة العازلة عند وضع المكثف على
التوالى فى دائرة؟
لو كان ينتقل من خلال المادة العازلة لما سميناها عازلة فهناك انواع من
المادة العازلة بين اللوحين منها البلاستيك والسيراميك والهواء فهل تلك
المواد تسمح بمرور التيار الكهربى خلالها
ولو منعته المادة العازلة من الانتقال فكيف نرى التيار يمر فى الدائرة
(دائرة التيار المتردد )
دعونا ندرس سلوك المكثف فى حالة
التيار المستمر اولا:
التيار المستمر اولا:
عند توصيل المكثف الى البطارية تكون الواحه متعادلة كهربيا فى الشحنات وعند
التوصيل وبداية الشحن تنتقل الكترونات من القطب السالب للبطارية لتستقر
على اللوح الموصل لها فتعمل على جعل اللوح محمل بشحنات سالبة
نفس الوضع يجذب القطب الموجب للبطارية الكترونات اللوح الاخر ممايجعل هذا
اللوح موجبا بالنسبة للوح الاخر
من هنا ينشا مجال كهربى بين اللوحين تزيد شدته بزيادة الشحنات على اللوحين
وقرب المسافة ايضا والجهد للبطارية
يتوقف مرور التيار بين كل لوح والقطب المقابل له عند اكتمال شحن اللوحين
ونستنتج من ذلك ان حركة الالكترونات تكون خارج المكثف وليس داخليا
ووجود اللوحين بالقرب من بعضهما والمسافة بينهما تتحكم فى سعة المكثف ايضا
اى ان عملية انتقال الشحنات من البطارية الى اللوحين سببها قرب اللوحين من
بعضهما وكلما ابتعد اللوحين عن بعضهما قل تاثير التجاذب والتنافر بين
الشحنات بين اللوحين وبالتالى قل التيار
فى حالة التيار المستمر يصل المكثف لمستوى معين من الشحن حسب سعته والجهد
المسلط عليه فكلما كان الجهد اعلى تمت عملية الشحن بسرعة
وعند اكتمال الشحن يتوقف التيار فى الدائرة
اما فى حالة التيار المتردد فلا يتوقف مرور التيار فى الدائرة نظرا لانه
يحدث شحن وتفريغ للمكثف باستمرار لان التيار يغير اتجاه فمرة فى نصف الدورة
الاولى موجب يشحن ويفرغ فيها وفى النصف الثانى يشحن ويفرغ ايضا ولكن فى
الاتجاه المعاكس
2 - لماذا تقل ممانعة المكثف عند زيادة التردد وبالتالى يزيد التيار
نحن نعلم انه فى بداية شحن المكثف يكون التيار كبيرا ولتوصيل الفكرة
تخيل ان هناك غرفة بها كراسى فارغة وهناك مجموعة من الناس واقفة على الباب
تريد الدخول والجلوس على الكراسى فعند فتح الباب سيندفع كمية كبيرة منهم
لوجود كمية اكبر من الكراسى الفارغة ومع مرور الوقت سيقل عدد الكراسى
وبالتالى سيقل الاندفاع لوجود ازدحام داخل الغرفة وبطئ عملية الجلوس نظرا
لان الداخل متاخر لن يكون امامه مساحة اوسع ليجد فرصته للجلوس
نفس الوضع بالنسبة للمكثف فى بداية الشحن كانت الالواح فارغة والجهد
الكهربى عليها صفر ولذلك يندفع التيار بكل قوة لشحنه
ومع مرور الوقت يتكون جهد على المكثف يقلل من اندفاع التيار الى ان يصل
التيار الى الصفر عند اكتمال الشحن
ناتى لسؤالنا ونقرب الفكرة:
تخيل ان امامك حنفية وانت تضع زجاجة فارغة لملئها وان شدة تيار الماء
النازل منها يتناسب مع كمية الماء الموجود داخل الزجاجة فكلما زادت كمية
الماء الموجوده ضعف اندفاع الماء وعند اكتمال ملئ الزجاجة تقوم انت
بتفريغها
عملية الملئ والتفريغ تتوقف سرعتها على سرعتك انت فى تفريغ الزجاجة وكلما
زدت السرعة فى التفريغ زادت سرعة الملئ ايضا
لنفترض انك سريع جدا فى التفريغ وكانك فتحت فتحة فى اسفل الزجاجة وانت
تضعها على الحنفية ..هنا يستمر التيار فى شدته وكان الزجاجة غير موجوده
وكانها ممر فقط لمرور تيار الماء من الحنفية
هذا مايحدث بالضبط عند زيادة التردد فلن يكون هناك فرصة للجهد المتولد على
المكثف لكى يتكون ويصل لقيمة مساوية لجهد المصدر لان قيمة جهد المصدر تتغير
بسرعة جدا مما لايسمح للجهد على المكثف بالاستقرار ليمنع التيار من المرور
3- ماهى علاقة السعة بالفولت؟
فى الصورة عدد من المكثفات يتساووا فى الجهد ولكن يختلفوا فى السعة
بالضبط كعدة خزانات ماء متساويين فى الارتفاع ومختلفين فى الاحجام
فى الصورة هذه ايضا تمثل مجموعة من المكثفات مختلفة فى السعة والفولت
فالمكثف قليل الجهد لايعمل على جهد اعلى منه ولكن المكثف ذو الجهد العالى
يعمل على جهد اقل بدون مشاكل
وحدات السعة تقاس بالفاراد ومكثف سعته واحد فاراد سيكون حجمه كبير بالنسبة
للوح او الاجهزة الالكترونية ولذلك للحاجة لحجم صغير اضطر لتجزيئ الفاراد
ليناسب السعة الصغيرة جدا للمكثفات الصغيرة فقسم الى مايكروا فاراد ونانوا
فاراد وبيكو فاراد
•
(micro) means 10-6 (millionth), so 1000000F = 1F • n (nano) means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1
F • p (pico) means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF
الميكرو فاراد = عشرة اس ناقص 6 فاراد
النانو فاراد = عشرة اس ناقص 9 فاراد
البيكو فاراد = عشرة اس ناقص 12 فاراد
علاقة الشحنة بالسعة والجهد؟Charge, Q = C × V
حيث
Q = charge in coulombs الشحنة وتقاس بالكولوم
C = capacitance in farads السعة وتقاس بالفاراد
V = voltage in volts الجهد بالفولت
الطاقة المخزنة للمكثف:
Energy, E =
QV = CV where E = energy in joules (J).4 - هل للمكثف قدرة كما للمقاومة قدرة ؟
على اعتبار ان المكثف مثالى اى لايوجد له مقاومة داخلية فانه يمكن القول
المكثف يخزن الطاقة الكهربية خلال المجال الكهربى بين الواحه ويفرغها دون
ان ينقص منها شيئ ولذلك فهو لايستهلك شيئ من قدرة المصدر كما يحدث مع
المقاومة مثلا التى تستهلك جزء من قدرة الدائرة وتبددها على هيئة حرارة
اما فى الواقع فهو له ممانعة تقاس بالاوم وتتوقف
قيمتها على حسب التردد
وهنا نقطة مهمة :
نحن نتكلم عن الطاقة المبددة على هيئة حرارة بواسطة ممانعة المكثف وممانعة
المكثف تتوقف قيمتها على تردد الدائرة
من هنا نستنتج ان المكثف ليس له ممانعة ثابتة ولكن له ملايين القيم للمانعة
عند ملايين القيم للتردد وعليه فله ملايين القيم للقدرة
وعليه اذا اردت ان تعرف قدرة المكثف عند شراءه فيجب على المصنع ان يسجل لك
قائمة بملايين القيم المختلفة للقدرة عند كل الترددات التى لن تحصيها ولذلك
تكتفى الشركة المصنعة بكتابة الفولت والسعة وعليك انت ان تحسب قدرة المكثف
عند التردد الذى تريده
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:46 pm
سندرس العلاقة التى تربط المكثف مع
الملف فى دائرة جهد مستمر
لنرى اولا عمل موجة سن منشار بواسطة مكثف يدويا بواسطة
تغيير حركة المفتاح على فترات منتظمة
لنراجع سلوك الملف والمكثف فى حالة ربط كل منهم مع بطارية 10 فولت مع
ملاحظة ان المكثف عكس الملف تماما ولاحظ اننى كنت اقوم بتغيير وضع المفتاح
بين الغلق والفتح
المكثف 100 فاراد مع مقاومة 10 كيلو والملف 5 هنرى مع مقاومة 10 اوم
هذه التجربة لن تراها الا نادرا على النت او فى الكتب وقد جات بها لانها
تستحق الدراسة
الملف واحد هنرى والمكثف 470 ميكرو وبطارية عشرة فولت
يحدث تذبذب بين الملف والمكثف مع وجود البطارية
وفى حالة خروج البطارية بره الدائرة يحدث التذبذب الطبيعى والمعروف بين
المكثف والملف وسياتى شرحه لاحقا
الدائرة تحتاج الى تحليل ليس وقته الان
تعودنا دائما دراسة ظاهرة التذبذب بين الملف والمكثف كما سياتى لاحقا بان
نضع المكثف على البطارية ليشحن اولا ثم نزيل البطارية ونجعل المكثف مع
الملف ليحدذ التذبذب المعروف
هنا قمت بجعل الملف على البطارية مع وضع مقاومة 10 اوم لتحدد التيار عند
واحد امبير تقريبا وعندما وصل التيار لاقصى قيمة له قمت بنقل المفتاح الى
الجهة الاخرى ليخرج عندى اشارة مترددة او متذبذبة على هيئة موجة جيبية كما
فى الصورة ويحدث التذبذب الطبيعى بين المكثف والملف
لاحظ ان الجهد على المكثف بدا بالتذبذب عند حوالى 40 فولت وهذا الجهد
القادم اصلا بسبب الملف تتوقف قيمته على قيمة المقاومة 10 التى تحدد
التيار الداخل للملف فكلما قلت زاد التيار وزاد الجهد المحزن فى مجاله
المغناطيسى
وعند انتقال المفتاح يظهر هذا الجهد على هيئة حاصل ضرب التيار فى بدايته
فى الممانعة للمكثف
هذه الدائرة مشهورة وفكرتها بمنتهى البساطة هى تبادل الطاقة بين الملف
والمكثف
المذبذب يتكون من مكثف وملف على التوالى
عند شحن المكثف فان احد اللوحين يكون عليه الكترونات زيادة بينما الاخر
ناقص
الكترونات وعليه اذا قمنا بالتوصيل مباشرة بسلك بينهما فان الشحنات ستفرغ
مرة واحدة الى اللوح الاخر
وستكون هناك شرارة وهذه تلاحظها دائما على المكثفات فى دوائر الباور سبلاى
اذا قمت بتفريغ المكثف بواسطة راس مفك فقد قمت بمعادلة اللوجين كهربيا
وهنا نقول ان المكثف فارغ
اذا قمت بوضع مقاومة بدل السلك العادى فان وقت التفريغ سيتوقف حسب قيمة
المقاومة
عند وضع ملف بدل السلك او المقاومة فانه ينشا مجال مغناطيسى خلال الملف
بسبب مرور تيار المكثف فى الملف وهذا المجال ينشا جهد على الملف يعوق مرور
التيار وعليه المكثف لايفرغ شحنته فوريا كما حدث مع السلك
وكلما كان الملف صغيرا فان التفريغ سيكون سريعا للمكثف والعكس صحيح
عندما يتم تفريغ المكثف بالكامل فان الجهد العكسى المتولد على الملف يبدا
فى امرار تيار وشحن المكثف فى الاتجاه العكسى لقطبية المكثف
حتى يفرغ الملف شحنته من التيار بالكامل حينها يبدا المكثف فى التفريغ مرة
اخرى
تبادل الطاقة بين الملف والمكثف يخلق لنا موجة على شكل منحنى دالة جيبية
سواء للتيار او الجهد
يستمر هذا التذبذب بين الملف والمكثف اذا كان الملف والمكثف فى الحالة
المثالية
اى لايوجد لهم مقاومة اومية داخلية وهذا غير الواقع
ففى الواقع فانه يحدث فقد فى الطاقة داخل الملف والمكثف مما يتسبب فى
اضمحلال الموجة المتولدة بينهما مع مرور الوقت
حيث تخنق نهائيا بعد فترة قصيرة نتيجة لفقد الطاقة على هيئة حرارة
بالضبط كان عندك بندول وقمت انت بتحريكة سيستمر بالتارجح يمينا ويسارا بقوة
فى الاول ثم تبدا حركته فى الهبوط نتيجة للمقاومة الناشئة بسبب الاحتكاك
مع الهواء فيقف بعد فترة
لكى يستمر المذبذب فى العمل يجب تعويض الفقد فى الطاقة المبددة
وهذا مايحدث فعلا فى دوائر مذبذب الترانزستور حيث تاخذ جزء من اشارة
المذبذب وارجاعها الى قاعدة الترانزستور لتمثل تغذية عكسية حيث يتم تكبيرها
عن طريق الترانزستور ثم يعاد تغذية دائرة المذبذب مرة اخرى وبذلك لاتضمحل
الموجة المتولدة
كان هناك خزان ماء به صنبور مفتوح وفى نفس الوقت الخزان يغذى بمضخة تعادل
بالضبط الماء النازل من الصنبور فلاينقص الخزان ولايزيد ايضا الماء الذى به
موقع بيان رسم الموجة للمكثف والملف
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
لماذا تخرج شكل الاشارة المترددة بين الملف والمكثف على هيئة موجة جيبية؟
هنا الاجابة لمن يهتم بهذا الامر
حيث اعتبر المكثف كانه بطارية مربوط عليها ملف
اذن جهد المكثف = الجهد على الملف
اذن الشحنة /السعة = معدل تغير التيار بالنسبة للزمن فى L
ثم قام بالتعويض كما فى الصورة الى ان وصل الى صورة التيار على هيئة دالة
جيبية
ملحوظة غاية فى الاهمية:
انظر الى دائرة المكثف والملف السابقة ستلاحظ تساوى الجهدين على كل من
الملف والمكثف كما قلت كان المكثف بطارية تغذى الملف فطبيعى ان يكون مجموع
الجهدين صفر او متساويين نفس الفكرة
هذه النقطة ماذا تفيدنا؟
تساوى الجهدين على الملف والمكثف بيوصلنا لاهم ظاهرة
فى دائرة الملف والمكثف عند تذبذبهما ..ما هى؟
تعالى معايا وعوض :
[COLOR="Red"]
التيار واحد اذن :
XL = XC
من هنا هنستنتج اهم علاقة فى جميع دوائر المكثف
والملف وهى قيمة التردد التى عندها ممانعة الملف = ممانعة المكثف
وهو تردد يسمى تردد الرنين
اى ان جميع الحالات التى يكون فيها مكثف مع ملف فقط
فى دائرة يحدث بينهم تذبذب بتردد يسمى تردد الرنين
ولاحظ هنا ايضا ان الدائرة لها تردد واحد اى ان المكثف والملف هما اللذان
وجدا هذا التردد الذى يسمى بتردد الرنين اى التردد الذى عنده يتساوى الجهد
على المكثف مع الجهد على الملف اى بيتساوى الممانعتين اى الممانعة الكلية =
صفر
وهنا رسم لمنحنى يوضح انتقال التيار بين المكثف والملف واتجاه التيار فى
الدائرة خلال عمل ذبذبة
الملف فى دائرة جهد مستمر
لنرى اولا عمل موجة سن منشار بواسطة مكثف يدويا بواسطة
تغيير حركة المفتاح على فترات منتظمة
لنراجع سلوك الملف والمكثف فى حالة ربط كل منهم مع بطارية 10 فولت مع
ملاحظة ان المكثف عكس الملف تماما ولاحظ اننى كنت اقوم بتغيير وضع المفتاح
بين الغلق والفتح
المكثف 100 فاراد مع مقاومة 10 كيلو والملف 5 هنرى مع مقاومة 10 اوم
الملف والمكثف فى دائرة توالى مع
بطارية
بطارية
هذه التجربة لن تراها الا نادرا على النت او فى الكتب وقد جات بها لانها
تستحق الدراسة
الملف واحد هنرى والمكثف 470 ميكرو وبطارية عشرة فولت
يحدث تذبذب بين الملف والمكثف مع وجود البطارية
وفى حالة خروج البطارية بره الدائرة يحدث التذبذب الطبيعى والمعروف بين
المكثف والملف وسياتى شرحه لاحقا
الدائرة تحتاج الى تحليل ليس وقته الان
هل سمعت عن شحن الملف؟
تعودنا دائما دراسة ظاهرة التذبذب بين الملف والمكثف كما سياتى لاحقا بان
نضع المكثف على البطارية ليشحن اولا ثم نزيل البطارية ونجعل المكثف مع
الملف ليحدذ التذبذب المعروف
هنا قمت بجعل الملف على البطارية مع وضع مقاومة 10 اوم لتحدد التيار عند
واحد امبير تقريبا وعندما وصل التيار لاقصى قيمة له قمت بنقل المفتاح الى
الجهة الاخرى ليخرج عندى اشارة مترددة او متذبذبة على هيئة موجة جيبية كما
فى الصورة ويحدث التذبذب الطبيعى بين المكثف والملف
لاحظ ان الجهد على المكثف بدا بالتذبذب عند حوالى 40 فولت وهذا الجهد
القادم اصلا بسبب الملف تتوقف قيمته على قيمة المقاومة 10 التى تحدد
التيار الداخل للملف فكلما قلت زاد التيار وزاد الجهد المحزن فى مجاله
المغناطيسى
وعند انتقال المفتاح يظهر هذا الجهد على هيئة حاصل ضرب التيار فى بدايته
فى الممانعة للمكثف
الدائرة الاصلية مذبذب يتكون من ملف
ومكثف
ومكثف
هذه الدائرة مشهورة وفكرتها بمنتهى البساطة هى تبادل الطاقة بين الملف
والمكثف
المذبذب يتكون من مكثف وملف على التوالى
عند شحن المكثف فان احد اللوحين يكون عليه الكترونات زيادة بينما الاخر
ناقص
الكترونات وعليه اذا قمنا بالتوصيل مباشرة بسلك بينهما فان الشحنات ستفرغ
مرة واحدة الى اللوح الاخر
وستكون هناك شرارة وهذه تلاحظها دائما على المكثفات فى دوائر الباور سبلاى
اذا قمت بتفريغ المكثف بواسطة راس مفك فقد قمت بمعادلة اللوجين كهربيا
وهنا نقول ان المكثف فارغ
اذا قمت بوضع مقاومة بدل السلك العادى فان وقت التفريغ سيتوقف حسب قيمة
المقاومة
عند وضع ملف بدل السلك او المقاومة فانه ينشا مجال مغناطيسى خلال الملف
بسبب مرور تيار المكثف فى الملف وهذا المجال ينشا جهد على الملف يعوق مرور
التيار وعليه المكثف لايفرغ شحنته فوريا كما حدث مع السلك
وكلما كان الملف صغيرا فان التفريغ سيكون سريعا للمكثف والعكس صحيح
عندما يتم تفريغ المكثف بالكامل فان الجهد العكسى المتولد على الملف يبدا
فى امرار تيار وشحن المكثف فى الاتجاه العكسى لقطبية المكثف
حتى يفرغ الملف شحنته من التيار بالكامل حينها يبدا المكثف فى التفريغ مرة
اخرى
تبادل الطاقة بين الملف والمكثف يخلق لنا موجة على شكل منحنى دالة جيبية
سواء للتيار او الجهد
يستمر هذا التذبذب بين الملف والمكثف اذا كان الملف والمكثف فى الحالة
المثالية
اى لايوجد لهم مقاومة اومية داخلية وهذا غير الواقع
ففى الواقع فانه يحدث فقد فى الطاقة داخل الملف والمكثف مما يتسبب فى
اضمحلال الموجة المتولدة بينهما مع مرور الوقت
حيث تخنق نهائيا بعد فترة قصيرة نتيجة لفقد الطاقة على هيئة حرارة
بالضبط كان عندك بندول وقمت انت بتحريكة سيستمر بالتارجح يمينا ويسارا بقوة
فى الاول ثم تبدا حركته فى الهبوط نتيجة للمقاومة الناشئة بسبب الاحتكاك
مع الهواء فيقف بعد فترة
لكى يستمر المذبذب فى العمل يجب تعويض الفقد فى الطاقة المبددة
وهذا مايحدث فعلا فى دوائر مذبذب الترانزستور حيث تاخذ جزء من اشارة
المذبذب وارجاعها الى قاعدة الترانزستور لتمثل تغذية عكسية حيث يتم تكبيرها
عن طريق الترانزستور ثم يعاد تغذية دائرة المذبذب مرة اخرى وبذلك لاتضمحل
الموجة المتولدة
كان هناك خزان ماء به صنبور مفتوح وفى نفس الوقت الخزان يغذى بمضخة تعادل
بالضبط الماء النازل من الصنبور فلاينقص الخزان ولايزيد ايضا الماء الذى به
موقع بيان رسم الموجة للمكثف والملف
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
لماذا تخرج شكل الاشارة المترددة بين الملف والمكثف على هيئة موجة جيبية؟
هنا الاجابة لمن يهتم بهذا الامر
حيث اعتبر المكثف كانه بطارية مربوط عليها ملف
اذن جهد المكثف = الجهد على الملف
اذن الشحنة /السعة = معدل تغير التيار بالنسبة للزمن فى L
ثم قام بالتعويض كما فى الصورة الى ان وصل الى صورة التيار على هيئة دالة
جيبية
ملحوظة غاية فى الاهمية:
انظر الى دائرة المكثف والملف السابقة ستلاحظ تساوى الجهدين على كل من
الملف والمكثف كما قلت كان المكثف بطارية تغذى الملف فطبيعى ان يكون مجموع
الجهدين صفر او متساويين نفس الفكرة
هذه النقطة ماذا تفيدنا؟
تساوى الجهدين على الملف والمكثف بيوصلنا لاهم ظاهرة
فى دائرة الملف والمكثف عند تذبذبهما ..ما هى؟
تعالى معايا وعوض :
[COLOR="Red"]
VL =VC
XL.I = 2fL. I
VC = I .C
= I .1/2C
I.XL =I.XC
XL.I = 2
fL. IVC = I .C
= I .1/2
C I.XL =I.XC
التيار واحد اذن :
XL = XC
من هنا هنستنتج اهم علاقة فى جميع دوائر المكثف
والملف وهى قيمة التردد التى عندها ممانعة الملف = ممانعة المكثف
وهو تردد يسمى تردد الرنين
اى ان جميع الحالات التى يكون فيها مكثف مع ملف فقط
فى دائرة يحدث بينهم تذبذب بتردد يسمى تردد الرنين
ولاحظ هنا ايضا ان الدائرة لها تردد واحد اى ان المكثف والملف هما اللذان
وجدا هذا التردد الذى يسمى بتردد الرنين اى التردد الذى عنده يتساوى الجهد
على المكثف مع الجهد على الملف اى بيتساوى الممانعتين اى الممانعة الكلية =
صفر
وهنا رسم لمنحنى يوضح انتقال التيار بين المكثف والملف واتجاه التيار فى
الدائرة خلال عمل ذبذبة
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:47 pm
تحدثت فى المرة
السابقة عن دائرة مكثف مشحون من بطارية وملف ورأينا كيف حدث تذبذب بينهما
او لنقول نتج تيار متردد بينهما هذا التردد يسمى تردد الرنين
وهنا المكثف والملف متساويين فى الجهد على كل منهما
وايضا متساويين فى الممانعة ولذلك يجب ان تتذكر جيدا تلك الصفة عند هذا
التردد الخاص ان الممانعة الكلية لهما بالاوم تساوى صفر
ولتذكير فقط كانت معادلة تردد الدائرة والذى سميناه تردد الرنين بمايلى :
هذا الكلام اؤكد عليه لاننا سنتعامل مع المكثف والملف فى دائرة مصدر الجهد
والتيار متردد وعليه هنا المكثف والملف ليسا من انتجوا التردد وانما هم
اصبحوا تحت حكم تردد الدائرة المترددة وعليه لن يكون هناك رنين بينهما الا
فى حالة خاصة جدا ولذلك لا يجوز ان نسميهما دائرة رنين لان هناك قيمة واحدة
فقط للتردد يجعل كل من الممانعة للمكثف والملف متساويتان
لاحظنا فى دائرة التيار المستمر ان المكثف يمرر التيار لحظيا الى ان يكتمل
الشحن فيقف التيار
اما الملف فيعوق مرور التيار لحظيا الى ان يمر التيار بالكامل وكان الملف
سلك عادى
فماذا عن دائرة التيار المتردد ؟
ماهو سلوك الملف والمكثف فيهما؟
قبل ان نخوض فى الرنين فى دائرة التيار المتردد
دعونا نعطى نبذة بسيطة عن دائرة مكثف ومقاومة ودائرة ملف ومقاومة ونرى كيف
نحسب الجهد والتيار للدائرة
فقد تعودنا ان نجمع فى دائرة التيار المستمر القيم حسابيا سواء للجهد او
التيار
اما فى دوائر التيار المتردد فان هناك مايسمى الجمع اتجاهيا وهناك محصلة
لهذا الجمع
ومعنى اتجاهى للتبسيط للمبتدئين :
تخيل انك تركب سيارة على طريق سريع فانت ترى السيارات التى تمر فى اتجاه
سيرك بسرعة تساوى حاصل طرح السرعتين
بمعنى لو ان سيارتك تسير بسرعة 100 كيلو / الساعة وسرعة السيارة التى مرت
بجوارك 120 كيلو / ساعة فانك تراها وكانها تمشى بسرعة 20 كيلو فى الساعة
لحظة مرورها من امام عينيك وكانك واقف وهى تمر امامك بسرعة 20 كيلو / ساعة
ولو كانت تلك السيارة تسير فى الاتجاه المعاكس لك بنفس السرعة فانك ستراها
تسير بسرعة تعادل مجموع السرعتين = 220 كيلو / الساعة
تلك السرعة فى الاتجاه الامامى او المعاكس يسهل حسابها ولكن افرض ان هناك
سيارة تسير فى طريق بزاوية حادة مثلا عن الطريق الذى تمشى عليه انت
هنا سندخل فى عمليات رياضية تحسب محصلة السرعتين مع حساب الزاوية بقوانين
معروفة لا داعى لذكرها وانما مجرد ذكر انه مجموع اتجاهى ستتذكر انت هذا
المثال دون الخوض فى تفاصيل المعادلات
هذا موقع يبين لك الحركة الزاوية والترددية لكل من
المكثف والمقاومة والملف
اضفط على المفتاح play
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
لناتى للعلاقة الاتجاهية بين الجهد والتيار فى كل من الملف والمكثف
والمقاومة كما فى الصورة
لاحظ فى الصورة :
فى المكثف التيار متقدم على الجهد بزاوية 90 ولكى تتذكر التقدم و لاتحتار
تذكر بان التيار من اوجد الجهد على المكثف اذن فهو متقدم على الجهد
فى الملف الجهد متقدم على التيار بزاوية 90 لان الجهد موجود فعلا قبل
التيار على الملف او هو من اوجده والتيار ياخذ وقت حتى يتكون
فى المقاومة الجهد والتيار وجدا فى نفس اللحظة فلم يوجد احدهما الاخر او
لنقول ان فى نفس لحظة تشغيل المفتاح فان التيار يمر فى الدائرة فورا دون
تاخير كانهما عقربان للساعة متطابقان يتحركان نفس الحركة وعليه فلاوجود
لزاوية تفصل بينهما
طريقة حساب قيم الجهد والتيار والممانعة لدائرة مترددة تكون اتجاهيا كما
قلت
والمثلث يعبر عن حساب قيمة الممانعة لدائرة ملف ومكثف ومقاومة توالى
فالممانعة الكلية كما تشاهدها هى محصلة الثلاثة اتجاهيا ويكفى ان تحفظ هذا
الشكل تحت الجذر لتحسب الممانعة الكلية لدائرة اخرى مكونة مثلا من ملف
ومقاومة فتقوم بشطب المكثف من المعادلة او لو هناك مكثف وملف تزيل المقاومة
من داخل الجذر
وللسهولة هناك مواقع تحسب لك تلك القيم دون الدخول فى الحسابات
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
اهم مافى الموضوع ان محصلة الممانعات لاتجمع حسابيا وهذا مااود ان اذكرك به
عناصر الدائرة: مصدر اشارة مترددة قيمتها 10 فولت rms عند تردد 1 كيلو
هيرتز
مقاومة 15 كيلو .....مكثف 0.01 ميكرو فاراد = 10 نانو فاراد
واميتر وفولتميتر
ستلاحظ ان قراءة الفولتميتر على المكثف هى 7.2 فولت
والقراءة على المقاومة هى : 6.8 فولت
قراءة الاميتر 0.45 مللى امبير
ولو قمت بجمع الجهد على المكثف والجهد على المقاومة
سيكون محصلة الجمع = 14 فولت تقريبا
والمفروض عمليا الا يزيد الجهد الكلى على عناصر الدائرة عن جهد المصدر
اى لايزيد عن 10 فولت
فما حكاية الاربعة فولت الزيادة تلك التى جاءت من الجمع حسابيا؟
الحكاية ببساطة اننا فى دوائر التيار المتردد لانجمع اى عناصر حسابيا ولكن
نجمع اتجاهيا
فلحساب الجهد الصحيح فهو محصلة الجهد على المكثف + الجهد على المقاومة
اتجاهيا
وللتبسيط دعنا نحسب الممانعة الكلية للدائرة ثم نضربها
فى التيار ثم نرى هل هى تساوى 14 فولت ام عشرة فولت؟
ممانعة المكثف = 1/2c
= 15.92 كيلو اوم
المقاومة = 15 كيلو
بالتعويض فى المعادلة فوق : كيلو Z = 21.87
الجهد الكلى 10 فولت /تقريبا= I*Z = 21.87*.45
لو اردت ان تحسب كل جهد منفردا ستضرب التيار 0.45 فى كل ممانعة منفصلة
سيعطيك جهد 7.2 و 6.8 كما رايت
كما ترى فى الدائرة تتكون من :ملف 100 مللى هنرى ومقاومة 560 اوم
ونفس مصدر الجهد السابق
ايضا سيعطيك جهد على الملف والمقاومة اعلى حسابيا من جهد المصدر ولكن
اتجاهيا مجموعهم = عشرة فولت كما راينا مع المكثف
السابقة عن دائرة مكثف مشحون من بطارية وملف ورأينا كيف حدث تذبذب بينهما
او لنقول نتج تيار متردد بينهما هذا التردد يسمى تردد الرنين
وهنا المكثف والملف متساويين فى الجهد على كل منهما
وايضا متساويين فى الممانعة ولذلك يجب ان تتذكر جيدا تلك الصفة عند هذا
التردد الخاص ان الممانعة الكلية لهما بالاوم تساوى صفر
ولتذكير فقط كانت معادلة تردد الدائرة والذى سميناه تردد الرنين بمايلى :
هذا الكلام اؤكد عليه لاننا سنتعامل مع المكثف والملف فى دائرة مصدر الجهد
والتيار متردد وعليه هنا المكثف والملف ليسا من انتجوا التردد وانما هم
اصبحوا تحت حكم تردد الدائرة المترددة وعليه لن يكون هناك رنين بينهما الا
فى حالة خاصة جدا ولذلك لا يجوز ان نسميهما دائرة رنين لان هناك قيمة واحدة
فقط للتردد يجعل كل من الممانعة للمكثف والملف متساويتان
لاحظنا فى دائرة التيار المستمر ان المكثف يمرر التيار لحظيا الى ان يكتمل
الشحن فيقف التيار
اما الملف فيعوق مرور التيار لحظيا الى ان يمر التيار بالكامل وكان الملف
سلك عادى
فماذا عن دائرة التيار المتردد ؟
ماهو سلوك الملف والمكثف فيهما؟
قبل ان نخوض فى الرنين فى دائرة التيار المتردد
دعونا نعطى نبذة بسيطة عن دائرة مكثف ومقاومة ودائرة ملف ومقاومة ونرى كيف
نحسب الجهد والتيار للدائرة
اولا ناخذ فكرة بسيطة عن الجمع
الاتجاهى
الاتجاهى
فقد تعودنا ان نجمع فى دائرة التيار المستمر القيم حسابيا سواء للجهد او
التيار
اما فى دوائر التيار المتردد فان هناك مايسمى الجمع اتجاهيا وهناك محصلة
لهذا الجمع
ومعنى اتجاهى للتبسيط للمبتدئين :
تخيل انك تركب سيارة على طريق سريع فانت ترى السيارات التى تمر فى اتجاه
سيرك بسرعة تساوى حاصل طرح السرعتين
بمعنى لو ان سيارتك تسير بسرعة 100 كيلو / الساعة وسرعة السيارة التى مرت
بجوارك 120 كيلو / ساعة فانك تراها وكانها تمشى بسرعة 20 كيلو فى الساعة
لحظة مرورها من امام عينيك وكانك واقف وهى تمر امامك بسرعة 20 كيلو / ساعة
ولو كانت تلك السيارة تسير فى الاتجاه المعاكس لك بنفس السرعة فانك ستراها
تسير بسرعة تعادل مجموع السرعتين = 220 كيلو / الساعة
تلك السرعة فى الاتجاه الامامى او المعاكس يسهل حسابها ولكن افرض ان هناك
سيارة تسير فى طريق بزاوية حادة مثلا عن الطريق الذى تمشى عليه انت
هنا سندخل فى عمليات رياضية تحسب محصلة السرعتين مع حساب الزاوية بقوانين
معروفة لا داعى لذكرها وانما مجرد ذكر انه مجموع اتجاهى ستتذكر انت هذا
المثال دون الخوض فى تفاصيل المعادلات
هذا موقع يبين لك الحركة الزاوية والترددية لكل من
المكثف والمقاومة والملف
اضفط على المفتاح play
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
لناتى للعلاقة الاتجاهية بين الجهد والتيار فى كل من الملف والمكثف
والمقاومة كما فى الصورة
لاحظ فى الصورة :
فى المكثف التيار متقدم على الجهد بزاوية 90 ولكى تتذكر التقدم و لاتحتار
تذكر بان التيار من اوجد الجهد على المكثف اذن فهو متقدم على الجهد
فى الملف الجهد متقدم على التيار بزاوية 90 لان الجهد موجود فعلا قبل
التيار على الملف او هو من اوجده والتيار ياخذ وقت حتى يتكون
فى المقاومة الجهد والتيار وجدا فى نفس اللحظة فلم يوجد احدهما الاخر او
لنقول ان فى نفس لحظة تشغيل المفتاح فان التيار يمر فى الدائرة فورا دون
تاخير كانهما عقربان للساعة متطابقان يتحركان نفس الحركة وعليه فلاوجود
لزاوية تفصل بينهما
طريقة حساب قيم الجهد والتيار والممانعة لدائرة مترددة تكون اتجاهيا كما
قلت
والمثلث يعبر عن حساب قيمة الممانعة لدائرة ملف ومكثف ومقاومة توالى
فالممانعة الكلية كما تشاهدها هى محصلة الثلاثة اتجاهيا ويكفى ان تحفظ هذا
الشكل تحت الجذر لتحسب الممانعة الكلية لدائرة اخرى مكونة مثلا من ملف
ومقاومة فتقوم بشطب المكثف من المعادلة او لو هناك مكثف وملف تزيل المقاومة
من داخل الجذر
وللسهولة هناك مواقع تحسب لك تلك القيم دون الدخول فى الحسابات
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
اهم مافى الموضوع ان محصلة الممانعات لاتجمع حسابيا وهذا مااود ان اذكرك به
نمر سريعا على دائرة مكثف ومقاومة
عناصر الدائرة: مصدر اشارة مترددة قيمتها 10 فولت rms عند تردد 1 كيلو
هيرتز
مقاومة 15 كيلو .....مكثف 0.01 ميكرو فاراد = 10 نانو فاراد
واميتر وفولتميتر
ستلاحظ ان قراءة الفولتميتر على المكثف هى 7.2 فولت
والقراءة على المقاومة هى : 6.8 فولت
قراءة الاميتر 0.45 مللى امبير
ولو قمت بجمع الجهد على المكثف والجهد على المقاومة
سيكون محصلة الجمع = 14 فولت تقريبا
والمفروض عمليا الا يزيد الجهد الكلى على عناصر الدائرة عن جهد المصدر
اى لايزيد عن 10 فولت
فما حكاية الاربعة فولت الزيادة تلك التى جاءت من الجمع حسابيا؟
الحكاية ببساطة اننا فى دوائر التيار المتردد لانجمع اى عناصر حسابيا ولكن
نجمع اتجاهيا
فلحساب الجهد الصحيح فهو محصلة الجهد على المكثف + الجهد على المقاومة
اتجاهيا
وللتبسيط دعنا نحسب الممانعة الكلية للدائرة ثم نضربها
فى التيار ثم نرى هل هى تساوى 14 فولت ام عشرة فولت؟
ممانعة المكثف = 1/2
c = 15.92 كيلو اوم
المقاومة = 15 كيلو
بالتعويض فى المعادلة فوق : كيلو Z = 21.87
الجهد الكلى 10 فولت /تقريبا= I*Z = 21.87*.45
لو اردت ان تحسب كل جهد منفردا ستضرب التيار 0.45 فى كل ممانعة منفصلة
سيعطيك جهد 7.2 و 6.8 كما رايت
توصيل مقاومة مع ملف على التوالى
كما ترى فى الدائرة تتكون من :ملف 100 مللى هنرى ومقاومة 560 اوم
ونفس مصدر الجهد السابق
ايضا سيعطيك جهد على الملف والمقاومة اعلى حسابيا من جهد المصدر ولكن
اتجاهيا مجموعهم = عشرة فولت كما راينا مع المكثف
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:48 pm
سندرس اليوم دائرة
مكونة من ملف ومكثف ومقاومة على التوالى فى دائرة تيار متردد وسنرى قيم
التيار والمقاومة والممانعة عند الترددات المختلفة للدائرة ثم سنقف عند
تردد خاص للدائرة وهو تردد الرنين
وللذكير فقط: تردد الرنين هو التردد الذى عنده الجهد على المكثف يساوى
الجهد على الملف
وعليه ممانعة المكثف تساوى ممانعة الملف
اى مجموع الممناعتين اتجاهيا يساوى صفر لان ممانعة المكثف اشارتها سالبة
بالنسبة لممناعة الملف لوجود اختلاف فى الوجه بين الجهدين مقداره 180 درجة
تعالوا لنرى علاقة كل من الممانعة والتيار والجهد مع
التردد على المنحنى
الرسم يوضح تلك العلاقة وانظر الى الشق الايسر من المنحنى ولاحظ ارتفاع
قيمة الممانعة الكلية للدائرة عند اقل تردد نظرا لان المكثف ممانعته عالية
جدا عند الترددات المنخفضة جدا وهنا ممانعة المكثف تكون اكبر من ممانعة
الملف
كلما زاد التررد تقل ممانعة المكثف وتزيد ممانعة الملف الى ان يلتقيا فى
نقطة عند تردد محدد قد سميناه سابقا بتردد الرنين
حيث تلاحظ اقتراب الممانعة تقريبا من الصفر
بزيادة التردد عن تردد الرنين تقل قيمة ممانعة المكثف اكتر وتزداد ممانعة
الملف وتكون هى المسيطرة فى هذا الشق الايمن وتستمر الزيادة فى الممانعة
الكلية مع زيادة التردد
لاحظ فى هذا المنحنى انه مقلوب المنحنى السابق وهذا طبيعى لان فى البداية
وعند التردد المنخفض كانت الممانعة كبيرة وعليه كان التيار صغير وعليه يكون
الجهد الواقع على المكثف والملف ايضا صغيرا
بزيادة التردد تقل الممانعة وبالتالى يزيد التيار وبالتالى يزيد الجهد
الواقع عليهم
بزيادة التردد ووصوله الى تردد الرنين حيث الممانعة صفر نجد ان هناك اقصى
تيار يمر فى الدائرة عند تلك الحالة وبالتالى فهناك اعلى جهد على كل من
الملف والمكثف وهذان الجهدان متساويان تماما
بزيادة التردد عن تردد الرنين تعود الممانعة الكلية ثانية للزيادة والممثلة
اكتر فى ممانعة الملف وبالتالى يقل التيار ويقل تبعا له الجهد على كل من
الملف والمكثف
ايضا هنا منحنى التيار مقلوب منحى الممانعة لنفس الاسباب التى ذكرتها عن
منحنى الجهد والتردد
ولاحظ فى الصورة وجود ثلاث منحنيات مختلفة عند قيم مختلفة للمقاومة
فالمنحنى الذى يمثل مقاومة 3.5 اوم نجده اعلى قيمة بالنسبة للتتيار وهذا
منطقى لانه كلما قلت مقاومة الدائرة زاد التيار
وليست قيمة التيار فقط هى التى تلفت النظر للمنحنى ولكن حدة المنحنى او حدة
الميل تلاحظ انها هنا حادة عن باقى المنحنيات التى تمثل مقاومة 5 اوم او
10 اوم
وهنا ملاحظة مهمة جدا ستلاحظ انه كلما زاد المنحنى حدة فى الميل كلما قلت
قيمة الترددات التى تقترب من تردد الرنين مما يحسن من عمل الدائرة فى حالة
الرنين لان هذا سيمنع التداخلات من الترددات الاخررى عندما تريد اختيار
تردد معين ليمر فقط من هذه الدائرة مما يحسن من جودتها وحساسيتها
وكلما قلت حدة المنحنى كما عند المنحنى ذو المقاومة 10 اوم تجد اتساع
الرقعة المشتركة للترددات عند الرنين حتى انه يصعب عليك اختيار تردد واحد
فقط عند الرنين لوجود كمية كبيرة قريبة من هذا التردد مما يقد الدائرة
الحساسية فى اختيار تردد الرنين
توجد لكل دائرة حساسية تقاس بمعامل يسمى Q-factor
Q = XL/R =2L/R
اى تساوى نسبة ممانعة الملف الى المقاومة الاومية فى الدائرة
ولاحظ فى الرسم كلما زادت المقاومة قلت قيمة Q
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
هذه الموقع يعلمك كل مايحدث فى دائرة الرنين بمنتهى السهولة فعند تغيير قيم
المكثف او الملف تتغير قيمة الممانعة الكلية z والبتالى يتغير التيار
المار فى الدائرة
وبالتالى تتغير الجهود الواقعة على كل من الملف والمكثف
ولاحظ ايضا ظاهرة ارتفاع الجهد على كل من المكثف والملف عن جهد المصدر حيث
تجدهم اول ماتفتح الموقع
الجهد على الملف = 23.4 فولت
الجهد على المكثف = 18.9 فولت
الجهد على المقاومة = 3.43 فولت
لاحظ ايضا كلما زدت التردد عن طريق السهم زاد الجهد الواقع على الملف وقل
الجهد الواقع على المكثف وهذا طبيعى لانه بزيادة التردد تزيد ممانعة الملف
وتقل ممانعة المكثف ولان الجهد يساوى حاصل ضرب التيار فى الممانعة تكون
النتيجة الصحيحة
عندما تقلل التردد تتحرك النقطة على المنحنى الى اعلى ومعناها ان التيار
يزيد عندما تقلل التردد عن تلك القيمة وتستمر هذه الزيادة كلما قل التردد
الى ان نصل الى اعلى قيمة للتيار عند اعلى نقطة فى المنحنى والمقابلة لتردد
الرنين
لاحظ عندما يصل التردد الى القيمة 31.3 هرتز وهو تردد الرنين :
ستجد ان التيار وصل لاعلى قيمة له وهو 3.5 امبير
وان الجهد على المكثف = الجهد على الملف = 34.6
فولت
ممانعة الملف = ممانعة المكثف = 9.8 اوم
الممانعة الكلية للملف والمكثف = صفر
والممانعة الكلية للدائرة = مقاومة الدائرة فقط = 1.6 اوم
الجهد على المقاومة = جهد المصدر
ومن هنا نستنتج انه عند تردد الرنين يكون هناك اعلى
كسب للدائرة اى يمر فيها اعلى تيار وان الممانعة الكلية للدائرة تساوى
مقاومة الدائرة الاومية
وكان الملف والمكثف ليس لهما وجود عند تردد الرنين
وايضا نستنتج من وجود الملف مع المكثف فى دائرة توالى ان ممانعة احدهما
لوحده اكبر من الممانعة الكلية لهما اذا اشتركا كل منهما مع الاخر فى دائرة
بمعنى اخر لو كانت عندك ممانعة حثية لملف واردت ان تنقصها اضف اليها مكثف
حتى تقللها
لاحظ شيئ مهم ان Vo = 8
هى قيمة جهد المصدر عند اعلى نقطة لمنحنى جهد الاشارة يعنى peak
ما القيمة المكتوبة على الرسم وهى 5.66 فولت تعبر عن القيمة المقروءة على
الفولتميتر = 5.66 فولت rms
وهذا موقع جميل جدا ايضا بيعلمك تغير الجهد على المكثف
والملف مع تغير التردد وكيف يحدث ذلك فى دائرة التوالى
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
تقدر تغير التردد بتحريك مفتاح التردد وشاهد قراءة الافوميتر على كل من
الملف والمكثف
موقع اخر رائع يبين لك مايحدث فى الدائرة عند تغيير قيم
اى عنصر فيها بشكل رائع
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
مكونة من ملف ومكثف ومقاومة على التوالى فى دائرة تيار متردد وسنرى قيم
التيار والمقاومة والممانعة عند الترددات المختلفة للدائرة ثم سنقف عند
تردد خاص للدائرة وهو تردد الرنين
وللذكير فقط: تردد الرنين هو التردد الذى عنده الجهد على المكثف يساوى
الجهد على الملف
وعليه ممانعة المكثف تساوى ممانعة الملف
اى مجموع الممناعتين اتجاهيا يساوى صفر لان ممانعة المكثف اشارتها سالبة
بالنسبة لممناعة الملف لوجود اختلاف فى الوجه بين الجهدين مقداره 180 درجة
تعالوا لنرى علاقة كل من الممانعة والتيار والجهد مع
التردد على المنحنى
علاقة الممانعة مع التردد
الرسم يوضح تلك العلاقة وانظر الى الشق الايسر من المنحنى ولاحظ ارتفاع
قيمة الممانعة الكلية للدائرة عند اقل تردد نظرا لان المكثف ممانعته عالية
جدا عند الترددات المنخفضة جدا وهنا ممانعة المكثف تكون اكبر من ممانعة
الملف
كلما زاد التررد تقل ممانعة المكثف وتزيد ممانعة الملف الى ان يلتقيا فى
نقطة عند تردد محدد قد سميناه سابقا بتردد الرنين
حيث تلاحظ اقتراب الممانعة تقريبا من الصفر
بزيادة التردد عن تردد الرنين تقل قيمة ممانعة المكثف اكتر وتزداد ممانعة
الملف وتكون هى المسيطرة فى هذا الشق الايمن وتستمر الزيادة فى الممانعة
الكلية مع زيادة التردد
علاقة الجهد على الملف والمكثف مع
التردد
التردد
لاحظ فى هذا المنحنى انه مقلوب المنحنى السابق وهذا طبيعى لان فى البداية
وعند التردد المنخفض كانت الممانعة كبيرة وعليه كان التيار صغير وعليه يكون
الجهد الواقع على المكثف والملف ايضا صغيرا
بزيادة التردد تقل الممانعة وبالتالى يزيد التيار وبالتالى يزيد الجهد
الواقع عليهم
بزيادة التردد ووصوله الى تردد الرنين حيث الممانعة صفر نجد ان هناك اقصى
تيار يمر فى الدائرة عند تلك الحالة وبالتالى فهناك اعلى جهد على كل من
الملف والمكثف وهذان الجهدان متساويان تماما
بزيادة التردد عن تردد الرنين تعود الممانعة الكلية ثانية للزيادة والممثلة
اكتر فى ممانعة الملف وبالتالى يقل التيار ويقل تبعا له الجهد على كل من
الملف والمكثف
علاقة التيار مع التردد فى دائرة
الرنين توالى
الرنين توالى
ايضا هنا منحنى التيار مقلوب منحى الممانعة لنفس الاسباب التى ذكرتها عن
منحنى الجهد والتردد
ولاحظ فى الصورة وجود ثلاث منحنيات مختلفة عند قيم مختلفة للمقاومة
فالمنحنى الذى يمثل مقاومة 3.5 اوم نجده اعلى قيمة بالنسبة للتتيار وهذا
منطقى لانه كلما قلت مقاومة الدائرة زاد التيار
وليست قيمة التيار فقط هى التى تلفت النظر للمنحنى ولكن حدة المنحنى او حدة
الميل تلاحظ انها هنا حادة عن باقى المنحنيات التى تمثل مقاومة 5 اوم او
10 اوم
وهنا ملاحظة مهمة جدا ستلاحظ انه كلما زاد المنحنى حدة فى الميل كلما قلت
قيمة الترددات التى تقترب من تردد الرنين مما يحسن من عمل الدائرة فى حالة
الرنين لان هذا سيمنع التداخلات من الترددات الاخررى عندما تريد اختيار
تردد معين ليمر فقط من هذه الدائرة مما يحسن من جودتها وحساسيتها
وكلما قلت حدة المنحنى كما عند المنحنى ذو المقاومة 10 اوم تجد اتساع
الرقعة المشتركة للترددات عند الرنين حتى انه يصعب عليك اختيار تردد واحد
فقط عند الرنين لوجود كمية كبيرة قريبة من هذا التردد مما يقد الدائرة
الحساسية فى اختيار تردد الرنين
توجد لكل دائرة حساسية تقاس بمعامل يسمى Q-factor
Q = XL/R =2
L/Rاى تساوى نسبة ممانعة الملف الى المقاومة الاومية فى الدائرة
ولاحظ فى الرسم كلما زادت المقاومة قلت قيمة Q
ناتى لاجمل موقع يشرح دائرة الرنين
توالى على الاطلاق
توالى على الاطلاق
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
هذه الموقع يعلمك كل مايحدث فى دائرة الرنين بمنتهى السهولة فعند تغيير قيم
المكثف او الملف تتغير قيمة الممانعة الكلية z والبتالى يتغير التيار
المار فى الدائرة
وبالتالى تتغير الجهود الواقعة على كل من الملف والمكثف
ولاحظ ايضا ظاهرة ارتفاع الجهد على كل من المكثف والملف عن جهد المصدر حيث
تجدهم اول ماتفتح الموقع
الجهد على الملف = 23.4 فولت
الجهد على المكثف = 18.9 فولت
الجهد على المقاومة = 3.43 فولت
لاحظ ايضا كلما زدت التردد عن طريق السهم زاد الجهد الواقع على الملف وقل
الجهد الواقع على المكثف وهذا طبيعى لانه بزيادة التردد تزيد ممانعة الملف
وتقل ممانعة المكثف ولان الجهد يساوى حاصل ضرب التيار فى الممانعة تكون
النتيجة الصحيحة
عندما تقلل التردد تتحرك النقطة على المنحنى الى اعلى ومعناها ان التيار
يزيد عندما تقلل التردد عن تلك القيمة وتستمر هذه الزيادة كلما قل التردد
الى ان نصل الى اعلى قيمة للتيار عند اعلى نقطة فى المنحنى والمقابلة لتردد
الرنين
الجهود عند تردد الرنين
لاحظ عندما يصل التردد الى القيمة 31.3 هرتز وهو تردد الرنين :
ستجد ان التيار وصل لاعلى قيمة له وهو 3.5 امبير
وان الجهد على المكثف = الجهد على الملف = 34.6
فولت
ممانعة الملف = ممانعة المكثف = 9.8 اوم
الممانعة الكلية للملف والمكثف = صفر
والممانعة الكلية للدائرة = مقاومة الدائرة فقط = 1.6 اوم
الجهد على المقاومة = جهد المصدر
ومن هنا نستنتج انه عند تردد الرنين يكون هناك اعلى
كسب للدائرة اى يمر فيها اعلى تيار وان الممانعة الكلية للدائرة تساوى
مقاومة الدائرة الاومية
وكان الملف والمكثف ليس لهما وجود عند تردد الرنين
وايضا نستنتج من وجود الملف مع المكثف فى دائرة توالى ان ممانعة احدهما
لوحده اكبر من الممانعة الكلية لهما اذا اشتركا كل منهما مع الاخر فى دائرة
بمعنى اخر لو كانت عندك ممانعة حثية لملف واردت ان تنقصها اضف اليها مكثف
حتى تقللها
لاحظ شيئ مهم ان Vo = 8
هى قيمة جهد المصدر عند اعلى نقطة لمنحنى جهد الاشارة يعنى peak
ما القيمة المكتوبة على الرسم وهى 5.66 فولت تعبر عن القيمة المقروءة على
الفولتميتر = 5.66 فولت rms
وهذا موقع جميل جدا ايضا بيعلمك تغير الجهد على المكثف
والملف مع تغير التردد وكيف يحدث ذلك فى دائرة التوالى
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
تقدر تغير التردد بتحريك مفتاح التردد وشاهد قراءة الافوميتر على كل من
الملف والمكثف
موقع اخر رائع يبين لك مايحدث فى الدائرة عند تغيير قيم
اى عنصر فيها بشكل رائع
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:49 pm
اكمل حديثى اليوم عن
دائرة الملف والمكثف على التوازى
او مايعرف باسم دائرة رنين التوازى
وساشرح ابسط دائرة وهى عبارة عن مكثف وملف مثاليين اى بدون مقاومة داخلية
فكما نلاحظ الجهد الواقع على الملف هو نفسه الجهد الواقع على المكثف وهو
نفسه جهد المصدر لانهم جميعا على التوازى
وبما ان الجهد فى الدائرة واحد على كل من المكثف والملف سناخذ الجهد كمحور
افقى والتيار على الملف والمكثف كمحور راسى نظرا لاختلافهما اتجاهيا
وكما هو واضح فى الصورة ففى المكثف التيار يتقدم على الجهد او هو من اوجد
الجهد على المكثف فبالتالى يكون تيار المكثف هو الجزء الموجب من المحور
الراسى والتيار على الملف يمثل الجزء السالب لانه يتاخر على الجهد
الدائرة عبارة عن :
ملف =100مللى هنرى
مكثف =10 ميكرو فاراد
مصدر اشارة متغيرة 10 فولت مع تردد من 100 : 200 هرتز
لاحظ ماياتى عند تنفيذ الدائرة ومرور التيار:
التيار القادم من المصدر = تيار الملف + تيار المكثف
عند التردد المنخفض تكون ممانعة المكثف اعلى من ممانعة الملف ولذلك ستلاحظ
ان تيار المكثف اقل من تيار الملف عند الترددات المنخفضة
بزيادة التردد تقل ممانعة المكثف وتزيد ممانعة الملف الى ان يتساوى تماما
عند تردد الرنين
من هذا الموقع :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
وكما فى الصورة :
ضع قيمة المكثف = 10 ميكرو والملف = 100 مللى هنرى واضغط على مفتاح حساب
تردد الرنين
سيطلع عندك الناتج = 159.155 Hz
وكذلك قيمة الممانعة : 100 اوم
بدلا من حسابها بالمعادلة ادخل الموقع وضع قيمة المكثف او الملف عند التردد
الذى تريده من نفس الموقع فى النافذة العلوية
قم بتغيير قيمة تردد مصدر الجهد الى 159.155 هرتز
عند تردد الرنين :frequency of 159.155 Hz
ستلاحظ مايلى كما فى الصورة:
ان تيار الملف = تيار المكثف = 100مللى امبير
ولانهما مختلفان فى الاتجاه اى بينهما زاوية 180 درجة فان مجموعهما
اتجاهيا يساوى صفر
اى ان عند تردد الرنين قيمة التيار الذى تسحبه دائرة الملف والمكثف صفر
وماذا يعنى هذا ؟
يعنى كان الدائرة منغلقة على نفسها تمام اى لاتستهلك اى تيار من المصدر
وكانها صورة طبق الاصل من المصدر نفسه بنفس جهده وتردده
بمعنى ادق كان السلك الذى يربطها بالمصدر قد انقطع وهى تتغذى على المصدر
كانها ملف ثانوى والمصدر ملف ابتدائى اى عليها جهد بدون توصيل مباشر
اى كاننا نسخنا مصدر الاشارة بدون ادنى تكلفة فقد اصبح لدينا مصدر تانى
للاشارة يعطى نفس الجهد عند نفس التردد الذى يسمى بالرنين
اى اننا حصلنا على اعلى قيمة للجهد
ومن اجل هذا فسنجد انه فى دائرة التوليف للراديو نستخدم دائرة رنين توازى
لاننا نريد ان نحصل على اعلى قيمة من جهد الاشارة بدون ان نخسر منها شيئ
ولان التكبير فى الدائرة يعتمد اساسا على اشارة الجهد
اما فى التوالى فاشارة الجهد بين المكثف والملف تساوى صفر وهذا لن يفيدنا
فى الراديو ان تكون الاشارة قيمتها صفر اى منتهية تماما
لماذا الممانعة الكلية للمكثف والملف عند الرنين اعلى
مايمكن؟
كما نلاحظ فى الصورة فان الممانعة الكلية لمقاومتين على التوازى تساوى حاصل
ضربهما على حاصل جمعهما
ولانهما متساويتان عند الرنين = 100 اوم
ويجمعان اتجاهيا اى انهما عكس اتجاه بعضهما فيكون مجموعهما = صفر
اذن الممانعة الكلية كما فى الصورة = واحد على صفر
= مالانهاية او قيمة عظمى نظرا لان الملف فى الواقع يوجد له مقاومة
وليس نقى
فى الصورة تلاحظ ان:
عند تردد 100 هيرتز كان التيار اعلى مايمكن فى الدائرة بسبب الملف وبزيادة
التردد يقل تيار الملف ويزيد تيار المكثف الى ان يصل التردد الى القيمة 159
هرتز عندها يتساويان التياران تماما ومحصلتهما = صفر تقريبا عند نقاء
الملف
بزيادة التردد يزيد تيار المكثف ويقل تيار الملف بعد الرنين
كما هو واضح فى الصورة
تلاحظ ان مجموع المنحنيين تيار الملف والمكثف اتجاهيا يساوى صفر عن الرنين
وايضا ستلاحظ ان مؤشر الاميتر يعطى صفر عند الرنين
اضغط على الصفحة التالية ستلاحظ بعد الرنين ان تيار المكثف اعلى من تيار
الملف وهذا طبيعى نظرا لان ممانعة المكثف اقل من ممانعة الملف بعد تردد
الرنين
بزيادة التردد ستزيد ممانعة الملف الى درجة يمكن اهمال التيار المار فيها
نظرا لصغره
فى حالة وجود مقاومة داخلية للملف تمثل بمقاومة صغيرة على التوالى مع الملف
ويجمعان اتجاهيا على التوالى ثم اتجاهيا على التوازى مع المكثف
دائرة الملف والمكثف على التوازى
او مايعرف باسم دائرة رنين التوازى
وساشرح ابسط دائرة وهى عبارة عن مكثف وملف مثاليين اى بدون مقاومة داخلية
فكما نلاحظ الجهد الواقع على الملف هو نفسه الجهد الواقع على المكثف وهو
نفسه جهد المصدر لانهم جميعا على التوازى
تمثيل العلاقة بين الجهد والتيار
اتجاهيا
اتجاهيا
وبما ان الجهد فى الدائرة واحد على كل من المكثف والملف سناخذ الجهد كمحور
افقى والتيار على الملف والمكثف كمحور راسى نظرا لاختلافهما اتجاهيا
وكما هو واضح فى الصورة ففى المكثف التيار يتقدم على الجهد او هو من اوجد
الجهد على المكثف فبالتالى يكون تيار المكثف هو الجزء الموجب من المحور
الراسى والتيار على الملف يمثل الجزء السالب لانه يتاخر على الجهد
تنفيذ الدائرة على برنامج ملتيزم
لشرح الدائرة:
لشرح الدائرة:
الدائرة عبارة عن :
ملف =100مللى هنرى
مكثف =10 ميكرو فاراد
مصدر اشارة متغيرة 10 فولت مع تردد من 100 : 200 هرتز
لاحظ ماياتى عند تنفيذ الدائرة ومرور التيار:
التيار القادم من المصدر = تيار الملف + تيار المكثف
عند التردد المنخفض تكون ممانعة المكثف اعلى من ممانعة الملف ولذلك ستلاحظ
ان تيار المكثف اقل من تيار الملف عند الترددات المنخفضة
بزيادة التردد تقل ممانعة المكثف وتزيد ممانعة الملف الى ان يتساوى تماما
عند تردد الرنين
كيف تحسب تردد الرنين ؟
من هذا الموقع :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
وكما فى الصورة :
ضع قيمة المكثف = 10 ميكرو والملف = 100 مللى هنرى واضغط على مفتاح حساب
تردد الرنين
سيطلع عندك الناتج = 159.155 Hz
وكذلك قيمة الممانعة : 100 اوم
بدلا من حسابها بالمعادلة ادخل الموقع وضع قيمة المكثف او الملف عند التردد
الذى تريده من نفس الموقع فى النافذة العلوية
قم بتغيير قيمة تردد مصدر الجهد الى 159.155 هرتز
عند تردد الرنين :frequency of 159.155 Hz
ستلاحظ مايلى كما فى الصورة:
ان تيار الملف = تيار المكثف = 100مللى امبير
ولانهما مختلفان فى الاتجاه اى بينهما زاوية 180 درجة فان مجموعهما
اتجاهيا يساوى صفر
اى ان عند تردد الرنين قيمة التيار الذى تسحبه دائرة الملف والمكثف صفر
وماذا يعنى هذا ؟
يعنى كان الدائرة منغلقة على نفسها تمام اى لاتستهلك اى تيار من المصدر
وكانها صورة طبق الاصل من المصدر نفسه بنفس جهده وتردده
بمعنى ادق كان السلك الذى يربطها بالمصدر قد انقطع وهى تتغذى على المصدر
كانها ملف ثانوى والمصدر ملف ابتدائى اى عليها جهد بدون توصيل مباشر
اى كاننا نسخنا مصدر الاشارة بدون ادنى تكلفة فقد اصبح لدينا مصدر تانى
للاشارة يعطى نفس الجهد عند نفس التردد الذى يسمى بالرنين
اى اننا حصلنا على اعلى قيمة للجهد
ومن اجل هذا فسنجد انه فى دائرة التوليف للراديو نستخدم دائرة رنين توازى
لاننا نريد ان نحصل على اعلى قيمة من جهد الاشارة بدون ان نخسر منها شيئ
ولان التكبير فى الدائرة يعتمد اساسا على اشارة الجهد
اما فى التوالى فاشارة الجهد بين المكثف والملف تساوى صفر وهذا لن يفيدنا
فى الراديو ان تكون الاشارة قيمتها صفر اى منتهية تماما
لماذا الممانعة الكلية للمكثف والملف عند الرنين اعلى
مايمكن؟
كما نلاحظ فى الصورة فان الممانعة الكلية لمقاومتين على التوازى تساوى حاصل
ضربهما على حاصل جمعهما
ولانهما متساويتان عند الرنين = 100 اوم
ويجمعان اتجاهيا اى انهما عكس اتجاه بعضهما فيكون مجموعهما = صفر
اذن الممانعة الكلية كما فى الصورة = واحد على صفر
= مالانهاية او قيمة عظمى نظرا لان الملف فى الواقع يوجد له مقاومة
وليس نقى
منحنى يبين علاقة التيار مع
التردد
التردد
فى الصورة تلاحظ ان:
عند تردد 100 هيرتز كان التيار اعلى مايمكن فى الدائرة بسبب الملف وبزيادة
التردد يقل تيار الملف ويزيد تيار المكثف الى ان يصل التردد الى القيمة 159
هرتز عندها يتساويان التياران تماما ومحصلتهما = صفر تقريبا عند نقاء
الملف
بزيادة التردد يزيد تيار المكثف ويقل تيار الملف بعد الرنين
موقع يشرح لك العلاقة بين تيار
الملف وتيار المكثف بالجافا
الملف وتيار المكثف بالجافا
كما هو واضح فى الصورة
تلاحظ ان مجموع المنحنيين تيار الملف والمكثف اتجاهيا يساوى صفر عن الرنين
وايضا ستلاحظ ان مؤشر الاميتر يعطى صفر عند الرنين
اضغط على الصفحة التالية ستلاحظ بعد الرنين ان تيار المكثف اعلى من تيار
الملف وهذا طبيعى نظرا لان ممانعة المكثف اقل من ممانعة الملف بعد تردد
الرنين
بزيادة التردد ستزيد ممانعة الملف الى درجة يمكن اهمال التيار المار فيها
نظرا لصغره
فى حالة وجود مقاومة داخلية للملف تمثل بمقاومة صغيرة على التوالى مع الملف
ويجمعان اتجاهيا على التوالى ثم اتجاهيا على التوازى مع المكثف
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:49 pm
قبل مابدا فى شرح
الفلاتر احب ان الفت الانتباه الى عدة نقاط مهمة
اولا :ان هذا شرح بسيط للمبتدئين لتبسيط فكرة الفلتر فقط وليس شرح بتعمق او
للمحترفين
تانيا : اننى ساتطرق لانواع الفلتر الانالوج فقط
ثالث : ارجو من الاخوة اصحاب الخبرات تصحيح اى خطأ قد اقع فيه او توضيح اى
نقطة يراها اخوننا انها قد تكون غامضة او صعبة على مبتدئ
رابعا :اننى اجتهد فقط فى الشرح ولست بخبير فان كان هناك تقصير فهذا لخبرتى
القليلة فى هذا المجال وارجو المعذرة لاى تقصير
استخدام الفلتر :
يستخدم الفلتر كربط بين مراحل التكبير فى دوائر الترانزستور باستخدام مكثف
او يستخدم فى دوائر الترددات العالية بعمل تصفية للترددات المنفخضة واشهر
استعمالاته فى دوائر الرنين فى محطات الراديو والتلفزيون وقبل السماعات حيث
يوضع ملف او مكثف لمنع الترددات العالية او المنخفضة مثلما يريد المستمع
ودوائر تنقية الصوت والاكواليزر
واشهر استخدامات الفلتر ايضا فى دوائر التنعيم حيث يستخدم المكثف بعد دائرة
التوحيد لامرار الترددات فى التيار الى الارضى ويمنع مرور التيار المستمر
ذو التردد الذى يعتبر تردده صفر
اول شيئ معنى الفلتر بيكون وظيفته فى الدائرة السماح بمرور اشارات معينة
الى الحمل ومنع باقى الاشارات وهذا حسب نوع الفلتر نفسه
وياخذ اسم الفلتر من نوع الترددات التى يقوم بتمريرها الى الحمل
فعندما نقول فلتر للترددات المنخفضة اى انه يمرر الترددات المنخفضة ويمنع
الترددات العالية
هذا المنع قد يكون مباشر مثل ماتضع بلوك من الخرسانة امام سيارات لتمنعها
من المرور
او غير مباشر بانك تعمل للسيارات طريق فرعى بحيث تمنع وصولها الى المدينة
الرئيسية ( الحمل) وتخليها ترجع تانى كما جاءت
فى الكهرباء البلوك الخرسانى هو المقاومة الكبيرة يعنى تخلى عنصر الكترونى
يسد الطريق امام التيار وكانه مقاومة كبيرة يمحى التيار تماما او يضعفه
بدرجة كبيرة
اما الطريق الفرعى بانك تضع مقاومة صغيرة فى طريق التيار تاخذه الى الارضى
وبكده تمنع وصوله الى الحمل او الخرج
الحكاية دى بنعملها بطريقتين
اما باستخدام مكثف ومقاومة
او باستخدام ملف ومقاومة او مكثف وملف معا
اولا : سنستخدم المكثف والمقاومة مرة لمنع الترددات
العالية ومرة لمنع الترددات المنخفضة
low pass filter :
بيقصد هنا امرار الترددات المنخفضة ومنع الترددات العالية واسم الفلتر
دايما بيدل على نوع التردد الذى يسمح بمروره فلما نقول فلتر تردد منخفض
يعنى بيمرر التردد المنخفض ويمنع باقى الترددات
اول شيئ المكثف متى يصبح ذو ممانعة عالية ومتى يكون ذو ممانعة منخفضة ؟
Xc = 1 /2c
من المعادلة السابقة لاحظ شيئ مهم
السعة بالفاراد دايما بتكون عشرة اس ناقص رقم يعنى لما تطلع فوق فى المقام
هتكون رقم كبير
وعليه كلما صغرت سعة المكثف زادت الممانعة
ولان التردد بيكون فى المقام (الرقم السفلى من الكسر) يعنى بينقسم عليه
السعة فكلما زاد التردد قلت الممانعة
وكلما قل التردد زادت الممانعة
وعليه فممانعة المكثف او مقاومته بتكون كبيرة فى حالة الترددات الصغرى مثل
تردد اشارة المنازل 50 هرتز
وتكون صغيرة فى حالة الترددات العالية بالكيلو هيرتز او اعلى
لكى نمنع الترددات العالية من المرور الى الحمل بواسطة المكثف ..اين نضعه
فى الدائرة؟
هل نضعه على التوالى مع الحمل ؟
لن تكون هناك فائدة من هذا الوضع لان الترددات العالية سوف تمر من خلاله
لانه لايعمل لها بلوك وانما يمررها
اذن نبحث عن حل اخر طالما نظام البلوك الخرسانى لم ينفع نقوم بانشاء طريق
فرعى للاشارة يمررها الى الارضى وبذلك نمنع وصولها الى الحمل كما فى
الصورة
بكده الترددات المنخفضة هتمر عبر المقاومة 500 اوم الى مقاومة الحمل واحد
كيلو
اما الترددات المنخفضة فلن تمر من المكثف الى الارضى لان المكثف بالنسبة
لها بلوك خرسانى اى مقاومة كبيرة وستشق طريقهل الى الحمل او الخرج
لنرى ماذا يحدث لو غيرنا وضع المكثف وجعلناه على
التوالى مع الاشارة
ماذا يحدث؟
المكثف كما قلنا خرسانة مسلحة مع الترددات المنخفضة وبيرحب جدا بالترددات
العالية
يبقى الشكل ده عبارة عن فلتر للترددات العالية يعنى يسمح لها بالوصول الى
المقاومة R
وهذا مايسمى بفلتر الترددات العالية باستخدام مكثف
high pass filter
استخدام الملف بدل المكثف
دائما تجد الملف عكس المكثف كما سترى فالملف يعمل بلوك خرسانى على الترددات
العالية لان ممانعته ليس فيها بسط ومقام وانما التردد بيتناسب طردى على
طول مع الممانعة فلو زاد التردد زادت الممانعة ولو قل التردد قلت الممانعة
Xl =2L
وعليه لو اردنا عمل فلتر ترددات منخفضة اى يسمح بمرور الترددات المنخفضة
ويمنع الترددات العالية بواسطة الملف
low pass filter
لاحظ فى الرسم الملف لاتشكل ممانعته بلوك مسلح امام الترددات المنخفضة
فيسمح لها بالمرور
اما الترددات العالية فيقوم بعمل بلوك خرسانى ويضعفها تماما او يخنقها
Xl =2fl
high pass filter
فى الصورة :
بوضع الملف فى الطريق الفرعى قد سمحنا بمرور الترددات العالية الى الحمل
اما الترددات المنخفضة فيكون الملف طريق سهل لها لتمر الى الارضى ولاتصل
للحمل
لماذا تسلك الاشارة الطريق الفرعى عندما تكون مقاومته
صغيرة ؟
الطريق الفرعى بالنسبة للتيار عندما يكون امامه مقاومتين بيتفرع فيهم
فبيختار اصغرهم مقاومة ويمر منها اكتر
عشان كده لما نخط المكثف او الملف فى الطريق الفرعى لازم نراعى النقطة دى
ان يكون ممانعتهم اقل بكتير من ممانعة الحمل حتى ينجذب التيار لهم ويرجع
كما جاء
الفلاتر احب ان الفت الانتباه الى عدة نقاط مهمة
اولا :ان هذا شرح بسيط للمبتدئين لتبسيط فكرة الفلتر فقط وليس شرح بتعمق او
للمحترفين
تانيا : اننى ساتطرق لانواع الفلتر الانالوج فقط
ثالث : ارجو من الاخوة اصحاب الخبرات تصحيح اى خطأ قد اقع فيه او توضيح اى
نقطة يراها اخوننا انها قد تكون غامضة او صعبة على مبتدئ
رابعا :اننى اجتهد فقط فى الشرح ولست بخبير فان كان هناك تقصير فهذا لخبرتى
القليلة فى هذا المجال وارجو المعذرة لاى تقصير
استخدام الفلتر :
يستخدم الفلتر كربط بين مراحل التكبير فى دوائر الترانزستور باستخدام مكثف
او يستخدم فى دوائر الترددات العالية بعمل تصفية للترددات المنفخضة واشهر
استعمالاته فى دوائر الرنين فى محطات الراديو والتلفزيون وقبل السماعات حيث
يوضع ملف او مكثف لمنع الترددات العالية او المنخفضة مثلما يريد المستمع
ودوائر تنقية الصوت والاكواليزر
واشهر استخدامات الفلتر ايضا فى دوائر التنعيم حيث يستخدم المكثف بعد دائرة
التوحيد لامرار الترددات فى التيار الى الارضى ويمنع مرور التيار المستمر
ذو التردد الذى يعتبر تردده صفر
معنى الفلتر
اول شيئ معنى الفلتر بيكون وظيفته فى الدائرة السماح بمرور اشارات معينة
الى الحمل ومنع باقى الاشارات وهذا حسب نوع الفلتر نفسه
وياخذ اسم الفلتر من نوع الترددات التى يقوم بتمريرها الى الحمل
فعندما نقول فلتر للترددات المنخفضة اى انه يمرر الترددات المنخفضة ويمنع
الترددات العالية
هذا المنع قد يكون مباشر مثل ماتضع بلوك من الخرسانة امام سيارات لتمنعها
من المرور
او غير مباشر بانك تعمل للسيارات طريق فرعى بحيث تمنع وصولها الى المدينة
الرئيسية ( الحمل) وتخليها ترجع تانى كما جاءت
فى الكهرباء البلوك الخرسانى هو المقاومة الكبيرة يعنى تخلى عنصر الكترونى
يسد الطريق امام التيار وكانه مقاومة كبيرة يمحى التيار تماما او يضعفه
بدرجة كبيرة
اما الطريق الفرعى بانك تضع مقاومة صغيرة فى طريق التيار تاخذه الى الارضى
وبكده تمنع وصوله الى الحمل او الخرج
الحكاية دى بنعملها بطريقتين
اما باستخدام مكثف ومقاومة
او باستخدام ملف ومقاومة او مكثف وملف معا
اولا : سنستخدم المكثف والمقاومة مرة لمنع الترددات
العالية ومرة لمنع الترددات المنخفضة
low pass filter :
بيقصد هنا امرار الترددات المنخفضة ومنع الترددات العالية واسم الفلتر
دايما بيدل على نوع التردد الذى يسمح بمروره فلما نقول فلتر تردد منخفض
يعنى بيمرر التردد المنخفض ويمنع باقى الترددات
اول شيئ المكثف متى يصبح ذو ممانعة عالية ومتى يكون ذو ممانعة منخفضة ؟
Xc = 1 /2
cمن المعادلة السابقة لاحظ شيئ مهم
السعة بالفاراد دايما بتكون عشرة اس ناقص رقم يعنى لما تطلع فوق فى المقام
هتكون رقم كبير
وعليه كلما صغرت سعة المكثف زادت الممانعة
ولان التردد بيكون فى المقام (الرقم السفلى من الكسر) يعنى بينقسم عليه
السعة فكلما زاد التردد قلت الممانعة
وكلما قل التردد زادت الممانعة
وعليه فممانعة المكثف او مقاومته بتكون كبيرة فى حالة الترددات الصغرى مثل
تردد اشارة المنازل 50 هرتز
وتكون صغيرة فى حالة الترددات العالية بالكيلو هيرتز او اعلى
لكى نمنع الترددات العالية من المرور الى الحمل بواسطة المكثف ..اين نضعه
فى الدائرة؟
هل نضعه على التوالى مع الحمل ؟
لن تكون هناك فائدة من هذا الوضع لان الترددات العالية سوف تمر من خلاله
لانه لايعمل لها بلوك وانما يمررها
اذن نبحث عن حل اخر طالما نظام البلوك الخرسانى لم ينفع نقوم بانشاء طريق
فرعى للاشارة يمررها الى الارضى وبذلك نمنع وصولها الى الحمل كما فى
الصورة
بكده الترددات المنخفضة هتمر عبر المقاومة 500 اوم الى مقاومة الحمل واحد
كيلو
اما الترددات المنخفضة فلن تمر من المكثف الى الارضى لان المكثف بالنسبة
لها بلوك خرسانى اى مقاومة كبيرة وستشق طريقهل الى الحمل او الخرج
لنرى ماذا يحدث لو غيرنا وضع المكثف وجعلناه على
التوالى مع الاشارة
ماذا يحدث؟
المكثف كما قلنا خرسانة مسلحة مع الترددات المنخفضة وبيرحب جدا بالترددات
العالية
يبقى الشكل ده عبارة عن فلتر للترددات العالية يعنى يسمح لها بالوصول الى
المقاومة R
وهذا مايسمى بفلتر الترددات العالية باستخدام مكثف
high pass filter
استخدام الملف بدل المكثف
دائما تجد الملف عكس المكثف كما سترى فالملف يعمل بلوك خرسانى على الترددات
العالية لان ممانعته ليس فيها بسط ومقام وانما التردد بيتناسب طردى على
طول مع الممانعة فلو زاد التردد زادت الممانعة ولو قل التردد قلت الممانعة
Xl =2
Lوعليه لو اردنا عمل فلتر ترددات منخفضة اى يسمح بمرور الترددات المنخفضة
ويمنع الترددات العالية بواسطة الملف
low pass filter
لاحظ فى الرسم الملف لاتشكل ممانعته بلوك مسلح امام الترددات المنخفضة
فيسمح لها بالمرور
اما الترددات العالية فيقوم بعمل بلوك خرسانى ويضعفها تماما او يخنقها
Xl =2
flhigh pass filter
فى الصورة :
بوضع الملف فى الطريق الفرعى قد سمحنا بمرور الترددات العالية الى الحمل
اما الترددات المنخفضة فيكون الملف طريق سهل لها لتمر الى الارضى ولاتصل
للحمل
لماذا تسلك الاشارة الطريق الفرعى عندما تكون مقاومته
صغيرة ؟
الطريق الفرعى بالنسبة للتيار عندما يكون امامه مقاومتين بيتفرع فيهم
فبيختار اصغرهم مقاومة ويمر منها اكتر
عشان كده لما نخط المكثف او الملف فى الطريق الفرعى لازم نراعى النقطة دى
ان يكون ممانعتهم اقل بكتير من ممانعة الحمل حتى ينجذب التيار لهم ويرجع
كما جاء
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:50 pm
ليوم ان شاء الله
ساشرح فلتر الترددات المنخفضة بشكل مفصل اكتر مع دائرة عملية على برنامج
ملتيزم مع شرح خواص المنحنيات
تستخدم عموما الفلاتر التى تحتوى على عناصر سلبية مثل المقاومة والمكثف
والملف وتسمى (Passive component ) كفلتر ترددات منخفضة ويطلق عليها مسمى
سلبى لانها تستهلك جزء من طاقة الدخل وعليه فان خرجها دائما اقل من الدخل
اى لايوجد كسب واذا كتب يكتب امامه علامة السالب لتمييزه
اما دوائر الفلتر باستخدام المكبرات فتسمى عناصر ايجابية نظرا لان هناك كسب
لدائرة الفلتر فى تلك الحالات
لنحلل تلك الدائرة البسيطة فى الصورة التى تمثل فلتر
ترددات منخفضة
فى هذه الدائرة تلاحظ ان دائرة الدخل عبارة عن مكثف ومقاومة على التوالى
بينما دائرة الخرج عبارة عن المكثف فقط حيث ياخذ الخرج من على المكثف
ولان هذه الدائرة بها عنصر واحد فقط غير فعال reactive
وهو المكثف لذلك تسمى دائرة فلتر اولى او ذو عنصر واحد
نلاحظ ايضا انه عند الترددات المنخفضة فان ممانعة المكثف تكون كبيرة جدا
وعليه فالجهد الواقع عليه يكون كبير بالمقارنة بالجهد المستهلك على
المقاومة حيث المقاومة لاتتاثر بتغير التررد
وعند الترددات العالية سيحدث العكس اى يكون الجهد على المكثف اى جهد الخرج
صغير جدا ويكاد يكون شورت على الخرج بينما يكون الجهد على المقاومة عالى
الفلتر بهذا الشكل يمكن اعتباره ايضا مقسم للجهد بواسطة التردد
وبالرجوع الى مقسم الجهد العادى الذى يقسم الجهد بين مقاومتين على التوالى
كالاتى :
بتطبيق هذه المعادلة على دائرتنا التى ياخذ المكثف مكان المقاومة الثانية
يكون لدينا العلاقات التالية :
من المعادلة الاخيرة تلاحظ ان الكسب فى الجهد للدائرة اى جهد الخرج على جهد
الدخل يساوى النسبة بين ممانعة المكثف الى الممانعة الكلية للمكثف
والمقاومة على التوالى
ولاحظ ملحوظة مهمة هى ان الممانعة Z هى جمع اتجاهى للممانعة المكثف
والمقاومة اى = خارج الجذر التربيعى لمربع كل منهم
وركز فى تلك العلاقة لاننا سوف نحتاجها قريبا
سنستخدم برنامج محاكاة لتنفيذ هذه الدائرة عمليا
وانا عن نفسى استخدمت برنامج ملتيزم
الدائرة عبارة عن مصدر اشارة 10 فولت ( rms ) حوالى 14 فولت على البرنامج
(بتضرب فى 1.4 لان البرنامج بيظهر amplitude
مقاومة 4.7 كيلو
مكثف 47 نانو فاراد
المطلوب هو :
حساب جهد الخرج عند تردد : 100هرتز و عند تردد 10كيلو هرتز
ومقارنته بجهد الدخل وبيان العلاقة بينهما على الاسكلوسكوب
وبيان العلاقة بين التردد والكسب للدائرة على جهاز رسم التردد كعلاقة مع
الكسب بلود بلوتر
فى الصورة كما ترى قمت بتكوين الدائرة وركبت عليها
جهاز افوميتر واسكلوسكوب وجهاز بود بلوتر فظهر عندى مايلى:
عند التردد 100 هيرتز كان جهد الخرج تقريبا مساويا لجهد الدخل 9.8 فولت
بينما عند تردد 10 كيلو هيرتز نقص جهد الخرج الى حوالى 0.711 فولت
هذا لان المكثف عند التردد العالى يكاد يعمل شورت على الخرج اى يجعله صغير
جدا
دعونا نقوم بالعملية حسابيا كما يلى:
كما تلاحظ فى المعادلات ستجد نفس القيم على البرنامج تقريبا
شكل اشارة الدخل واشارة الخرج على الاسكلو سكوب
لاحظ قوة اشارة الخرج تقريبا مساوية للدخل =9.8فولت (13.8 فولت (rms ) عند
التردد المنخفض 100 هيرتز
حيث اشارة الدخل باللون الاحمر واشارة الخرج باللون الازرق
هنا لاحظ ضعف الاشارة على الخرج عند التردد 10 كيلو
هيرتز تقريبا 0.71 فولت
العلاقة بين التردد والكسب فى للدائرة :
لاحظ هنا العلامات الحمراء تشير الى نقطة تردد القطع
الصورتان تعبران عن شكل واحد للعلاقة بين الكسب والتردد
فالاولى رسم توضيحى والثانية رسم ماخوذ عمليا من على البرنامج
تلاحظ فى الصورة مايلى :
لاحظ فى هذا المنحنى انه مستقيم عند الترددات المنخفضة والكسب تقريبا يساوى
واحد نظرا لتساوى الخرج مع الدخل تقريبا
الى ان يصل التردد عند القيمة 722 هيرتز تقريبا عندها ياخذ فى الانحدار
عند بداية نقطة الانحدار يبدا كسب الدائرة فى النقصان عن الواحد بدرجة
كبيرة وعند هذه الحالة وعندما يبدا المنحنى فى الانحدار يسمى التردد التى
تعمل عنده الدائرة فى تلك الحالة بتردد القطع او الانكسار Cut-off Frequency point .c ).
حيث قبل هذا التردد كان المكثف يبدى مقاومة عالية للتيار مما يجعل التيار
يمر الى خرج الدائرة مما يزيد الكسب
وبعد هذا التردد تقل ممانعة المكثف مما يعمل على سحب جزء من التيار الذاهب
الى الخرج وبذلك تقل استجابة الدائرة او بمعنى اخر يقل الكسب بعد تردد
القطع
وبزيادة التردد بعد تردد القطع يضعف الكسب اكثر وتقل جدا مقاومة المكثف الى
الدرجة انها تعمل شورت على الخرج وتجعله يقترب من الصفر
تقسيمات المنحنى :
Passband zone. : هى المنطقة التى تمثل جميع
الترددات التى تسبق تردد القطع ويطلق عليها ايضا Bandwidth of the filter.
اى حزمة الترددات التى يسمح لها الفلتر بالمرور
Stopband zone : هى المنطقة التى تلى تردد
القطع وهى تحوى كل الترددات التى لايسمح الفلتر لها بالمرور والتى عندها
تكون اشارة الخرج ضعيفة او ميتة
كيف نحدد تردد القطع
لاحظ العلماء ان المنحنى الذى يمثل العلاقة بين الكسب والتردد ياخذ فى
الانحدار عندما تتساوى قيمة ممانعة المكثف مع مقاومة الدائرة اى عندما
R = Xc = 4k7
وبتطبيق هذا على الدائرة لمعرفة قيمة جهد الخرج وقيمة الكسب تعالوا نحسب
الممانعة الكلية للدائرة عند تساوى ممانعة المكثف مع المقاومة
حيث نقوم بجمع الممانعة للمكثف مع المقاومة اتجاهيا كما تعلمنا وليس حسابيا
ومن ثم نعوض فى العلاقة بين الدخل والخرج من معادلة مجزئ الجهد السابقة
Vout =Vin*Xc
على/ الجذر التربيعى للممانعة تربيع + المقاومة تربيع
وبالتعويض سيكون الناتج كما يلى :
Vout /Vin =1/1.41
حيث 1.4 تمثل جذر اتنين بعد تبسيط المعادلة
Vout=0.7 Vin
اى ان عند تردد القطع يكون جهد الخرج = 0.7 من جهد الدخل
ولايجاد الكسب نعوض فى المعادلة :
(20log Vout/Vin
= -3dB
واشارة السالب نظرا لان ليس هناك كسب ولكنه فقد ويقاس الكسب بالديسيبل كما
نعلم
كما نرى تردد القطع = 720 هيرتز تقريبا ولايجاد قيمة تردد القطع من على
منحنى البود بلوتر فى البرنامج
كما هو واضح فى الصورة التى تبين المنحنى فى البرنامج
اضغط على المربع الخاص بالبود بلوتر سيظهر لك المنحنى قم بتحريك السهم الى
منطقة القطع وانظر الى قيمة الكسب حتى تصل الى القيمة -3DB
عندها ستجد قراة التردد تقريبا فعلا 720 هيرتز
موقع لحسابات الكسب للفلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
ساشرح فلتر الترددات المنخفضة بشكل مفصل اكتر مع دائرة عملية على برنامج
ملتيزم مع شرح خواص المنحنيات
تستخدم عموما الفلاتر التى تحتوى على عناصر سلبية مثل المقاومة والمكثف
والملف وتسمى (Passive component ) كفلتر ترددات منخفضة ويطلق عليها مسمى
سلبى لانها تستهلك جزء من طاقة الدخل وعليه فان خرجها دائما اقل من الدخل
اى لايوجد كسب واذا كتب يكتب امامه علامة السالب لتمييزه
اما دوائر الفلتر باستخدام المكبرات فتسمى عناصر ايجابية نظرا لان هناك كسب
لدائرة الفلتر فى تلك الحالات
لنحلل تلك الدائرة البسيطة فى الصورة التى تمثل فلتر
ترددات منخفضة
فى هذه الدائرة تلاحظ ان دائرة الدخل عبارة عن مكثف ومقاومة على التوالى
بينما دائرة الخرج عبارة عن المكثف فقط حيث ياخذ الخرج من على المكثف
ولان هذه الدائرة بها عنصر واحد فقط غير فعال reactive
وهو المكثف لذلك تسمى دائرة فلتر اولى او ذو عنصر واحد
نلاحظ ايضا انه عند الترددات المنخفضة فان ممانعة المكثف تكون كبيرة جدا
وعليه فالجهد الواقع عليه يكون كبير بالمقارنة بالجهد المستهلك على
المقاومة حيث المقاومة لاتتاثر بتغير التررد
وعند الترددات العالية سيحدث العكس اى يكون الجهد على المكثف اى جهد الخرج
صغير جدا ويكاد يكون شورت على الخرج بينما يكون الجهد على المقاومة عالى
العلاقة بين الجهد على خرج ودخل
الدائرة
الدائرة
الفلتر بهذا الشكل يمكن اعتباره ايضا مقسم للجهد بواسطة التردد
وبالرجوع الى مقسم الجهد العادى الذى يقسم الجهد بين مقاومتين على التوالى
كالاتى :
بتطبيق هذه المعادلة على دائرتنا التى ياخذ المكثف مكان المقاومة الثانية
يكون لدينا العلاقات التالية :
من المعادلة الاخيرة تلاحظ ان الكسب فى الجهد للدائرة اى جهد الخرج على جهد
الدخل يساوى النسبة بين ممانعة المكثف الى الممانعة الكلية للمكثف
والمقاومة على التوالى
ولاحظ ملحوظة مهمة هى ان الممانعة Z هى جمع اتجاهى للممانعة المكثف
والمقاومة اى = خارج الجذر التربيعى لمربع كل منهم
وركز فى تلك العلاقة لاننا سوف نحتاجها قريبا
مثال عملى لحساب جهد الخرج :
سنستخدم برنامج محاكاة لتنفيذ هذه الدائرة عمليا
وانا عن نفسى استخدمت برنامج ملتيزم
الدائرة عبارة عن مصدر اشارة 10 فولت ( rms ) حوالى 14 فولت على البرنامج
(بتضرب فى 1.4 لان البرنامج بيظهر amplitude
مقاومة 4.7 كيلو
مكثف 47 نانو فاراد
المطلوب هو :
حساب جهد الخرج عند تردد : 100هرتز و عند تردد 10كيلو هرتز
ومقارنته بجهد الدخل وبيان العلاقة بينهما على الاسكلوسكوب
وبيان العلاقة بين التردد والكسب للدائرة على جهاز رسم التردد كعلاقة مع
الكسب بلود بلوتر
فى الصورة كما ترى قمت بتكوين الدائرة وركبت عليها
جهاز افوميتر واسكلوسكوب وجهاز بود بلوتر فظهر عندى مايلى:
عند التردد 100 هيرتز كان جهد الخرج تقريبا مساويا لجهد الدخل 9.8 فولت
بينما عند تردد 10 كيلو هيرتز نقص جهد الخرج الى حوالى 0.711 فولت
هذا لان المكثف عند التردد العالى يكاد يعمل شورت على الخرج اى يجعله صغير
جدا
دعونا نقوم بالعملية حسابيا كما يلى:
كما تلاحظ فى المعادلات ستجد نفس القيم على البرنامج تقريبا
شكل اشارة الدخل واشارة الخرج على الاسكلو سكوب
لاحظ قوة اشارة الخرج تقريبا مساوية للدخل =9.8فولت (13.8 فولت (rms ) عند
التردد المنخفض 100 هيرتز
حيث اشارة الدخل باللون الاحمر واشارة الخرج باللون الازرق
هنا لاحظ ضعف الاشارة على الخرج عند التردد 10 كيلو
هيرتز تقريبا 0.71 فولت
العلاقة بين التردد والكسب فى للدائرة :
لاحظ هنا العلامات الحمراء تشير الى نقطة تردد القطع
الصورتان تعبران عن شكل واحد للعلاقة بين الكسب والتردد
فالاولى رسم توضيحى والثانية رسم ماخوذ عمليا من على البرنامج
تلاحظ فى الصورة مايلى :
لاحظ فى هذا المنحنى انه مستقيم عند الترددات المنخفضة والكسب تقريبا يساوى
واحد نظرا لتساوى الخرج مع الدخل تقريبا
الى ان يصل التردد عند القيمة 722 هيرتز تقريبا عندها ياخذ فى الانحدار
عند بداية نقطة الانحدار يبدا كسب الدائرة فى النقصان عن الواحد بدرجة
كبيرة وعند هذه الحالة وعندما يبدا المنحنى فى الانحدار يسمى التردد التى
تعمل عنده الدائرة فى تلك الحالة بتردد القطع او الانكسار Cut-off Frequency point .
c ).حيث قبل هذا التردد كان المكثف يبدى مقاومة عالية للتيار مما يجعل التيار
يمر الى خرج الدائرة مما يزيد الكسب
وبعد هذا التردد تقل ممانعة المكثف مما يعمل على سحب جزء من التيار الذاهب
الى الخرج وبذلك تقل استجابة الدائرة او بمعنى اخر يقل الكسب بعد تردد
القطع
وبزيادة التردد بعد تردد القطع يضعف الكسب اكثر وتقل جدا مقاومة المكثف الى
الدرجة انها تعمل شورت على الخرج وتجعله يقترب من الصفر
تقسيمات المنحنى :
Passband zone. : هى المنطقة التى تمثل جميع
الترددات التى تسبق تردد القطع ويطلق عليها ايضا Bandwidth of the filter.
اى حزمة الترددات التى يسمح لها الفلتر بالمرور
Stopband zone : هى المنطقة التى تلى تردد
القطع وهى تحوى كل الترددات التى لايسمح الفلتر لها بالمرور والتى عندها
تكون اشارة الخرج ضعيفة او ميتة
كيف نحدد تردد القطع
لاحظ العلماء ان المنحنى الذى يمثل العلاقة بين الكسب والتردد ياخذ فى
الانحدار عندما تتساوى قيمة ممانعة المكثف مع مقاومة الدائرة اى عندما
R = Xc = 4k7
وبتطبيق هذا على الدائرة لمعرفة قيمة جهد الخرج وقيمة الكسب تعالوا نحسب
الممانعة الكلية للدائرة عند تساوى ممانعة المكثف مع المقاومة
حيث نقوم بجمع الممانعة للمكثف مع المقاومة اتجاهيا كما تعلمنا وليس حسابيا
ومن ثم نعوض فى العلاقة بين الدخل والخرج من معادلة مجزئ الجهد السابقة
Vout =Vin*Xc
على/ الجذر التربيعى للممانعة تربيع + المقاومة تربيع
وبالتعويض سيكون الناتج كما يلى :
Vout /Vin =1/1.41
حيث 1.4 تمثل جذر اتنين بعد تبسيط المعادلة
Vout=0.7 Vin
اى ان عند تردد القطع يكون جهد الخرج = 0.7 من جهد الدخل
ولايجاد الكسب نعوض فى المعادلة :
(20log Vout/Vin
= -3dB
واشارة السالب نظرا لان ليس هناك كسب ولكنه فقد ويقاس الكسب بالديسيبل كما
نعلم
حساب تردد القطع حسابيا : Cut-off
Frequency
Frequency
كما نرى تردد القطع = 720 هيرتز تقريبا ولايجاد قيمة تردد القطع من على
منحنى البود بلوتر فى البرنامج
كما هو واضح فى الصورة التى تبين المنحنى فى البرنامج
اضغط على المربع الخاص بالبود بلوتر سيظهر لك المنحنى قم بتحريك السهم الى
منطقة القطع وانظر الى قيمة الكسب حتى تصل الى القيمة -3DB
عندها ستجد قراة التردد تقريبا فعلا 720 هيرتز
موقع لحسابات الكسب للفلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:50 pm
تاثير قيمة المقاومة
على تردد القطع
تكملة للموضوع السابق احببت ان اضيف تاثير المقاومة المشتركة مع المكثف
كفلتر على تردد القطع
ساضرب مثلين هنا حيث ساجرب تغييرها فى المثال السابق مرة بعشرة كيلو ومرة
اخرى بواحد كيلو
عند تغييرها ووضع مقاومة 10 كيلو انظر ماذا حدث لتردد القطع؟
وكما هو واضح فى الصورة نحرك المؤشر الى اليمين الى ان نصل لتردد القطع
للدائرة والذى عنده الكسب = - 3 DB
نلاحظ ان قيمة التردد المقابل لتلك القيمة هو :
Fc=338 hz
اى انه نقص عن ماكانت عليه المقاومة 4.7 كيلو
نغير المقاومة الى واحد كيلو فقط ونرى
لاحظ ان تردد القطع الجديد قد زاد الى 3.4 كيلو هيرتز
اى انه تقريبا يعادل عشر مرات تردد قطع السابق
من هنا نستنتج ان التردد يتناسب عكسيا مع المقاومة وتلاحظها من المعادلة
التى تحدد تردد القطع :
Fc =1/2Rc
00000000000000000000000000000000000000000000000000 00000
ماحكاية 3DB ?
اول شيئ وبدون الدخول فى التفاصيل
لوغاريتم Pout/Pin =وحدة كبيرة تسمى البيل
وعلى اساس انها كبيرة فقد قسموها العلماء الى عشرة وحدات كل وحدة تسمى
ديسيبيل
اى ان الديسيبل = 0.1 بيل
وعليه بالتعويض فى قانون الكسب للقدرة يطلع لنا ان :
الديسيبل = 10 *لو غاريتم قدرة الخرج على قدرة الدخل
dB = 10 * log ( P1 / P2 )
وبحذف القدرة والتعويض بالجهد فنحن عندانا P =V*V /R
وبالاختصار ينتج لنا العلاقة : dB = 20 * log (V1 / V2 )
لان علامة الاس (2) تنزل تحت كما نعلم وتضرب فى العشرة
عند تردد القطع وتساوى المقاومة مع الممانعة طلع لنا ان جهد الخرج على جهد
الدخل = 0.7
ومن اللوغاريتمات تجد ان لوغاريتم 0.7 =-0.1549
اضرب الناتح فى عشرين لكى تحصل على الناتج من معادلة الكسب
=0.1549*20 = -3DB
3 db = قيمة الكسب عند تردد القطع او قيمة الكسب عندما تتساوى ممانعة
المكثف مع مقاومة الدخل فى الدائرة او بصورة اخرى ايضا عندما يكون الكسب فى
الجهد 0.7
او ايضا عندما يكون الكسب فى القدرة = 0.5
وجاءت 0.5 من حاصل ضرب 0.7 فى نفسها لان القدرة كما نعلم تساوى مربع الفولت
فى المقاومة اى ان نسبة القدرة تساوى مربع نسبة الجهد
على تردد القطع
تكملة للموضوع السابق احببت ان اضيف تاثير المقاومة المشتركة مع المكثف
كفلتر على تردد القطع
ساضرب مثلين هنا حيث ساجرب تغييرها فى المثال السابق مرة بعشرة كيلو ومرة
اخرى بواحد كيلو
عند تغييرها ووضع مقاومة 10 كيلو انظر ماذا حدث لتردد القطع؟
وكما هو واضح فى الصورة نحرك المؤشر الى اليمين الى ان نصل لتردد القطع
للدائرة والذى عنده الكسب = - 3 DB
نلاحظ ان قيمة التردد المقابل لتلك القيمة هو :
Fc=338 hz
اى انه نقص عن ماكانت عليه المقاومة 4.7 كيلو
نغير المقاومة الى واحد كيلو فقط ونرى
لاحظ ان تردد القطع الجديد قد زاد الى 3.4 كيلو هيرتز
اى انه تقريبا يعادل عشر مرات تردد قطع السابق
من هنا نستنتج ان التردد يتناسب عكسيا مع المقاومة وتلاحظها من المعادلة
التى تحدد تردد القطع :
Fc =1/2
Rc00000000000000000000000000000000000000000000000000 00000
ماحكاية 3DB ?
اول شيئ وبدون الدخول فى التفاصيل
لوغاريتم Pout/Pin =وحدة كبيرة تسمى البيل
وعلى اساس انها كبيرة فقد قسموها العلماء الى عشرة وحدات كل وحدة تسمى
ديسيبيل
اى ان الديسيبل = 0.1 بيل
وعليه بالتعويض فى قانون الكسب للقدرة يطلع لنا ان :
الديسيبل = 10 *لو غاريتم قدرة الخرج على قدرة الدخل
dB = 10 * log ( P1 / P2 )
وبحذف القدرة والتعويض بالجهد فنحن عندانا P =V*V /R
وبالاختصار ينتج لنا العلاقة : dB = 20 * log (V1 / V2 )
لان علامة الاس (2) تنزل تحت كما نعلم وتضرب فى العشرة
عند تردد القطع وتساوى المقاومة مع الممانعة طلع لنا ان جهد الخرج على جهد
الدخل = 0.7
ومن اللوغاريتمات تجد ان لوغاريتم 0.7 =-0.1549
اضرب الناتح فى عشرين لكى تحصل على الناتج من معادلة الكسب
=0.1549*20 = -3DB
3 db = قيمة الكسب عند تردد القطع او قيمة الكسب عندما تتساوى ممانعة
المكثف مع مقاومة الدخل فى الدائرة او بصورة اخرى ايضا عندما يكون الكسب فى
الجهد 0.7
او ايضا عندما يكون الكسب فى القدرة = 0.5
وجاءت 0.5 من حاصل ضرب 0.7 فى نفسها لان القدرة كما نعلم تساوى مربع الفولت
فى المقاومة اى ان نسبة القدرة تساوى مربع نسبة الجهد
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:51 pm
هذا الفلتر موجود في مدخل الجهد الكهربي لكل الأجهزة الإلكترونية
والداعي للسؤال .. هو ... إختلاف حث الملف حسب تيار الوحدة وليس التردد
فالتردد ثابت 50 إلى 60 هيتز
الدائرة بوسط الملفين للدلالة على أنهما بقلب واحد
والداعي للسؤال .. هو ... إختلاف حث الملف حسب تيار الوحدة وليس التردد
فالتردد ثابت 50 إلى 60 هيتز
الدائرة بوسط الملفين للدلالة على أنهما بقلب واحد
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:52 pm
اليوم سناخذ تمرين
عملى على فلتر التردد العالى او تمرير التردد العالى المكون من مكثف
ومقاومة
كما شرحت سابقا يقوم المكثف بقطع كل الترددات المنخفضة الى ان ياتى تردد
القطع بعدها يبدا المكثف فى امرار الرترددات بعد تردد القطع
لنرى شكل منحنى الاستجابة او بود بلوت
The Bode Plot or Frequency Response Curve
لاحظ ان هذا المنحنى صورة معكوسة لمنحنى فلتر التردد المنخفض ولاحظ العلاقة
بين الدخل والخرج قبل تردد القطع حيث يزيد الخرج ممثلا فى ميل الخط عند
20dB/Decade (6dB/Octave)
وعند الوصول الى نقطة القطع 3db تتوقف تلك الزيادة وياخذ المنحنى خط
مستقيم نظرا لصغر ممانعة المكثف كلما زاد التردد لدرجة انها لن تؤثر على
جهد الخرج اى لن تنقص التيار لصغر قيمتها
لاحظ فى الصورة ايضا ان منطقة القطع على يسار المنحنى بعكس الفلتر الاخر
كانت على يمين المنحنى
احسب تردد القطع لفلتر تمرير الاشارات العالية مكون
من
مكثف 82pF
موصل مع مقاومة توالى 240k
حسابيا : بتطبيق العلاقة التى تعين تردد القطع حيث
عندها ممانعة المكثف تساوى المقاومة
اختر اشارة دخل 14 فولت لتظهر على الافوميتر 10 فولت
واختار تردد 100 هيرتز لنرى كم تظهر على الخرج
لاحظ هنا ان الاشارة على الخرج ضعيفة جدا = 120 مللى فولت وهذا دليل ان
المكثف قد منع وصولها الى المقاومة التى تمثل الخرج او اضعفها نهائيا عند
تردد 100 هرتز
عند تغيير التردد الى 20 كيلو هيرتز
لاحظ ان اشارة الخرج كبيرة عند تردد 20 كيلو هيرتز =9.14 فولت
اى ان المكثف يسمح بمرور الاشارة عند الترددات العالية
لاحظ على منحنى الاستجابة ( بود بلوتر) ان قيمة تردد القطع هو 8 كيلو
هيرتز وهو فعلا = القيمة الحسابية لتردد القطع
عملى على فلتر التردد العالى او تمرير التردد العالى المكون من مكثف
ومقاومة
كما شرحت سابقا يقوم المكثف بقطع كل الترددات المنخفضة الى ان ياتى تردد
القطع بعدها يبدا المكثف فى امرار الرترددات بعد تردد القطع
لنرى شكل منحنى الاستجابة او بود بلوت
The Bode Plot or Frequency Response Curve
لاحظ ان هذا المنحنى صورة معكوسة لمنحنى فلتر التردد المنخفض ولاحظ العلاقة
بين الدخل والخرج قبل تردد القطع حيث يزيد الخرج ممثلا فى ميل الخط عند
20dB/Decade (6dB/Octave)
وعند الوصول الى نقطة القطع 3db تتوقف تلك الزيادة وياخذ المنحنى خط
مستقيم نظرا لصغر ممانعة المكثف كلما زاد التردد لدرجة انها لن تؤثر على
جهد الخرج اى لن تنقص التيار لصغر قيمتها
لاحظ فى الصورة ايضا ان منطقة القطع على يسار المنحنى بعكس الفلتر الاخر
كانت على يمين المنحنى
تمرين عملى
احسب تردد القطع لفلتر تمرير الاشارات العالية مكون
من
مكثف 82pF
موصل مع مقاومة توالى 240k
حسابيا : بتطبيق العلاقة التى تعين تردد القطع حيث
عندها ممانعة المكثف تساوى المقاومة
تنفيذ التمرين على ملتيزم
اختر اشارة دخل 14 فولت لتظهر على الافوميتر 10 فولت
واختار تردد 100 هيرتز لنرى كم تظهر على الخرج
لاحظ هنا ان الاشارة على الخرج ضعيفة جدا = 120 مللى فولت وهذا دليل ان
المكثف قد منع وصولها الى المقاومة التى تمثل الخرج او اضعفها نهائيا عند
تردد 100 هرتز
عند تغيير التردد الى 20 كيلو هيرتز
لاحظ ان اشارة الخرج كبيرة عند تردد 20 كيلو هيرتز =9.14 فولت
اى ان المكثف يسمح بمرور الاشارة عند الترددات العالية
لاحظ على منحنى الاستجابة ( بود بلوتر) ان قيمة تردد القطع هو 8 كيلو
هيرتز وهو فعلا = القيمة الحسابية لتردد القطع
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:52 pm
شرحت فلتر التردد
المنخفض وفلتر التردد العالى وفهمنا ان فلتر التردد المنخفض يمرر الترددات
المنخفضة فقط والتى تبدأ من الصفر حتى تردد القطع
وان فلتر التردد العالى يمرر كل الترددات العالية بعد تردد القطع الى
مالانهاية
ماذا لو اردنا امرار حزمة من الترددات التى تنحصر بين تردد القطع للفلترين
اى اذا اردنا امرار ترددات ليست منخفضة جدا او ليست عالية جدا لان فلتر
التردد المنخفض يمرر ترددات منخفضة تبدأ من الصفر والى تردد القطع وهذا
مالانريده
وكذلك فلتر الترددات العالية يمرر ترددات عالية جدا بعد تردد قطعه وهذا
مالانريده ايضا
اذن الحل فى دمج الفلترين مع بعضهما حيث ستكون النتيجة مرضية لنا
ويكون الفلتر الجديد ممر لمجموعة من الترددات تنحصر بين تردد القطع
للفلترين كما فى الصورة
يسمى هذا النوع الناتج من اندماج الفلترين ب : Band
Pass Filters
فى هذا الرسم تلاحظ على اليسار ان الاشارة ضعيفة عند الترددات المنخفضة
وتبدا فى الزيادة الى ان تصل الى تردد القطع لفلتر التردد العالى حيث تبدا
فى الاستقرار عند الترددات التى تنحصر بين تردد القطع للمنخفض والعالى
وعندما تصل الى تردد القطع لفلتر التردد المنخفض تبدا مرة اخرى الاشارة فى
النقصان الى ان تضعف نهائيا
المنحنى مقسم الى ثلاث مناطق:
منطقتين تسميان stop band
وهى المنطقة التى تكون الاشارة فيها ضعيفة اى الاستجابة او الكسب ضعيف
Pass band :
وهى المنطقة المنحصرة بين تردد القطع للفلترين وهى عبارة عن مجموعة من
الترددات او حزمة الترددات التى تكون الاشارة عندها عالية القيمة
Centre Frequency" : وهى النقطة التى يكون
عندها كسب الاشارة اعلى مايمكن
وتحسب قيمتها من العلاقة
r2 = c-upper x c-lower.
يسمى هذا النوع من الفلاتر ايضا ب 2nd Orderنظرا
لانه يحتوى على عنصرين غير فعلاين وهما الاثنين مكثف
تردد القطع لاى من الفلترين يحسب من العلاقة المعروفة :
حيث c هى سعة كل مكثف يراد حساب تردد القطع لفلتره
التمرين عبارة عن تصميم فلترمكون من مقاومتين ومكثفين يمرر ترددات اعلى من 1
كيلو هيرتز واقل من 30 كيلو هيرتز
افترض ان المقاومتين قيمة كل منها 15.9 كيلو اوم
احسب قيمة المكثفين المطلوبين
اولا : ناخذ فلتر الترددات العالية ونحسب قيمة مكثفه
حيث نريد حساب قيمة مكثف يعمل قطع عند التردد 1 كيلو هيرتز ومقاومة 15.9
كيلو
بالتعويض فى معادلة تردد القطع ينتج لنا قيمة المكثف = 10 نانو فاراد
The Low Pass Filter Stage. الجزء الثانى من الفلتر
حساب قيمة المكثف الذى يعطى تردد قطع عند 30 كيلو هيرتز ومقاومة 15.9 كيلو
هو :
اى ان قيمة المكثف الذى يعطى تردد قطع عند 30 كيلو هيرتز = 334 بيكو فاراد
تنفيذ التمرين على برنامج مالتيزم:
سنصمم الدائرة السابقة بكل قيمها حيث:
المقاومتين =15.9 كيلو اوم
المكثف الاول 10 نانو فاراد
المكثف الثانى 334 بيكو فاراد
تردد واحد كيلو ثم 30 كيلو
جهد الاشارة على الفولتميتر 10 فولت (14 على الاسكلوسكوب )
ستجد ان قراءة الافوميتر فى الحالتين 6.8 فولت عند الترددين 1 كيلو هيرتز و
30 كيلو هيرتز
اى تقريبا 7 فولت وهى تعنى فعلا ان قيمة جهد الخرج = 0.7 من قيمة جهد الدخل
عند تردد القطع
هنا هتلاحظ ان فعلا قيمة تردد القطع = ا كيلو هيرتز عند 3db
وهذا فعلا صحيح
والمنحنى هنا يمثل فلتر التردد العالى لانه بيحجز كل الترددات قبل تردد
الواحد كيلو هيرتز
لاحظ ان قيمة الكسب 3db عند تردد القطع 30 كيلو هيرتز تقريبا
وان الفلتر يحجز او يضعف كل الترددات بعد هذا التردد وهذا مايفعله فعلا
فلتر التردد المنخفض حيث يمرر الترددات قبل تردد القطع ويمنع او يضعف
الترددات التى تاتى بعده
المنخفض وفلتر التردد العالى وفهمنا ان فلتر التردد المنخفض يمرر الترددات
المنخفضة فقط والتى تبدأ من الصفر حتى تردد القطع
وان فلتر التردد العالى يمرر كل الترددات العالية بعد تردد القطع الى
مالانهاية
ماذا لو اردنا امرار حزمة من الترددات التى تنحصر بين تردد القطع للفلترين
اى اذا اردنا امرار ترددات ليست منخفضة جدا او ليست عالية جدا لان فلتر
التردد المنخفض يمرر ترددات منخفضة تبدأ من الصفر والى تردد القطع وهذا
مالانريده
وكذلك فلتر الترددات العالية يمرر ترددات عالية جدا بعد تردد قطعه وهذا
مالانريده ايضا
اذن الحل فى دمج الفلترين مع بعضهما حيث ستكون النتيجة مرضية لنا
ويكون الفلتر الجديد ممر لمجموعة من الترددات تنحصر بين تردد القطع
للفلترين كما فى الصورة
يسمى هذا النوع الناتج من اندماج الفلترين ب : Band
Pass Filters
فى هذا الرسم تلاحظ على اليسار ان الاشارة ضعيفة عند الترددات المنخفضة
وتبدا فى الزيادة الى ان تصل الى تردد القطع لفلتر التردد العالى حيث تبدا
فى الاستقرار عند الترددات التى تنحصر بين تردد القطع للمنخفض والعالى
وعندما تصل الى تردد القطع لفلتر التردد المنخفض تبدا مرة اخرى الاشارة فى
النقصان الى ان تضعف نهائيا
المنحنى مقسم الى ثلاث مناطق:
منطقتين تسميان stop band
وهى المنطقة التى تكون الاشارة فيها ضعيفة اى الاستجابة او الكسب ضعيف
Pass band :
وهى المنطقة المنحصرة بين تردد القطع للفلترين وهى عبارة عن مجموعة من
الترددات او حزمة الترددات التى تكون الاشارة عندها عالية القيمة
Centre Frequency" : وهى النقطة التى يكون
عندها كسب الاشارة اعلى مايمكن
وتحسب قيمتها من العلاقة
r2 = c-upper x c-lower.يسمى هذا النوع من الفلاتر ايضا ب 2nd Orderنظرا
لانه يحتوى على عنصرين غير فعلاين وهما الاثنين مكثف
تردد القطع لاى من الفلترين يحسب من العلاقة المعروفة :
حيث c هى سعة كل مكثف يراد حساب تردد القطع لفلتره
تمرين عملى :
التمرين عبارة عن تصميم فلترمكون من مقاومتين ومكثفين يمرر ترددات اعلى من 1
كيلو هيرتز واقل من 30 كيلو هيرتز
افترض ان المقاومتين قيمة كل منها 15.9 كيلو اوم
احسب قيمة المكثفين المطلوبين
اولا : ناخذ فلتر الترددات العالية ونحسب قيمة مكثفه
حيث نريد حساب قيمة مكثف يعمل قطع عند التردد 1 كيلو هيرتز ومقاومة 15.9
كيلو
بالتعويض فى معادلة تردد القطع ينتج لنا قيمة المكثف = 10 نانو فاراد
The Low Pass Filter Stage. الجزء الثانى من الفلتر
حساب قيمة المكثف الذى يعطى تردد قطع عند 30 كيلو هيرتز ومقاومة 15.9 كيلو
هو :
اى ان قيمة المكثف الذى يعطى تردد قطع عند 30 كيلو هيرتز = 334 بيكو فاراد
تنفيذ التمرين على برنامج مالتيزم:
سنصمم الدائرة السابقة بكل قيمها حيث:
المقاومتين =15.9 كيلو اوم
المكثف الاول 10 نانو فاراد
المكثف الثانى 334 بيكو فاراد
تردد واحد كيلو ثم 30 كيلو
جهد الاشارة على الفولتميتر 10 فولت (14 على الاسكلوسكوب )
ستجد ان قراءة الافوميتر فى الحالتين 6.8 فولت عند الترددين 1 كيلو هيرتز و
30 كيلو هيرتز
اى تقريبا 7 فولت وهى تعنى فعلا ان قيمة جهد الخرج = 0.7 من قيمة جهد الدخل
عند تردد القطع
منحنى الكسب على البلود بلوتر
هنا هتلاحظ ان فعلا قيمة تردد القطع = ا كيلو هيرتز عند 3db
وهذا فعلا صحيح
والمنحنى هنا يمثل فلتر التردد العالى لانه بيحجز كل الترددات قبل تردد
الواحد كيلو هيرتز
لاحظ ان قيمة الكسب 3db عند تردد القطع 30 كيلو هيرتز تقريبا
وان الفلتر يحجز او يضعف كل الترددات بعد هذا التردد وهذا مايفعله فعلا
فلتر التردد المنخفض حيث يمرر الترددات قبل تردد القطع ويمنع او يضعف
الترددات التى تاتى بعده
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:53 pm
هكلم عن تقريبا اخر
مجموعة فى انواع الفلاتر بعدين باذن الله هدخل على استخدام الفلاتر عمليا
مع دوائر الصوت وهيكون الموضوع ممتع جدا وهتقدر تشوف اد ايه الفلتر مهم جدا
فى دوائر الصوت للسماعات
وبجد انا لم اكن اتصور عن الموضوع هيطول كده ولكن بالبحث لقيت مواضيع قمة
فى الروعة عن استخدام الفلاتر عمليا باذن الله هنزلها قريب
نكمل كلامنا عن Band-pass filter
فبعد ان تعرفنا على تكوينه باستخدام المكثف والمقاومة
هنتعرف على النوع التانى منه باستخدام ملف ومقاومة سريعا
لن اشرحه لانه بسيط
وهذا النوع من الفلاتر عيبه انه يعمل فقد فى قيمة الاشارة على الخرج حتى
انها لاتزيد عن 0.59 فى المية من الدخل تقريبا
يطلق عليه ايضا اسم :
band-elimination, band-reject, or notch filters,
عكس باند باس فهو يمرر كل الترددات التى قبل او بعد حزمة الترددات المحصورة
بين ترددى القطع وبمعنى اوضح هو يحجز حزمة ترددات باند باس ويمرر الترددات
التى قبلها والتى بعدها
ويتم ذلك بربط الفلترين على التوازى بدل التوالى كما فى الصورة
وهنا الدئرة لهذا الفلتر عبارة عن دائرتين لفلتر المكثفات
Resonant filters
درسنا فى المرات السابقة تكوين الفلتر باستخدام مكثف فقط او ملف فقط دون
الجمع بينهما
ماذا يحدث لو استخدمنا فلتر يتكون من الاثنين معا؟
من شرحنا السابق فى دوائر الرنين وجدنا ان عند تجمع ملف ومكثف يحدث بينهما
ظاهرة تسمى بظاهرة الرنين سواء عند توصيلهم على التوالى او على التوازى
ونتذكر جيدا ان دائرة الرنين توالى تكون الممانعة الكلية للدائرة اقل
مايمكن
بينما فى دائرة التوازى فاننا نحصل على ممانعة اعلى مايمكن فى حالة الرنين
وعليه طالما دائرة الرنين توالى ممانعتها اقل مايمكن فاننا نستخدمها لامرار
الترددات التى نرغب فيها بينما نستخدم دائرة الرنين توازى لعمل بلوك
للترددات التى لانرغب فيها ايضا نظرا لان ممانعتها عالية جدا بالقرب من
تردد الرنين
سابدا بدراسة : Series resonant LC band-pass filter.
فى دائرة الرنين هذه تردد الرنين هو الذى يمر فقط بينما يمنع باقى الترددات
الاخرى او يضعفها
دعونا ننفذ هذا التمرين على برنامج الملتيزم لنبين العلاقة بين الجهد
والتردد عند الرنين
سنقوم بتنفيذ الدائرة كما هى فى الرسم العلوى عند اشارة دخل واحد فولت وعند
تردد رنين الدائرة وهو 159.15 لنرى ماهى القراءات على الافوميتر والاميتر
وعلى منحنى البود بولتر
لاحظ ان التيار عند الرنين اعلى قيمة = 1مللى امبير
واشارة الخرج عند اعلى قيمة لها = 1 فولت
وكان الملف والمكثف غير موجودين
159.15 Hz وهناالكسب فى الجهد اعلى شيئ عند تردد الرنين
وليس معنى ذلك عدم وجود قيم اخرى للفولت عند الترددات الاخرى فهى موجوده
ولكن اقل.
لاحظ هنا ان مقاومة الحمل تؤثر على انحدار المنحنى او مايسمى بحساسية دائرة
الفلتر
هنا سنستخدم دائرة الرنين توازى لعمل بلوك للاشارة عند تردد الرنين
لاحظ هنا ان دائرة الرنين توازى تعمل بلوك لتردد الرنين الى الارضى مما
يجعلها تشق طريقها الى الحمل لتظهر عليه كما فى الصورة
Parallel resonant filter: voltage peaks a resonant frequency of 159.15
Hz
راينا مما سبق اننا باستخدام دائرة الرنين توازى
وتوالى سمحنا بامرار ترددات معينة عند الرنين او قريبة منها
ماذا لو استخدمنا دوائر الرنين لمنع مرور الشارة عند
تردد الرنين هذا مايسمى ب:
Aresonant band-stop filter
وينقسم ايضا الى نوعين بنفس نوعية دائرة الرنين توالى او توازى
النوع الاول :
بالنظر الى تلك الدائرة سنلاحظ ان دائرة الرنين توالى اى االملف والمكثف
على التوالى ستكون ممناعتهما قليلة جدا عند الرنين مما سيسمح بمرور التيار
الى الارضى ويمنع وصوله للحمل اى انها هنا منعت الاشارة ذات تردد الرنين من
الوصول الى الحمل بعكس الدائرة لنوع الفلتر باند باس
تنفيذ الدائرة على البرنامج لرؤية منحنى التردد
قم بضبط اشارة الدخل على تردد الرنين 159.15 ولاحظ قراءة الافوميتر على
الخرج والاميتر ايضا
تجد ان قراءة الافوميتر لجهد اشارة الخرج عند الرنين 9 ميكرو فولت
يعنى تكاد تكون الاشارة معدومة نظرا لمرورها فى دائرة الرنين الى الارضى
وعدم وصولها للحمل
لاحظ هنا ايضا ان الكسب صفر عند الرنين 159.15 هيرتز تقريبا
لاحظ فى الدائرة ان دائرة الرنين توازى ستكون ممانعتها عالية جدا عند
الرنين مما يعمل على اضعاف او عمل بلوك على الاشارة عند تردد الرنين
وتمنعها من الوصول الى الحمل
لاحظ عند تردد الرنين 159.15هيرتز ان الجهد على الخرج يكاد يكون صفر نتيجة
لكبر ممانعة دائرة الرنين توازى التى تعمل بلوك للتيار فتمنعه من الوصول
الى الحمل
من الرسم تلاحظ ان الاشارة ضعيفة جدا عند تردد الرنين 159.15
Parallel resonant band-stop filter: Notch frequency = LC resonant
frequency (159.15 Hz).
لاحظ ايضا انه بعدم وجود مقاومة على التوالى ميل المنحنى يكاد يكون حاد اى
ان التغير فى جهد الاشارة ينزل بصورة حادة من قيمة عليا الى قيمة سفلى بدون
تدرج وهنا الدائرة تكون حساسيتها عالية بدون مقاومة
وعليه تعتمد كفاءة عمل تلك الفلترات على نقاء كل من المكثف والملف وخصوصا
الملف لانه اكثر شيئ يحتوى على مقاومة اومية
بوجود مقاومة ملف عالية فان ميل المنحنى لن يكون حاد وعليه سياخذ الانخفاض
صورة تدريجية مما يجعل الفلتر يفقد حساسيته ويضعف كمية كبيرة من الاشارات
بجوار اشارة الرنين
اما لو كان حادا بفضل مقاومة ملف قليلة فانه سيضعف فقط اشارة الرنين ويعمل
لها بلوك مما يعطيه حساسية عالية فى فصل اشارة تردد الرنين فقط
مجموعة فى انواع الفلاتر بعدين باذن الله هدخل على استخدام الفلاتر عمليا
مع دوائر الصوت وهيكون الموضوع ممتع جدا وهتقدر تشوف اد ايه الفلتر مهم جدا
فى دوائر الصوت للسماعات
وبجد انا لم اكن اتصور عن الموضوع هيطول كده ولكن بالبحث لقيت مواضيع قمة
فى الروعة عن استخدام الفلاتر عمليا باذن الله هنزلها قريب
نكمل كلامنا عن Band-pass filter
فبعد ان تعرفنا على تكوينه باستخدام المكثف والمقاومة
هنتعرف على النوع التانى منه باستخدام ملف ومقاومة سريعا
لن اشرحه لانه بسيط
وهذا النوع من الفلاتر عيبه انه يعمل فقد فى قيمة الاشارة على الخرج حتى
انها لاتزيد عن 0.59 فى المية من الدخل تقريبا
Band-stop filters
يطلق عليه ايضا اسم :
band-elimination, band-reject, or notch filters,
عكس باند باس فهو يمرر كل الترددات التى قبل او بعد حزمة الترددات المحصورة
بين ترددى القطع وبمعنى اوضح هو يحجز حزمة ترددات باند باس ويمرر الترددات
التى قبلها والتى بعدها
ويتم ذلك بربط الفلترين على التوازى بدل التوالى كما فى الصورة
وهنا الدئرة لهذا الفلتر عبارة عن دائرتين لفلتر المكثفات
Resonant filters
درسنا فى المرات السابقة تكوين الفلتر باستخدام مكثف فقط او ملف فقط دون
الجمع بينهما
ماذا يحدث لو استخدمنا فلتر يتكون من الاثنين معا؟
من شرحنا السابق فى دوائر الرنين وجدنا ان عند تجمع ملف ومكثف يحدث بينهما
ظاهرة تسمى بظاهرة الرنين سواء عند توصيلهم على التوالى او على التوازى
ونتذكر جيدا ان دائرة الرنين توالى تكون الممانعة الكلية للدائرة اقل
مايمكن
بينما فى دائرة التوازى فاننا نحصل على ممانعة اعلى مايمكن فى حالة الرنين
وعليه طالما دائرة الرنين توالى ممانعتها اقل مايمكن فاننا نستخدمها لامرار
الترددات التى نرغب فيها بينما نستخدم دائرة الرنين توازى لعمل بلوك
للترددات التى لانرغب فيها ايضا نظرا لان ممانعتها عالية جدا بالقرب من
تردد الرنين
سابدا بدراسة : Series resonant LC band-pass filter.
فى دائرة الرنين هذه تردد الرنين هو الذى يمر فقط بينما يمنع باقى الترددات
الاخرى او يضعفها
دعونا ننفذ هذا التمرين على برنامج الملتيزم لنبين العلاقة بين الجهد
والتردد عند الرنين
سنقوم بتنفيذ الدائرة كما هى فى الرسم العلوى عند اشارة دخل واحد فولت وعند
تردد رنين الدائرة وهو 159.15 لنرى ماهى القراءات على الافوميتر والاميتر
وعلى منحنى البود بولتر
لاحظ ان التيار عند الرنين اعلى قيمة = 1مللى امبير
واشارة الخرج عند اعلى قيمة لها = 1 فولت
وكان الملف والمكثف غير موجودين
159.15 Hz وهناالكسب فى الجهد اعلى شيئ عند تردد الرنين
وليس معنى ذلك عدم وجود قيم اخرى للفولت عند الترددات الاخرى فهى موجوده
ولكن اقل.
لاحظ هنا ان مقاومة الحمل تؤثر على انحدار المنحنى او مايسمى بحساسية دائرة
الفلتر
parallel resonant LC band-pass
filter
filter
هنا سنستخدم دائرة الرنين توازى لعمل بلوك للاشارة عند تردد الرنين
لاحظ هنا ان دائرة الرنين توازى تعمل بلوك لتردد الرنين الى الارضى مما
يجعلها تشق طريقها الى الحمل لتظهر عليه كما فى الصورة
Parallel resonant filter: voltage peaks a resonant frequency of 159.15
Hz
راينا مما سبق اننا باستخدام دائرة الرنين توازى
وتوالى سمحنا بامرار ترددات معينة عند الرنين او قريبة منها
ماذا لو استخدمنا دوائر الرنين لمنع مرور الشارة عند
تردد الرنين هذا مايسمى ب:
Aresonant band-stop filter
وينقسم ايضا الى نوعين بنفس نوعية دائرة الرنين توالى او توازى
النوع الاول :
Series resonant band-stop filter.
بالنظر الى تلك الدائرة سنلاحظ ان دائرة الرنين توالى اى االملف والمكثف
على التوالى ستكون ممناعتهما قليلة جدا عند الرنين مما سيسمح بمرور التيار
الى الارضى ويمنع وصوله للحمل اى انها هنا منعت الاشارة ذات تردد الرنين من
الوصول الى الحمل بعكس الدائرة لنوع الفلتر باند باس
تنفيذ الدائرة على البرنامج لرؤية منحنى التردد
قم بضبط اشارة الدخل على تردد الرنين 159.15 ولاحظ قراءة الافوميتر على
الخرج والاميتر ايضا
تجد ان قراءة الافوميتر لجهد اشارة الخرج عند الرنين 9 ميكرو فولت
يعنى تكاد تكون الاشارة معدومة نظرا لمرورها فى دائرة الرنين الى الارضى
وعدم وصولها للحمل
لاحظ هنا ايضا ان الكسب صفر عند الرنين 159.15 هيرتز تقريبا
Parallel resonant band-stop
filter.
filter.
لاحظ فى الدائرة ان دائرة الرنين توازى ستكون ممانعتها عالية جدا عند
الرنين مما يعمل على اضعاف او عمل بلوك على الاشارة عند تردد الرنين
وتمنعها من الوصول الى الحمل
لاحظ عند تردد الرنين 159.15هيرتز ان الجهد على الخرج يكاد يكون صفر نتيجة
لكبر ممانعة دائرة الرنين توازى التى تعمل بلوك للتيار فتمنعه من الوصول
الى الحمل
من الرسم تلاحظ ان الاشارة ضعيفة جدا عند تردد الرنين 159.15
Parallel resonant band-stop filter: Notch frequency = LC resonant
frequency (159.15 Hz).
لاحظ ايضا انه بعدم وجود مقاومة على التوالى ميل المنحنى يكاد يكون حاد اى
ان التغير فى جهد الاشارة ينزل بصورة حادة من قيمة عليا الى قيمة سفلى بدون
تدرج وهنا الدائرة تكون حساسيتها عالية بدون مقاومة
وعليه تعتمد كفاءة عمل تلك الفلترات على نقاء كل من المكثف والملف وخصوصا
الملف لانه اكثر شيئ يحتوى على مقاومة اومية
بوجود مقاومة ملف عالية فان ميل المنحنى لن يكون حاد وعليه سياخذ الانخفاض
صورة تدريجية مما يجعل الفلتر يفقد حساسيته ويضعف كمية كبيرة من الاشارات
بجوار اشارة الرنين
اما لو كان حادا بفضل مقاومة ملف قليلة فانه سيضعف فقط اشارة الرنين ويعمل
لها بلوك مما يعطيه حساسية عالية فى فصل اشارة تردد الرنين فقط
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:54 pm
Decades and Octaves
كما هو ظاهر فى الصورة لان منحنى العلاقة بين التردد والكسب
لان الكسب كسرى او عدد صغير ولان التردد يبدا من واحد هيرتز وينتهى بعدد
كبير جدا قد يصل مثلا الى كام ميجا وبالنسبة لدوائر التردد الصوتى التى
تتغير من 20 هيرتز الى 20 كيلو فانه من الصعب والمستحيل ان تنحصر تلك
العلاقة فى مسافة ضيقة لو مثلناها تمثيل اعداد طبيعى على خط التردد الافقى
لكبر المسافة بين الهيرتز والكيلو هيرتز
وعليه فقد اخترع العلما مضاعفات للاعداد على خط التردد هذا وتلك المضاعفات
هى الاوكتاف والديكاد حيث :
الاوكتاف يساوى ضغف العدد الذى قبله وواحد على الضعف من الذى ياتى بعده
فمثلا كما نرى فى الصورة المسافة بين 1000 هرتز و 2000 هى واحد اوكتاف لان
ال 2000 ضعف الالف ولو اردت العدد الذى قبل الالف ستقسم الالف عل اتنين
يطلع لك الناتج 500 هرتز
اما بالنسبة للديكاد فهو مضاعفات العشرة للعدد
وكما فى الصورة واحد ديكاد بين العشرة والمائة لان المائة عشرة اضعاف
العشرة وكذلك واحد ديكاد قبل العشرة سيساوى عشرة تقسيم عشرة = 1
وواحد ديكاد بعد المائة = 100* 10 = 1000 وهكذا
Butterworth Filter Order
تعرف درجة الفلتر على حسب عدد العناصر من الملفات او المكثفات التى توجد به
فعندما نقول ان فلتر من الدرجة الاولى معناه وجود عنصر واحد مكثف او ملف فى
دائرة هذا الفلتر
واذا قلنا فلتر درجة ثانية معناه وجود عنصرين سواء مكثف او ملف فى دائرته
والصورة التالية توضح منحنى الاستجابة لمجموعة من الفلاتر عند نفس التردد
القطع ولاحظ انه فى الحالة المثالية فان ميل المنحنى يكون راسى اى انه عند
تردد القطع يكون هناك قطع جذرى لكل الترددات
اما التمثيل الواقعى فهو مبين بعدد العناصر ( مكثف او ملف ) حسب درجة
الفلتر وكلما زادت درجة الفلتر اقترب من الصورة المثالية اى درجة الميل
تكون قريبة من الخط الراسى كما فى الصورة
امثلة :
مامعنى ان ميل منحنى الاستجابة هو -20 dB/decade
معناه انه اذا زاد التردد بمقدار واحد ديكاد
فان الكسب يقل بمقدار 20 ديسيبل
How many decades is it from 3.2 GHz to 4.7 MHz?
كم عدد ديكاد بين 3.2 جيجا هرتز الى 4.7 ميجا هرتز؟
هنحلها باللوغاريتمات
لو (4.7*10 اس 6 /3.2*10 اس 9
= -2.83 ديكاد
How many decades is one octave?
One octave is a factor of 2, so log10(2) = 0.301 decades per octave
What is 3 decades down from 220 Hz?
عاوز العدد قبل 220 هرتز بثلاث ديكاد
يعنى هنقسم على عشرة اس ناقص ثلاثة يعنى نقسم 220/ 1000=0.22 هرتز
What is 1.5 decades up from 10?
عاوز العدد المقابل ل 1.5 ديكاد بعد العشرة
10 *10اس 1.5 = 316.23
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:55 pm
اخوانى الكرام قبل
الدخول فى شرح وتصميم دوائر ال crossoverلانها
امتداد للفلتر حبيت اعمل وقفة او استراحة ترفيهية من القوانين والعلاقات
التى توجع الراس واخدتكم الى مقالة جميلة عن شرح تركيب السماعات وانواعها
لاخ اسمه ياسر هنقل مقالته بالحرف لان بصراحة اسلوبه عاجبنى مع الاستعانة
بخمس صور لاخونا حسن هنا فى المنتدى وله موضوع رائع ايضا عن السماعات تجدوه
هنا
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
نبدأ على بركة الله
تعتبر سماعات الصوت من الاجهزة التي لا يمكن الاستغناء عنها فهي موجودة في
اي نظام صوتي مثل التلفزيون والمسجل والكمبيوتر والتلفون وجرس الباب وجرس
المنبه وغيره، كما وتعتمد نقاوة الصوت ووضوحه على نوع السماعات
المستخدمة،فلو توفر لديك تسجيل صوتي على درجة عالية من الجودة وقمت بتشغيل
التسجيل الصوتي على جهاز متصل بسماعات منخفضة الجودة لحصلت على نتيجة سيئة
لا تعكس جودة الصوت المسجل. والسماعات تقوم بتحويل الاشارة الالكترونية
المخزنةعلى اشرطة التسجيل او اقراص CD أو اقراص DVD إلى صوت نسمعه
اساسيات
لكي نفهم كيف تعمل السماعة يجب ان نفهم كيف يعمل الصوت
، ففي اذن كل واحدفينا غشاء رقيق يسمى طبلة الاذن.
عندما تهتز طبلة الاذن نتيجة لاضطراب فيضغط الهواء وتخلخله فإن الدماغ
يقوم بترجمة هذه الاهتزازات إلى صوت.
فعندما يصدر اي جسم صوت فإن جزيئات الهواء تتضاغط وتتخلخل وتنتشر في الوسط
المحيط (الهواء) وتقوم بالتأثير على طبلة الأذن لنسمع الصوت.
وتعتبرحركة جزيئات الهواء هي الاشارة الصوتية التي تحمل الصوت وحركة غشاء
الطبلة يعمل على ترجمة هذه الاشارة لنسمع الصوت.
ولتوضيح الفكرة نفترض جرساً يتحرك بصورة منتظمة مما يسبب في اهتزاز جدارها
المعدني فتنتقل الاهتزازات إلى الهواء المجاور له وتنتشر في صورة
اضطرابات(تضاغط وتخلخل) في الهواء وعندما تصطدم باذن الانسان فإنها تتحول
إلىالصوت الذي نسمعه للجرس.
تمييز الصوت
من المعلوم اننا نسمع اصواتاً مختلفة من مصادر متعددة ويعود هذا الى التغير
في:
تردد موجة الصوت: فالتردد العالي للصوت يعني ان تضاغط وتخلخل الهواء يحدث
بمعدل كبير. ونقول ان الصوت ذو نغمة عالية.
مستوى ضغط الهواء: وهي ما يعرف باتساع الموجة فكلما كان اتساع الموجة كبيرا
ً كان الصوت مرتفعاً وهذا يحدث ازاحة اكبر لطبلة الاذن.
يعمل الميكرفون عمل الاذن حيث يتكون الميكروفونمن غشاء يهتز بواسطة الصوت
الصادر امامه ويتم تحويلها الى اشارة كهربية متغيرة ومن ثم يتم تسجيلها اما
على شريط تسجيل او على قرص CD. وعندما نقومبتشغيل الشريط او قرص CD فإن
جهاز الاستيريو يقوم بقراءة الاشارة الكهربيةويكبرها بواسط المكبر
amplifier ويرسلها إلى السماعات المتصلة به لنسمعالصوت الذي تم تسجيله.
والان سوف نقوم بشرح كيف تصدر السماعات الصوتالمماثل للصوت الاصلي الذي سجل
بواسطة الميكرفون.
انتاج الصوت
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي
تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات
الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm
ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من
المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركةوالاهتزاز داخل تجويف
معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني
بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف
الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
الملف الصوتي Voice Coil
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier
حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي
سماعة سوف تجد نقطتي توصيل التيار الكهربي للملف.
يتكون الملف الصوتي من سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر
تياركهربي فيه يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى
مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر
هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيارمتردد
فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيارالكهربي في
الملف.
ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى عكس قطبي
المغناطيس.
المغناطيس Magnets
والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟
نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً
مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال
المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتية في الملف الصوتي يتحول إلى
مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب
او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف
الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة
ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس
الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة
الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات
وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل ترددوسعة
تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة
ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.
أنواع السماعات
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة هناك علاقة عكسية بين حجم
السماعة والتردد التي تعمل عليه فكلما زاد قطر السماعة قل التردد الذي
تعمل عليه والعكس صحيح وسوف نقوم بتقسيم الانواع على اساس الحجم والتردد
وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره
فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر
السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل
صوت الطبلة.
والسماعات الصغيرة tweetersحيث يصل قطرها
إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة
كالجيتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange
والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هواستخدام الانواع
الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة
الصوتية،
لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدرالترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان
تتذبذب بسرعة كبيرة وهذا لايمكن ان يحدث
في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة
. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة
كبيرة واخرىصغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق
التردداتالصوتية.
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى من
الترددات قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة
والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها
في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصلcrossover .
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive
crossover
ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي
عندالترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند
التردداتالمنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي
عندالترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier
في طريقهاإلى السماعة تمر عبر الفاصل passive
crossover المثبت عند كل نوع منالسماعات فاذا كانت الترددات كبيرة
فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعةالصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة
فإنها تدخل عبر الملف إلىالسماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم
استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث
الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active
crossover
وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دخولها إلى
جهازالتكبير amplifier.
وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصةلكل نوع من انواع
السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقةتعتبر اغلى سعر من
الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.
في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها فيصندوق
خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوقالقدرة على
امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكونالصندوق
مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوقالمستخدم اثر
كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركةمخروط السماعة يصدر
الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت فيالاتجاه المعاكس داخل
الصندوق.
النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure
وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمىacoustic suspension enclosure
حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركةمخروط السماعة للخارج بينما
تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحركالمخروط للداخل وينتج عن هذه
الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخلالصندوق عن الضغط الخارجي.
يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعملالمكبر amplifier
إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على
الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.
يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق
فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط
بالخروج من الفتحة
وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ على
مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bassreflex
حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبيرللترددات
الصوتية المنخفضة.
هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيثان الصندوق
المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة فيالاتجاه
الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحركتحت تأثير
الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق
ويسمى هذا النوع passiveradiator. وتستخدم هذا
النوع من السماعات انظمة السينما المنزلية hometheater
السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker
بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات
تسمىالسماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من
شريحتينمعدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة
سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة.
عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتيةفي الشريحة الرقيقة تعمل على احداث
شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحركتحت تأثير المجال الكهربي.
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط
وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
لعلك تلاحظ الان بساطة فكرة عمل السماعة في اصدار الصوت الذي نسمعه سواء من
المسجل او التلفزيون او الجوال او حتى جرس الباب وبغض النظر عن حجم وشكل
السماعة فإن مبدأ عملها واحد.
الدخول فى شرح وتصميم دوائر ال crossoverلانها
امتداد للفلتر حبيت اعمل وقفة او استراحة ترفيهية من القوانين والعلاقات
التى توجع الراس واخدتكم الى مقالة جميلة عن شرح تركيب السماعات وانواعها
لاخ اسمه ياسر هنقل مقالته بالحرف لان بصراحة اسلوبه عاجبنى مع الاستعانة
بخمس صور لاخونا حسن هنا فى المنتدى وله موضوع رائع ايضا عن السماعات تجدوه
هنا
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
نبدأ على بركة الله
THE LOUDSPEAKER
تعتبر سماعات الصوت من الاجهزة التي لا يمكن الاستغناء عنها فهي موجودة في
اي نظام صوتي مثل التلفزيون والمسجل والكمبيوتر والتلفون وجرس الباب وجرس
المنبه وغيره، كما وتعتمد نقاوة الصوت ووضوحه على نوع السماعات
المستخدمة،فلو توفر لديك تسجيل صوتي على درجة عالية من الجودة وقمت بتشغيل
التسجيل الصوتي على جهاز متصل بسماعات منخفضة الجودة لحصلت على نتيجة سيئة
لا تعكس جودة الصوت المسجل. والسماعات تقوم بتحويل الاشارة الالكترونية
المخزنةعلى اشرطة التسجيل او اقراص CD أو اقراص DVD إلى صوت نسمعه
اساسيات
لكي نفهم كيف تعمل السماعة يجب ان نفهم كيف يعمل الصوت
، ففي اذن كل واحدفينا غشاء رقيق يسمى طبلة الاذن.
عندما تهتز طبلة الاذن نتيجة لاضطراب فيضغط الهواء وتخلخله فإن الدماغ
يقوم بترجمة هذه الاهتزازات إلى صوت.
فعندما يصدر اي جسم صوت فإن جزيئات الهواء تتضاغط وتتخلخل وتنتشر في الوسط
المحيط (الهواء) وتقوم بالتأثير على طبلة الأذن لنسمع الصوت.
وتعتبرحركة جزيئات الهواء هي الاشارة الصوتية التي تحمل الصوت وحركة غشاء
الطبلة يعمل على ترجمة هذه الاشارة لنسمع الصوت.
ولتوضيح الفكرة نفترض جرساً يتحرك بصورة منتظمة مما يسبب في اهتزاز جدارها
المعدني فتنتقل الاهتزازات إلى الهواء المجاور له وتنتشر في صورة
اضطرابات(تضاغط وتخلخل) في الهواء وعندما تصطدم باذن الانسان فإنها تتحول
إلىالصوت الذي نسمعه للجرس.
تمييز الصوتمن المعلوم اننا نسمع اصواتاً مختلفة من مصادر متعددة ويعود هذا الى التغير
في:
تردد موجة الصوت: فالتردد العالي للصوت يعني ان تضاغط وتخلخل الهواء يحدث
بمعدل كبير. ونقول ان الصوت ذو نغمة عالية.
مستوى ضغط الهواء: وهي ما يعرف باتساع الموجة فكلما كان اتساع الموجة كبيرا
ً كان الصوت مرتفعاً وهذا يحدث ازاحة اكبر لطبلة الاذن.
يعمل الميكرفون عمل الاذن حيث يتكون الميكروفونمن غشاء يهتز بواسطة الصوت
الصادر امامه ويتم تحويلها الى اشارة كهربية متغيرة ومن ثم يتم تسجيلها اما
على شريط تسجيل او على قرص CD. وعندما نقومبتشغيل الشريط او قرص CD فإن
جهاز الاستيريو يقوم بقراءة الاشارة الكهربيةويكبرها بواسط المكبر
amplifier ويرسلها إلى السماعات المتصلة به لنسمعالصوت الذي تم تسجيله.
والان سوف نقوم بشرح كيف تصدر السماعات الصوتالمماثل للصوت الاصلي الذي سجل
بواسطة الميكرفون.
انتاج الصوت
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي
تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات
الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm
ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من
المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركةوالاهتزاز داخل تجويف
معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني
بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف
الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
الملف الصوتي Voice Coil
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier
حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي
سماعة سوف تجد نقطتي توصيل التيار الكهربي للملف.
يتكون الملف الصوتي من سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر
تياركهربي فيه يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى
مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر
هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيارمتردد
فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيارالكهربي في
الملف.
ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى عكس قطبي
المغناطيس.
المغناطيس Magnets
والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟
نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً
مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال
المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتية في الملف الصوتي يتحول إلى
مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب
او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف
الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة
ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس
الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة
الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات
وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل ترددوسعة
تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة
ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.
أنواع السماعات
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة هناك علاقة عكسية بين حجم
السماعة والتردد التي تعمل عليه فكلما زاد قطر السماعة قل التردد الذي
تعمل عليه والعكس صحيح وسوف نقوم بتقسيم الانواع على اساس الحجم والتردد
وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره
فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر
السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل
صوت الطبلة.
والسماعات الصغيرة tweetersحيث يصل قطرها
إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة
كالجيتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange
والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هواستخدام الانواع
الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة
الصوتية،
لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدرالترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان
تتذبذب بسرعة كبيرة وهذا لايمكن ان يحدث
في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة
. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة
كبيرة واخرىصغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق
التردداتالصوتية.
كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى من
الترددات قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة
والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها
في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصلcrossover .
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive
crossover
ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي
عندالترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند
التردداتالمنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي
عندالترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier
في طريقهاإلى السماعة تمر عبر الفاصل passive
crossover المثبت عند كل نوع منالسماعات فاذا كانت الترددات كبيرة
فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعةالصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة
فإنها تدخل عبر الملف إلىالسماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم
استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث
الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active
crossover
وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دخولها إلى
جهازالتكبير amplifier.
وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصةلكل نوع من انواع
السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقةتعتبر اغلى سعر من
الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.
تصميم صندوق السماعات
في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها فيصندوق
خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوقالقدرة على
امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكونالصندوق
مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوقالمستخدم اثر
كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركةمخروط السماعة يصدر
الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت فيالاتجاه المعاكس داخل
الصندوق.
النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure
وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمىacoustic suspension enclosure
حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركةمخروط السماعة للخارج بينما
تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحركالمخروط للداخل وينتج عن هذه
الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخلالصندوق عن الضغط الخارجي.
يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعملالمكبر amplifier
إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على
الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.
النوع الثاني الصندوق العاكس
bass reflex enclosure
bass reflex enclosure
يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق
فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط
بالخروج من الفتحة
وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ على
مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bassreflex
حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبيرللترددات
الصوتية المنخفضة.
هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيثان الصندوق
المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة فيالاتجاه
الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحركتحت تأثير
الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق
ويسمى هذا النوع passiveradiator. وتستخدم هذا
النوع من السماعات انظمة السينما المنزلية hometheater
السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker
بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات
تسمىالسماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من
شريحتينمعدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة
سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة.
عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتيةفي الشريحة الرقيقة تعمل على احداث
شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحركتحت تأثير المجال الكهربي.
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط
وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
لعلك تلاحظ الان بساطة فكرة عمل السماعة في اصدار الصوت الذي نسمعه سواء من
المسجل او التلفزيون او الجوال او حتى جرس الباب وبغض النظر عن حجم وشكل
السماعة فإن مبدأ عملها واحد.
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:55 pm
تكملة
. كان الصوت عام 1930 كان يصدر من مكبر صوت ( Speaker )
أو مجموعة مكبرات صوت Speakers متوضعة خلف شاشة العرض ولكن اليوم نتوقع أن
نسمع الصوت صادراً من كل الاتجاهات .
لنتعرف الآن ما هو الصوت المحيطي وكيف كانت بداياته وكيف أصبحت أنظمة الصوت
المحيطية Surround Sound Systems ) )
هي العتاد النموذجي لصالات العرض السينمائي وكيف دخل الصوت المحيطي العالم
الرقمي وأصبح هناك الكثير من التسميات والمصطلحات مثل 5,1 و DTS hDolby
Digital وغيرها كما أننا سوف نلقي نظرة على كيفية عمل الصوت المحيطي لنظام
السينما المنزلية ( Home Theater System ) وكيف
تبني نظام الصوت المحيطي الخاص بك في منزلك .
ما هو الصوت المحيطي ( Surround Sound ) :
هناك عدة طرق لإنتاج الصوت وعرضه والطريقة الأسهل والتي كانت تستعمل في
الأفلام الأولى تدعى بالـ M .
ونقصد بالمصطلح M أن الصوت يسجل بأكمله على قناة صوت واحدة ( One Audio Channel )
ويتم سماعه من مكبر ( Speaker ) واحد .
ويشار إلى التسجيل على قناتين اثنتين ( Tow Audio
Channels ) حيث يعرض الصوت على مكبرين موجودين إلى جانب المستمع
الأيمن والأيسر بـ Stereo
وذلك أن إطلاق مصطلح Stereo يشير إلى مجال أوسع من التسجيل متعدد القنوات ( Multi Channel ) .
أما التسجيل المحيطي فهو خطوة أخرى متقدمة نحو الأمام
إذ تم إضافة قنوات صوت أخرى بحيث يخرج الصوت من ثلاث جهات أو أكثر.
وعلى الرغم من أن تعبير Surround Sound ) )
يشير تقنياً إلى أنظمة صوت معينة متعددة القنوات صممتها مختبرات شركة : (
Dobly Laboratories )
ولكن هذا التعبير يستعمل بشكل شاسع للتعبير عن أنظمة الصوت المسرحية ( Theater Systems )
المتعددة القنوات وسوف نستعمل هذا المصطلح لندل على هذا المعنى .
هناك أنواع متخصصة من الميكروفونات ( Microphones
) تسجل صوتاً محيطياً حيث تستقبل الصوت من ثلاث جهات أو أكثر
ولكن ليست هذه هي الطريقة الاعتيادية لإنتاج صوت محيطي لأن ذلك يتم عن
طريق استديو المكساج ( المزج ) أو ما يسمى ( Mixing
Studio )
إذ يأخذ فنيو الصوت عدداً من تسجيلات الصوت المختلفة ( كالحوار والمؤثرات
التي تسجل في استديو الدوبلاج ( Dubbing Studio )
أو التي تصنع بواسطة الحاسب الشخصي PC والموسيقا ) ثم يقرر هؤلاء الفنيون
أين سيذهب كل صوت ( على أي قناة صوت ) وكيف تمزج هذه الأصوات مع بعضها
إن الميزة الأساسية التي تميز نظام السينما المنزلية
( Home Theater System ) عن التلفاز العادي هو
الصوت المحيطي ومن أجل صوت محيطي صحيح نحتاج إلى مكبري صوت أو ثلاثة أمامنا
ومكبرين أو ثلاثة خلفنا أو على جانبنا حيث تقسم إشارات الصوت إلى قنوات
متعددة وتخرج عبر مكبرات مختلفة بحيث :
- الأصوات الأساسية تأتي من المكبرات الأمامية فعندما
يحدث صوت ما أو يصدر صوت ما من يسار الشاشة فإنك تسمع الصوت بشكل أكبر من
المكبر الأيسر وكذلك فإنه عندما يحدث حدث ما من يمين الشاشة فإنك تسمع
الصوت بشكل أكثر من المكبر الأيمن .
- المكبر الثالث يكون موجوداً في المنتصف في أسفل الشاشة
أو أعلاها , وهذا المكبر في غاية الأهمية إذ إنه يقوي ويدعم الصوت القادم
من المكبرات اليمنى واليسرى كذلك فإنه يتم سماع الحوار والمؤثرات الصوتية
الأمامية وكأنها تحدث أمامك مباشرة .
- أما المكبرات الخلفية فتسمعك الأصوات والضوضاء
الموجودة في الخلفية ( كصوت كلاب بعيد تنبح – أو صوت ماء يتدفق من بعيد ...
)
كما أن هذه المكبرات تعدم المكبرات الأمامية لتعطي إحساساً للحركة ( كأن
يبدأ الصوت من الأمام ثم يمشي وينتقل ليصبح في الخلف ) .
بدايات الصوت المحيطي ( Surround Sound ) :
أقيمت الكثير من التجارب والمحاولات لتحقيق مل يسمى الآن بالصوت المحيطي ,
وكان عمل RFantasiaS¢ لشركة Walt Disney عام 1941 من باكورة الأفلام التي
أنتجت والتي تعمل على هذا المبدأ والتي كانت قد أدهشت الجمهور بموسيقاها
الكلاسيكية .
كان مهندس الصوت William Garity الذي يعمل في Disney قد أخذ تسجيلات متفرقة
من كل مقطع أوركسترالي ومزجهم ( Mix ) لينتج أربع قنوات صوت ( Audio
Channels ) وقد سجلت على قنوات صوت ضوئيةAudio Channels
Optical وعلى فيلم من النوع Reel في ذلك الوقت .
وخرج كل صوت عن طريق مخرج مستقل من مكبر صوت مستقل متوضع حول صالة العرض
السينمائية المجهزة لهذا الغرض آنذاك ,
حيث ظهر أن الموسيقا تتحرك في القاعة
وكان William ينقل الصوت من قناة لأخرى عن طريق تلاشي ( Fade Out ) الصوت من قناة صوت بينما تظهر بشكل تصاعدي (
Fade in ) من قناة أخرى وهذا ما يطلق عليه باسم ( Sound
Panning ) .
وقد تطلب إظهار Fantasia بالصوت المحيطي وجود
صالة عرض سينمائية مزودة بجهازي عرض أحدهما لعرض الصورة وقناة صوت واحدة
والآخر مجهز لعرض أربع قنوات صوت مستقلة إضافة إلى مستقبل وموزع وصت باهظ
الثمن ( كانت التكلفة التقديرية لصالة العرض تلك 85000 $ .
ولكن هذا النظام لم يحقق الشهرة والانتشار ( كانت المعدات المطلوبة باهظة
الثمن )
ولكن في نهايات العام 1950 تم ترميز ( Encoding )
الكثير من أفلام هوليود Hollywood بهيئات أبسط من أنظمة الصوت متعددة
القنوات إذ ظهرت تجهيزات سينمائية مختلفة في ذلك العصر بما في ذلك نظام الـ
Cinerama والـ Cinemascope ولكن أكثر تلك الأفلام كان قد استعمل فيه
التقنية البسيطة وكانت كل هذه الأنظمة يشار إليها بأنظمة Stereophonic أو
ببساطة Theater Stero .
وقد استعمل نظام الـ Stereophonic أربعاً أو
أكثر من قنوات الصوت المغناطيسية اليدوية Analog Magnetic Audio Channels )
( ولكن هذه القنوات لم تكن تنتج صوتاً بنقاء الصوت التقليدي لقنوات الصوت
الضوئية ( Optical Audio Channels ) كما ثبت أن
الصوت تضعف جودته مع الزمن ولكن القنوات المغناطيسية تأخذ مساحة أقل من
الفيلم فقد كان وضع الفيلم الاعتيادي لا يتسع لأكثر من قناتين ضوئيتين ولكن
يمكن ضغط وحشر ست قنوات مغناطيسية حول إطار الفيلم .
في عام 1970 قدمت مختبرات Laboratories Dobly هيئة صوت جديدة( ( Dynamic
Dobly مبنية على نفس التجهيزات سوف نرى في الأعداد القادمة ما الذي جعل هذا
النظام نظاماً معتمداً للصوت المسرحي .
. كان الصوت عام 1930 كان يصدر من مكبر صوت ( Speaker )
أو مجموعة مكبرات صوت Speakers متوضعة خلف شاشة العرض ولكن اليوم نتوقع أن
نسمع الصوت صادراً من كل الاتجاهات .
لنتعرف الآن ما هو الصوت المحيطي وكيف كانت بداياته وكيف أصبحت أنظمة الصوت
المحيطية Surround Sound Systems ) )
هي العتاد النموذجي لصالات العرض السينمائي وكيف دخل الصوت المحيطي العالم
الرقمي وأصبح هناك الكثير من التسميات والمصطلحات مثل 5,1 و DTS hDolby
Digital وغيرها كما أننا سوف نلقي نظرة على كيفية عمل الصوت المحيطي لنظام
السينما المنزلية ( Home Theater System ) وكيف
تبني نظام الصوت المحيطي الخاص بك في منزلك .
ما هو الصوت المحيطي ( Surround Sound ) :
هناك عدة طرق لإنتاج الصوت وعرضه والطريقة الأسهل والتي كانت تستعمل في
الأفلام الأولى تدعى بالـ M .
ونقصد بالمصطلح M أن الصوت يسجل بأكمله على قناة صوت واحدة ( One Audio Channel )
ويتم سماعه من مكبر ( Speaker ) واحد .
ويشار إلى التسجيل على قناتين اثنتين ( Tow Audio
Channels ) حيث يعرض الصوت على مكبرين موجودين إلى جانب المستمع
الأيمن والأيسر بـ Stereo
وذلك أن إطلاق مصطلح Stereo يشير إلى مجال أوسع من التسجيل متعدد القنوات ( Multi Channel ) .
أما التسجيل المحيطي فهو خطوة أخرى متقدمة نحو الأمام
إذ تم إضافة قنوات صوت أخرى بحيث يخرج الصوت من ثلاث جهات أو أكثر.
وعلى الرغم من أن تعبير Surround Sound ) )
يشير تقنياً إلى أنظمة صوت معينة متعددة القنوات صممتها مختبرات شركة : (
Dobly Laboratories )
ولكن هذا التعبير يستعمل بشكل شاسع للتعبير عن أنظمة الصوت المسرحية ( Theater Systems )
المتعددة القنوات وسوف نستعمل هذا المصطلح لندل على هذا المعنى .
هناك أنواع متخصصة من الميكروفونات ( Microphones
) تسجل صوتاً محيطياً حيث تستقبل الصوت من ثلاث جهات أو أكثر
ولكن ليست هذه هي الطريقة الاعتيادية لإنتاج صوت محيطي لأن ذلك يتم عن
طريق استديو المكساج ( المزج ) أو ما يسمى ( Mixing
Studio )
إذ يأخذ فنيو الصوت عدداً من تسجيلات الصوت المختلفة ( كالحوار والمؤثرات
التي تسجل في استديو الدوبلاج ( Dubbing Studio )
أو التي تصنع بواسطة الحاسب الشخصي PC والموسيقا ) ثم يقرر هؤلاء الفنيون
أين سيذهب كل صوت ( على أي قناة صوت ) وكيف تمزج هذه الأصوات مع بعضها
مبادئ أساسية عن الصوت المحيطي :
إن الميزة الأساسية التي تميز نظام السينما المنزلية
( Home Theater System ) عن التلفاز العادي هو
الصوت المحيطي ومن أجل صوت محيطي صحيح نحتاج إلى مكبري صوت أو ثلاثة أمامنا
ومكبرين أو ثلاثة خلفنا أو على جانبنا حيث تقسم إشارات الصوت إلى قنوات
متعددة وتخرج عبر مكبرات مختلفة بحيث :
- الأصوات الأساسية تأتي من المكبرات الأمامية فعندما
يحدث صوت ما أو يصدر صوت ما من يسار الشاشة فإنك تسمع الصوت بشكل أكبر من
المكبر الأيسر وكذلك فإنه عندما يحدث حدث ما من يمين الشاشة فإنك تسمع
الصوت بشكل أكثر من المكبر الأيمن .
- المكبر الثالث يكون موجوداً في المنتصف في أسفل الشاشة
أو أعلاها , وهذا المكبر في غاية الأهمية إذ إنه يقوي ويدعم الصوت القادم
من المكبرات اليمنى واليسرى كذلك فإنه يتم سماع الحوار والمؤثرات الصوتية
الأمامية وكأنها تحدث أمامك مباشرة .
- أما المكبرات الخلفية فتسمعك الأصوات والضوضاء
الموجودة في الخلفية ( كصوت كلاب بعيد تنبح – أو صوت ماء يتدفق من بعيد ...
)
كما أن هذه المكبرات تعدم المكبرات الأمامية لتعطي إحساساً للحركة ( كأن
يبدأ الصوت من الأمام ثم يمشي وينتقل ليصبح في الخلف ) .
بدايات الصوت المحيطي ( Surround Sound ) :
أقيمت الكثير من التجارب والمحاولات لتحقيق مل يسمى الآن بالصوت المحيطي ,
وكان عمل RFantasiaS¢ لشركة Walt Disney عام 1941 من باكورة الأفلام التي
أنتجت والتي تعمل على هذا المبدأ والتي كانت قد أدهشت الجمهور بموسيقاها
الكلاسيكية .
كان مهندس الصوت William Garity الذي يعمل في Disney قد أخذ تسجيلات متفرقة
من كل مقطع أوركسترالي ومزجهم ( Mix ) لينتج أربع قنوات صوت ( Audio
Channels ) وقد سجلت على قنوات صوت ضوئيةAudio Channels
Optical وعلى فيلم من النوع Reel في ذلك الوقت .
وخرج كل صوت عن طريق مخرج مستقل من مكبر صوت مستقل متوضع حول صالة العرض
السينمائية المجهزة لهذا الغرض آنذاك ,
حيث ظهر أن الموسيقا تتحرك في القاعة
وكان William ينقل الصوت من قناة لأخرى عن طريق تلاشي ( Fade Out ) الصوت من قناة صوت بينما تظهر بشكل تصاعدي (
Fade in ) من قناة أخرى وهذا ما يطلق عليه باسم ( Sound
Panning ) .
وقد تطلب إظهار Fantasia بالصوت المحيطي وجود
صالة عرض سينمائية مزودة بجهازي عرض أحدهما لعرض الصورة وقناة صوت واحدة
والآخر مجهز لعرض أربع قنوات صوت مستقلة إضافة إلى مستقبل وموزع وصت باهظ
الثمن ( كانت التكلفة التقديرية لصالة العرض تلك 85000 $ .
ولكن هذا النظام لم يحقق الشهرة والانتشار ( كانت المعدات المطلوبة باهظة
الثمن )
ولكن في نهايات العام 1950 تم ترميز ( Encoding )
الكثير من أفلام هوليود Hollywood بهيئات أبسط من أنظمة الصوت متعددة
القنوات إذ ظهرت تجهيزات سينمائية مختلفة في ذلك العصر بما في ذلك نظام الـ
Cinerama والـ Cinemascope ولكن أكثر تلك الأفلام كان قد استعمل فيه
التقنية البسيطة وكانت كل هذه الأنظمة يشار إليها بأنظمة Stereophonic أو
ببساطة Theater Stero .
وقد استعمل نظام الـ Stereophonic أربعاً أو
أكثر من قنوات الصوت المغناطيسية اليدوية Analog Magnetic Audio Channels )
( ولكن هذه القنوات لم تكن تنتج صوتاً بنقاء الصوت التقليدي لقنوات الصوت
الضوئية ( Optical Audio Channels ) كما ثبت أن
الصوت تضعف جودته مع الزمن ولكن القنوات المغناطيسية تأخذ مساحة أقل من
الفيلم فقد كان وضع الفيلم الاعتيادي لا يتسع لأكثر من قناتين ضوئيتين ولكن
يمكن ضغط وحشر ست قنوات مغناطيسية حول إطار الفيلم .
في عام 1970 قدمت مختبرات Laboratories Dobly هيئة صوت جديدة( ( Dynamic
Dobly مبنية على نفس التجهيزات سوف نرى في الأعداد القادمة ما الذي جعل هذا
النظام نظاماً معتمداً للصوت المسرحي .
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:56 pm
فى نقطة حاسس ان
القارئ مش فاهمها كويس حبيت اوضحها
هى الديسيبل وعلاقته بالقدرة او الفولت فى منحنى الاستجابة للتردد مع الكسب
قلنا ان الدسيبل هى جزء من عشرة بيل والبيل مشتقة من اسم العالم جراهام بيل
والبيل يساوى = لو (الكسب فى القدرة)
اى = لوغاريتم النسبة بين قدرة الخرج الى قدرة الدخل
يبقى الديسيبل = عشرة اضعاف البيل =10 لوغاريت النسبة بين القدرتين
لو لم يكن عندى القدرة للخرج او الدخل وعندى الجهد فبسهولة بقدر اعرف نسبة
الكسب فى هذه الدائرة بالديسيبل لان العلاقة بين الجهد والقدرة ان القدرة =
مربع الجهد على المقاومة
فاذا قسمت النسبتين بتروح المقاومة مع بعضها ويفضل بس نسبة الجهد على
المدخل والمخرج مرفوع الى التربيع
هذا التربيع فى اللوغاريتمات بيخرج بره اللوغاريتم بالعدد 2
يبقى لما نحب نعبر عن الديسيبل كعلاقة مع الجهد
= 2*10 لو ( Vout / Vin )
=20 لوغاريتم نسبة الجهد الخارج الى الجهد الداخل
وقلنا ان قيمة الكسب بالديسيبل بتكون سالبة فى حالة الدائرة انالوج اى
لايوجد بها تكبير وفيها عناصر مستهلكة للقدرة زى المقاومة
وان الكسب بالديسيبل بيكون موجب لما يكون هناك تكبير للقدرة اى ان جهد
الاشارة على الرخج اكبر من جهدها على الدخل او قدرتها الخارجة اكبر من
قدرتها الداخلة
وهنضرب مثال :لو اردنا معرفة النسبة بين قدرة الخرج الى قدرة الدخل
بالديسيبل او بمعنى اوضح لو اردنا معرفة الكسب بالديسيبل لدائرة قدرة الخرج
لها 100 وات وقدرة الدخل واحد وات
هنطبق العلاقة : الكسب بالديسبل = 10 لو (Pout
/Pin)
=10 لو (1000/1)
=10*3=30 dbلو
حبيت تحسبها كنسبة بين الجهدين :
نسبة الجهد = الجذر التربيعى لنسبة القدرة = جذر 1000= 31.62
هنعوض فى معادلة الكسب مع الجهد
الكسب بالديسبل =20 لو (31.62) = 30 db
اى انها نفس النتيجة
مثال على الكسب السلبى(الفقد):
احسب نسبة الكسب فى القدرة بالديسبل لدائرة دخلها 10 وات وخرجها واحد مللى
وات
Gdb = 10 log 0.001/10=-40 db
زى ماحنا شايفين الرقم امامه سالب لانه بيعبر عن فقد فى القدرة وليس كسب
مثال اخر:لو اردنا معرفة نسبة الكسب فى القدرة
المساوية ل 3db
اى المقابلة ل 3 ديسبل
يعنى كانك بتقلب المعادلة يعنى عاوز النسبة بين القدرتين فقط وليست ممثلة
بالديسبل
هنعوض فى المعادلة :
3 = 10 لوغاريتم Po/PIN
النسبة بين القدرتين = 10 اس 3/10 = 1.995 = تقريبا 2يعنى
كان عندما تكون قدرة الخرج = ضعف قدرة الدخل بيكون الكسب بالديسبل =3
اما لو حصل العكس وكان الدخل ضعف الخرج هتكون الكسب بالديسبل - 3
ولذلك لو تتذكر انه عند تردد القطع وتساوى ممانعة المكثف مع المقاومة
بنلاقى ان نسبة الجهدين = جذر 2 = 0.707
وعشان نحسب الكسب بالديسبل عند تلك الحالة بطلع لوغاريتم 0.707 ونضربه فى
عشرة بنلاقيه = - 3db
وهى نفس القيمة لما قدرة الخرج = نصف قدرة الدخل
اى ان لو الكسب عندنا 3 ديسبل فده معناه ان قدرة الخرج نصف قدرة الدخل او
نسبة الجهدين = 0.707
وعليه فان التغير فى نسبة القدرتين بالعدد 2 معناه ان الكسب 3 ديسبل
لو ايضا التغير فى نسبة القدرة = 10 ايضا هيحصل تغير فى الكسب بالديسبل =
10 ديسبل
بالمثل اى زيادة فى الكسب بمعدل 3 ديسبل معناه ان حصل زيادة فى نسبة
القدرتين مقداره جذر 2 او 1.41
لو حصلت زيادة مقدارها 6 ديسبل معناه وجود زيادة فى نسبة القدرة اربع مرات
او مرتين بالنسبة للجهد
a) A power ratio of 2 is equal to 3 dB. Conversely,
a power ratio of 1/2 is equal to -3 dB.
b) A voltage or current ratio of 2 is equal to 6 dB. Conversely, a
voltage or current ratio of 1/2 is equal to -6 dB.
c) A power ratio of 10 is equal to 10 dB. Conversely, a power ratio of
1/10 is equal to -10 dB.
d) A voltage or current ratio of 10 is equal to 20 dB. Conversely, a
voltage or current ratio of 1/10 is equal to -20 dB.
اخر شيئ اذكركم به هو الاوكتاف والديكاد
وقلت ان خط التردد الافقى لايقسم تقسيم عادى كما نقسم مثلا محور الاعداد
الطبيعية ب 1 و 2 و 3 و 4 و وهكذا ولكن لو قسمناه بنفس الطريقة دى هناخد
مساحة كبيرة جدا عشان نبدا من الواحد وننتهى مثلا عند واحد ميجا
والحل للموضوع ده بانه قسم الخط الافقى ده تقسيم مضاعفات
بمعنى مثلا بالنسبة للاكتاف بيكون تعبير عن مضاعفات العدد اى العدد مضروب
فى اتنين كما شرحت
والديكاد بيكون العدد مضروب فى عشرة يعنى لو بدانا بخمسة مثلا يكون العدد
التالى 50 والذى بعد الخمسين 500 والذى بعد 500 العدد 5000 وهكذا
اخر نقطة اذكركم بيها هى ميل الخط الذى يمثل المنحنى للعلاقة بين الكسب
والتردد بعد القطع بيكون مثل خط المقاومة التى تمثل العلاقة بين الجهد
والتيار بقيمة ثابتة
يعنى اى نقطة على الخط بتعبر عن نسبة ثابتة بين الكسب والتردد
بالفرض ان عندنا سماعتين لكل منهما قدرة مختلفة عن الاخرى
فاننا سنستخدم نفس قانون الكسب بالقدرة لايجاد العلاقة بينهما
مثال
لو ان قدرة الاولى ضعف قدرة التانية
واردنا تمثيلهم على منحنى الاستجابة للتردد فانه سيكون هناك فرق بين
النقطتين مقداره =
10log (P2/P1) = 10 log 2 = 3 dB
لو كانت الاولى قدرتها 10 اضعاف التانية يكون الفرق بينهم على المنحنى
بالديسبل
= 10log (P2/P1) = 10 log 10 = 10 dB.
اذا كانت الاولى تساوى مليون مرة من قدرة الثانية فان الفرق بينهم بالديسبل
=
10log (P2/P1) = 10 log 1,000,000 = 60 dB
خلينا نشوف العلاقة بين نسبة القدرتين على منحنى الاستجابة للتردد مع الكسب
هتلاحظ اعلى نقطة فى المنحنى عندما كانت احدى السماعتين قدرتها عشر مرات
قدرة الثانية كانت النقطة 10 ديسبل بتحدد تلك العلاقة
ولو هناك سماعة اخرى قدرتها ضعف سماعة تانية هتلاقيها عند النقطة 3 ديسبل
لاحظ على المنحنى ايضا لو ان هناك سماعتين لهم نفس القدرة سيكون الكسب لهما
بالديسبل عند الصفر لان لوغاريتم واحد = صفر حتى بدون اللوغاريتم طالما
لايوجد كسب يبقى صفر على المنحنى
ملحوظة مهمة جدا : المنحنى يعبر عن نسبة بين القدرتين
ولايعبر عن قيمتهم
للتعبير عن الكسب باديسبل بالنسبة للصوت فى صورة ضغط الصوت
هنلاقى ان قدرة الصوت بتتناسب مع مربع ضغط الصوت بالضبط كما تتناسب قدرة
المكبر او الدائرة مع مربع الجهد
وعليه فان تمثيل الكسب بالديسبل بمعرفة ضغط الوصت بيكون بالعلاقة الاتية :
20log (p2/p1) dB
ماهى العلاقة بين الضجيج والديسبل او بالانجليزية
• What is the relation between loudness and decibels? Is 80 dB twice as
loud as 40 dB? How do you translate from decibels to loudness?
هل شدة صوت 80 ديسبل تحدث نفس الضجيج ل 40 ديسبل ؟
لو جينا نقيسها بمقياس على بعض الناس هتفرق من شخص الى اخر فهناك اشخاص
حساسيتهم عالية للصوت يعنى ممكن تهمس جانبه ويقولك وطى صوتك
وهناك ناس متعودة على الصوت العالى يعنى مش بتفرق معاهم
فكيف نقيس الضجيج ؟
اقترح العلماء خط لقياس الضجيج كما فى الصورة حيث انه اعتبر ان كل عشرة
ديسبل بين نقطتين تحدث ضجيج مضاعف للنقطة التى قبلها
مثلا: النقطة 40 ديسبل تحدث ضجيج ضعف النقطة 30 ديسبل والنقطة 60 ديسبل
تحدث ضجيج ضعف النقطة 50 ديسبل وهكذا
ملف صوت يبين العلاقة بين مستوى الصوت والتردد
وحساسية الاذن
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
احذر من البدء من الثلث العلوى حتى لاتفقد السمع
لمن يهتم بالصوتيات موقع اسئلة واجوبة جميل :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
Sound files to show the size of a decibel
What happens when you halve the sound power? The log of 2 is 0.3, so the
log of 1/2 is -0.3. So, if you halve the power, you reduce the power
and the sound level by 3 dB. Halve it again (down to 1/4 of the original
power) and you reduce the level by another 3 dB. That is exactly what
we have done in the first graphic and sound file below.
موقع بيبين تغير مستوى الصوت عند تغير القدرة او الجهد
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
How big is a decibel?
وايضا فى نفس الموقع ملف صوت يبين قيمة الديسبل بالصوت
موقع جميل عن المغناطيسية وحركة السماعة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الموقع الرئيسى وبيان تغير حركة السماعة مع التردد قمة فى الوضوح
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
القارئ مش فاهمها كويس حبيت اوضحها
هى الديسيبل وعلاقته بالقدرة او الفولت فى منحنى الاستجابة للتردد مع الكسب
قلنا ان الدسيبل هى جزء من عشرة بيل والبيل مشتقة من اسم العالم جراهام بيل
والبيل يساوى = لو (الكسب فى القدرة)
اى = لوغاريتم النسبة بين قدرة الخرج الى قدرة الدخل
يبقى الديسيبل = عشرة اضعاف البيل =10 لوغاريت النسبة بين القدرتين
لو لم يكن عندى القدرة للخرج او الدخل وعندى الجهد فبسهولة بقدر اعرف نسبة
الكسب فى هذه الدائرة بالديسيبل لان العلاقة بين الجهد والقدرة ان القدرة =
مربع الجهد على المقاومة
فاذا قسمت النسبتين بتروح المقاومة مع بعضها ويفضل بس نسبة الجهد على
المدخل والمخرج مرفوع الى التربيع
هذا التربيع فى اللوغاريتمات بيخرج بره اللوغاريتم بالعدد 2
يبقى لما نحب نعبر عن الديسيبل كعلاقة مع الجهد
= 2*10 لو ( Vout / Vin )
=20 لوغاريتم نسبة الجهد الخارج الى الجهد الداخل
وقلنا ان قيمة الكسب بالديسيبل بتكون سالبة فى حالة الدائرة انالوج اى
لايوجد بها تكبير وفيها عناصر مستهلكة للقدرة زى المقاومة
وان الكسب بالديسيبل بيكون موجب لما يكون هناك تكبير للقدرة اى ان جهد
الاشارة على الرخج اكبر من جهدها على الدخل او قدرتها الخارجة اكبر من
قدرتها الداخلة
وهنضرب مثال :لو اردنا معرفة النسبة بين قدرة الخرج الى قدرة الدخل
بالديسيبل او بمعنى اوضح لو اردنا معرفة الكسب بالديسيبل لدائرة قدرة الخرج
لها 100 وات وقدرة الدخل واحد وات
هنطبق العلاقة : الكسب بالديسبل = 10 لو (Pout
/Pin)
=10 لو (1000/1)
=10*3=30 dbلو
حبيت تحسبها كنسبة بين الجهدين :
نسبة الجهد = الجذر التربيعى لنسبة القدرة = جذر 1000= 31.62
هنعوض فى معادلة الكسب مع الجهد
الكسب بالديسبل =20 لو (31.62) = 30 db
اى انها نفس النتيجة
مثال على الكسب السلبى(الفقد):
احسب نسبة الكسب فى القدرة بالديسبل لدائرة دخلها 10 وات وخرجها واحد مللى
وات
Gdb = 10 log 0.001/10=-40 db
زى ماحنا شايفين الرقم امامه سالب لانه بيعبر عن فقد فى القدرة وليس كسب
مثال اخر:لو اردنا معرفة نسبة الكسب فى القدرة
المساوية ل 3db
اى المقابلة ل 3 ديسبل
يعنى كانك بتقلب المعادلة يعنى عاوز النسبة بين القدرتين فقط وليست ممثلة
بالديسبل
هنعوض فى المعادلة :
3 = 10 لوغاريتم Po/PIN
النسبة بين القدرتين = 10 اس 3/10 = 1.995 = تقريبا 2يعنى
كان عندما تكون قدرة الخرج = ضعف قدرة الدخل بيكون الكسب بالديسبل =3
اما لو حصل العكس وكان الدخل ضعف الخرج هتكون الكسب بالديسبل - 3
ولذلك لو تتذكر انه عند تردد القطع وتساوى ممانعة المكثف مع المقاومة
بنلاقى ان نسبة الجهدين = جذر 2 = 0.707
وعشان نحسب الكسب بالديسبل عند تلك الحالة بطلع لوغاريتم 0.707 ونضربه فى
عشرة بنلاقيه = - 3db
وهى نفس القيمة لما قدرة الخرج = نصف قدرة الدخل
اى ان لو الكسب عندنا 3 ديسبل فده معناه ان قدرة الخرج نصف قدرة الدخل او
نسبة الجهدين = 0.707
وعليه فان التغير فى نسبة القدرتين بالعدد 2 معناه ان الكسب 3 ديسبل
لو ايضا التغير فى نسبة القدرة = 10 ايضا هيحصل تغير فى الكسب بالديسبل =
10 ديسبل
بالمثل اى زيادة فى الكسب بمعدل 3 ديسبل معناه ان حصل زيادة فى نسبة
القدرتين مقداره جذر 2 او 1.41
لو حصلت زيادة مقدارها 6 ديسبل معناه وجود زيادة فى نسبة القدرة اربع مرات
او مرتين بالنسبة للجهد
a) A power ratio of 2 is equal to 3 dB. Conversely,
a power ratio of 1/2 is equal to -3 dB.
b) A voltage or current ratio of 2 is equal to 6 dB. Conversely, a
voltage or current ratio of 1/2 is equal to -6 dB.
c) A power ratio of 10 is equal to 10 dB. Conversely, a power ratio of
1/10 is equal to -10 dB.
d) A voltage or current ratio of 10 is equal to 20 dB. Conversely, a
voltage or current ratio of 1/10 is equal to -20 dB.
اخر شيئ اذكركم به هو الاوكتاف والديكاد
وقلت ان خط التردد الافقى لايقسم تقسيم عادى كما نقسم مثلا محور الاعداد
الطبيعية ب 1 و 2 و 3 و 4 و وهكذا ولكن لو قسمناه بنفس الطريقة دى هناخد
مساحة كبيرة جدا عشان نبدا من الواحد وننتهى مثلا عند واحد ميجا
والحل للموضوع ده بانه قسم الخط الافقى ده تقسيم مضاعفات
بمعنى مثلا بالنسبة للاكتاف بيكون تعبير عن مضاعفات العدد اى العدد مضروب
فى اتنين كما شرحت
والديكاد بيكون العدد مضروب فى عشرة يعنى لو بدانا بخمسة مثلا يكون العدد
التالى 50 والذى بعد الخمسين 500 والذى بعد 500 العدد 5000 وهكذا
اخر نقطة اذكركم بيها هى ميل الخط الذى يمثل المنحنى للعلاقة بين الكسب
والتردد بعد القطع بيكون مثل خط المقاومة التى تمثل العلاقة بين الجهد
والتيار بقيمة ثابتة
يعنى اى نقطة على الخط بتعبر عن نسبة ثابتة بين الكسب والتردد
استخدام الديسبل للتعبير عن شدة
الصوت
الصوت
بالفرض ان عندنا سماعتين لكل منهما قدرة مختلفة عن الاخرى
فاننا سنستخدم نفس قانون الكسب بالقدرة لايجاد العلاقة بينهما
مثال
لو ان قدرة الاولى ضعف قدرة التانية
واردنا تمثيلهم على منحنى الاستجابة للتردد فانه سيكون هناك فرق بين
النقطتين مقداره =
10log (P2/P1) = 10 log 2 = 3 dB
لو كانت الاولى قدرتها 10 اضعاف التانية يكون الفرق بينهم على المنحنى
بالديسبل
= 10log (P2/P1) = 10 log 10 = 10 dB.
اذا كانت الاولى تساوى مليون مرة من قدرة الثانية فان الفرق بينهم بالديسبل
=
10log (P2/P1) = 10 log 1,000,000 = 60 dB
خلينا نشوف العلاقة بين نسبة القدرتين على منحنى الاستجابة للتردد مع الكسب
هتلاحظ اعلى نقطة فى المنحنى عندما كانت احدى السماعتين قدرتها عشر مرات
قدرة الثانية كانت النقطة 10 ديسبل بتحدد تلك العلاقة
ولو هناك سماعة اخرى قدرتها ضعف سماعة تانية هتلاقيها عند النقطة 3 ديسبل
لاحظ على المنحنى ايضا لو ان هناك سماعتين لهم نفس القدرة سيكون الكسب لهما
بالديسبل عند الصفر لان لوغاريتم واحد = صفر حتى بدون اللوغاريتم طالما
لايوجد كسب يبقى صفر على المنحنى
ملحوظة مهمة جدا : المنحنى يعبر عن نسبة بين القدرتين
ولايعبر عن قيمتهم
للتعبير عن الكسب باديسبل بالنسبة للصوت فى صورة ضغط الصوت
هنلاقى ان قدرة الصوت بتتناسب مع مربع ضغط الصوت بالضبط كما تتناسب قدرة
المكبر او الدائرة مع مربع الجهد
وعليه فان تمثيل الكسب بالديسبل بمعرفة ضغط الوصت بيكون بالعلاقة الاتية :
20log (p2/p1) dB
ماهى العلاقة بين الضجيج والديسبل او بالانجليزية
• What is the relation between loudness and decibels? Is 80 dB twice as
loud as 40 dB? How do you translate from decibels to loudness?
هل شدة صوت 80 ديسبل تحدث نفس الضجيج ل 40 ديسبل ؟
لو جينا نقيسها بمقياس على بعض الناس هتفرق من شخص الى اخر فهناك اشخاص
حساسيتهم عالية للصوت يعنى ممكن تهمس جانبه ويقولك وطى صوتك
وهناك ناس متعودة على الصوت العالى يعنى مش بتفرق معاهم
فكيف نقيس الضجيج ؟
اقترح العلماء خط لقياس الضجيج كما فى الصورة حيث انه اعتبر ان كل عشرة
ديسبل بين نقطتين تحدث ضجيج مضاعف للنقطة التى قبلها
مثلا: النقطة 40 ديسبل تحدث ضجيج ضعف النقطة 30 ديسبل والنقطة 60 ديسبل
تحدث ضجيج ضعف النقطة 50 ديسبل وهكذا
ملف صوت يبين العلاقة بين مستوى الصوت والتردد
وحساسية الاذن
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
احذر من البدء من الثلث العلوى حتى لاتفقد السمع
لمن يهتم بالصوتيات موقع اسئلة واجوبة جميل :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
Sound files to show the size of a decibel
What happens when you halve the sound power? The log of 2 is 0.3, so the
log of 1/2 is -0.3. So, if you halve the power, you reduce the power
and the sound level by 3 dB. Halve it again (down to 1/4 of the original
power) and you reduce the level by another 3 dB. That is exactly what
we have done in the first graphic and sound file below.
موقع بيبين تغير مستوى الصوت عند تغير القدرة او الجهد
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
How big is a decibel?
وايضا فى نفس الموقع ملف صوت يبين قيمة الديسبل بالصوت
موقع جميل عن المغناطيسية وحركة السماعة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
الموقع الرئيسى وبيان تغير حركة السماعة مع التردد قمة فى الوضوح
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:57 pm
سابدا
من اليوم مشوار مع الكروس اوفر
تكلمنا عن السماعات وقلنا ان سماعة واحدة لاتستطيع ان تستجيب لكل الترددات
الصوتية من 20 هيرتز الى 20 كيلو نظرا للمدى الواسع لحيز تلك الترددات
وعليه كان لابد من تقسيم تلك الترددات الى ثلاث مناطق وعليه جاء تقسيم
السماعات تبعا لذلك التقسيم
وقد صنفت السماعات حسب استجابتها للتردد فالسماعات ذات نصف القطر الكبير
لاتستطيع الاستجابة الى الترددات العالية نظرا لكبر حجم الغشاء المخروطى
فصنفت تحت مسمىwoofer اقل من 500 هيرتز
والتى تعمل على التردد العالى سميناها tweeter
من 5 كيلو هيرتز الى اعلى
والترددات التى بين العالية والمنخفضة لها نوع من السماعات يسمى midrange speaker من 500 الى 5000 تقريبا
وفكرة التقسيم لتبسيطها ان الغشاء المخروطى يتحرك بنفس حركة اشارة الصوت
فلو مثلا كان تردد اشارة الصوت الداخلة للسماعة 50 هيرتز فى الثانية سوف
تتحرك السماعة 50 مرة فى الثانية وكلما زاد التردد زادت حركة الغشاء
المخروطى
وتلك الحركة للغشاء تزداد صعوبة بزيادة التردد مع كبر حجم الغشاء المخروطى
بالضبط كانك تمسك حبل فى يدك وتريد ان تمرجحه فكلما كان الحبل قصير كانت
امكانية تارجحه سهلة وكلما زاد طوله صعب معك تحريكه بسرعة
من هذا المنطلق نشات الحاجة للفلتر فبوجود فلتر فى الدائرة يستطيع تمرير
الترددات المنخفضة الى سماعات الووفر ويمنع عنها باقى الترددات ستعمل
السماعة بكفائة
ونفس الشيئ بوجود فلتر الترددات العالية ستمر الترددات العالية فقط الى
سماعات التويتر ويمنع عنها المنخفضة
وبتركيب باس باند فلتر ستمر الترددات بين الترددين الى سماعات ميدرانج
مجموعة الفلاتر الثلاثة هذه التى تفصل تلك الترددات وتوجه كل منها الى
السماعة المناسبة لها يسمى crossover circuit
مامعنى : CROSSOVER ROLLOFF (
slope
ميل منحنى الكروس اوفر بيعبر عن معدل تغير الصوت بالزيادة او النقصان فى
واحد اوكتاف عند تغير التردد بالزيادة او النقصان
ودايما بيعبر عنه ب (6 او 12 او 18 او 24 او..... )ديسبل / اوكتاف (octave
مثال : عندما نقول ان كروساوفر 12dB/octave slope.
معناه ان كلما زاد تردد الصوت او نقص بمعدل وحدة 2 ( واحد اوكتاف ) فان
مستوى الصوت سيتغير ب 12 ديسبل
شكل يبين اشكال الميل المختلفة لمجموعة من الكروس
اوفر المشهورة عند 6 و 12 و 18 و 24 ديسبل على اوكتاف
لاحظ ان كل لون بيمثل فلترين اى واحد كروس اوفر
ماهى نقطة التردد للكروس اوفر : The crossover
point
is the frequency at which the level of the signal is 3dB down from the
level of the pass band
هى نقطة التردد التى تكون اسفل مستوى حزمة الاشارة التى مرت دون قطع ب 3
ديسبل اى مستقيمة كما دخلت خرجت
كما صنفنا انواع الفلاتر فالكروس اوفر ماهو الا فلتر او مجموعة من الفلترات
فى دائرة واحد
1- high pass passive crossover system :
وهو كما درسنا سابقا عبارة عن فلتر لامرار الترددات العالية بواسطة مكثف
يربط على التوالى مع السماعة حيث يمنع المكثف الترددات المنخفضة ويمرر
الترددات العالية كما درسنا
2- low pass passive crossover system.
ويستخدم الملف على التوالى لامرار الترددات المنخفضة ومنع الترددات العالية
كما درسنا
3- tri mode system.
استخدام الملف والمكثف فى نفس الدائرة
شكل يبين كيف يمنع المكثف الترددات المنخفضة مع
اختلاف ميل المنحنى ونقطة القطع على حسب قيمة المكثف
ادخل هذا الموقع الذى اشرح منه واتبع الصور
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
شكل منحنى الاشارة قبل وضع اى فلتر
(مكثف او ملف ) لاحظ انه خط مستقيم
ضع الماوس على المكثف على اليسار ولاحظ تغير المنحنى ونقطة تردد القطع من
مكثف الى اخر عند تحريك الماوس
تغير نقطة الكروس اوفر او الفلتر مكون من مكثف 47 ميكرو
فاراد مع تغير الحمل او السماعة
حيث تلاحظ تغير نقطة القطع وميل المنحنى عند تحريك الماوس على ممانعة
السماعة على اليسار من 1 و 2 و 4 و 8 اوم كما واضح فى صورة الموقع
منحنى يبين ثلاث كروس اوفر كل واحد له ملف مختلف القيمة عن الاخر والرسم
مقسم راسيا الى وحدات 3 ديسبل وافقى الى وحدات اوكتاف
لاحظ ان المنحنى الاحمر نقطة القطع للكروس اوفر له عند تردد 200 هيرتز
والخط الاخضر نقطة القطع له عند 600 هيرتز
بينما الخط الاخير نقطة القطع له عند 1.6 كيلو هيرتز
مثال: لو فرضنا ان ممانعة السماعة 4 اوم وتردد
القطع المطلوب هو 200هيرتز
لحساب قيمة الملف =
Value of the coil=4/(2*3.14*200)
Value of the coil=3.18 millihenries
نقطة القطع للخط الاول من اليسار عند 400 هيرتز
والثانى عند 1200هيرتز
والاحمر عند 3200 هيرتز
كمثال : احسب قيمة المكثف لسماعة 4 اوم عند تردد قطع
1200 هيرتز
Value of the capacitor=1/(2*3.14*1200*4)
Value of the capacitor=33 microfarads
جدول لحساب الملف او المكثف للكروس اوفر
ادخل قيمة الممانعة للسماعة ونقطة القطع للتردد المطلوبة ثم اضغط على
المفتاح لحساب قيمة الملف والمكثف لهذا النوع من الكرو اوفر
اذا طلع الناتج بقيمة صعب تجدها فى ملف واحد او مكثف واحد يمكن ان توصل عدة
مكثفات او ملفات على التوالى او التوازى للحصول على القيمة المطلوبة
وفى الموقع جدول لحساب تلك الملفات او المكثفات اسفل الصورة اعلاه
فى الصورة التالية طريقتين لتوصيل ملف الى سماعتين
اما بتوصيل الملف (3.18 مللى ) على التوالى مع السماعتين
او توصيل ضعف الملف (6.36 مللى ) على التوالى مع كل سماعة بمفردها
صورة متحركة لشكل الاشارة الداخلة الى السماعة عند
ترددات مختلفة واحدة داخله على سماعة عليها مكثف واخرى على سماعة عليها ملف
حرك المؤشر العلوى الذى يتحكم فى قيمة تردد الاشارة الداخلة ولاحظ شكل
الاشارة الخارجة من الملف والمكثف
غير ايضا من قيمة نقطة القطع للفلتر ولاحظ شكل الاشارة الخارجة من الملف او
المكثف عند تغيير نقطة القطع
من اليوم مشوار مع الكروس اوفر
تكلمنا عن السماعات وقلنا ان سماعة واحدة لاتستطيع ان تستجيب لكل الترددات
الصوتية من 20 هيرتز الى 20 كيلو نظرا للمدى الواسع لحيز تلك الترددات
وعليه كان لابد من تقسيم تلك الترددات الى ثلاث مناطق وعليه جاء تقسيم
السماعات تبعا لذلك التقسيم
وقد صنفت السماعات حسب استجابتها للتردد فالسماعات ذات نصف القطر الكبير
لاتستطيع الاستجابة الى الترددات العالية نظرا لكبر حجم الغشاء المخروطى
فصنفت تحت مسمىwoofer اقل من 500 هيرتز
والتى تعمل على التردد العالى سميناها tweeter
من 5 كيلو هيرتز الى اعلى
والترددات التى بين العالية والمنخفضة لها نوع من السماعات يسمى midrange speaker من 500 الى 5000 تقريبا
وفكرة التقسيم لتبسيطها ان الغشاء المخروطى يتحرك بنفس حركة اشارة الصوت
فلو مثلا كان تردد اشارة الصوت الداخلة للسماعة 50 هيرتز فى الثانية سوف
تتحرك السماعة 50 مرة فى الثانية وكلما زاد التردد زادت حركة الغشاء
المخروطى
وتلك الحركة للغشاء تزداد صعوبة بزيادة التردد مع كبر حجم الغشاء المخروطى
بالضبط كانك تمسك حبل فى يدك وتريد ان تمرجحه فكلما كان الحبل قصير كانت
امكانية تارجحه سهلة وكلما زاد طوله صعب معك تحريكه بسرعة
من هذا المنطلق نشات الحاجة للفلتر فبوجود فلتر فى الدائرة يستطيع تمرير
الترددات المنخفضة الى سماعات الووفر ويمنع عنها باقى الترددات ستعمل
السماعة بكفائة
ونفس الشيئ بوجود فلتر الترددات العالية ستمر الترددات العالية فقط الى
سماعات التويتر ويمنع عنها المنخفضة
وبتركيب باس باند فلتر ستمر الترددات بين الترددين الى سماعات ميدرانج
مجموعة الفلاتر الثلاثة هذه التى تفصل تلك الترددات وتوجه كل منها الى
السماعة المناسبة لها يسمى crossover circuit
صور للكروس اوفر
مامعنى : CROSSOVER ROLLOFF (
slope
ميل منحنى الكروس اوفر بيعبر عن معدل تغير الصوت بالزيادة او النقصان فى
واحد اوكتاف عند تغير التردد بالزيادة او النقصان
ودايما بيعبر عنه ب (6 او 12 او 18 او 24 او..... )ديسبل / اوكتاف (octave
مثال : عندما نقول ان كروساوفر 12dB/octave slope.
معناه ان كلما زاد تردد الصوت او نقص بمعدل وحدة 2 ( واحد اوكتاف ) فان
مستوى الصوت سيتغير ب 12 ديسبل
شكل يبين اشكال الميل المختلفة لمجموعة من الكروس
اوفر المشهورة عند 6 و 12 و 18 و 24 ديسبل على اوكتاف
لاحظ ان كل لون بيمثل فلترين اى واحد كروس اوفر
ماهى نقطة التردد للكروس اوفر : The crossover
point
is the frequency at which the level of the signal is 3dB down from the
level of the pass band
هى نقطة التردد التى تكون اسفل مستوى حزمة الاشارة التى مرت دون قطع ب 3
ديسبل اى مستقيمة كما دخلت خرجت
انواع الكروس اوفر
كما صنفنا انواع الفلاتر فالكروس اوفر ماهو الا فلتر او مجموعة من الفلترات
فى دائرة واحد
1- high pass passive crossover system :
وهو كما درسنا سابقا عبارة عن فلتر لامرار الترددات العالية بواسطة مكثف
يربط على التوالى مع السماعة حيث يمنع المكثف الترددات المنخفضة ويمرر
الترددات العالية كما درسنا
2- low pass passive crossover system.
ويستخدم الملف على التوالى لامرار الترددات المنخفضة ومنع الترددات العالية
كما درسنا
3- tri mode system.
استخدام الملف والمكثف فى نفس الدائرة
شكل يبين كيف يمنع المكثف الترددات المنخفضة مع
اختلاف ميل المنحنى ونقطة القطع على حسب قيمة المكثف
ادخل هذا الموقع الذى اشرح منه واتبع الصور
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
شكل منحنى الاشارة قبل وضع اى فلتر
(مكثف او ملف ) لاحظ انه خط مستقيم
ضع الماوس على المكثف على اليسار ولاحظ تغير المنحنى ونقطة تردد القطع من
مكثف الى اخر عند تحريك الماوس
تغير نقطة الكروس اوفر او الفلتر مكون من مكثف 47 ميكرو
فاراد مع تغير الحمل او السماعة
حيث تلاحظ تغير نقطة القطع وميل المنحنى عند تحريك الماوس على ممانعة
السماعة على اليسار من 1 و 2 و 4 و 8 اوم كما واضح فى صورة الموقع
منحنى يبين ثلاث كروس اوفر كل واحد له ملف مختلف القيمة عن الاخر والرسم
مقسم راسيا الى وحدات 3 ديسبل وافقى الى وحدات اوكتاف
لاحظ ان المنحنى الاحمر نقطة القطع للكروس اوفر له عند تردد 200 هيرتز
والخط الاخضر نقطة القطع له عند 600 هيرتز
بينما الخط الاخير نقطة القطع له عند 1.6 كيلو هيرتز
تحديد قيمة الملف المناسب على
التوالى للسماعة
التوالى للسماعة
مثال: لو فرضنا ان ممانعة السماعة 4 اوم وتردد
القطع المطلوب هو 200هيرتز
لحساب قيمة الملف =
Value of the coil=4/(2*3.14*200)
Value of the coil=3.18 millihenries
نفس المثال مع المكثف
نقطة القطع للخط الاول من اليسار عند 400 هيرتز
والثانى عند 1200هيرتز
والاحمر عند 3200 هيرتز
حساب قيمة المكثف المناسبة
للسماعة
للسماعة
كمثال : احسب قيمة المكثف لسماعة 4 اوم عند تردد قطع
1200 هيرتز
Value of the capacitor=1/(2*3.14*1200*4)
Value of the capacitor=33 microfarads
جدول لحساب الملف او المكثف للكروس اوفر
ادخل قيمة الممانعة للسماعة ونقطة القطع للتردد المطلوبة ثم اضغط على
المفتاح لحساب قيمة الملف والمكثف لهذا النوع من الكرو اوفر
اذا طلع الناتج بقيمة صعب تجدها فى ملف واحد او مكثف واحد يمكن ان توصل عدة
مكثفات او ملفات على التوالى او التوازى للحصول على القيمة المطلوبة
وفى الموقع جدول لحساب تلك الملفات او المكثفات اسفل الصورة اعلاه
فى الصورة التالية طريقتين لتوصيل ملف الى سماعتين
اما بتوصيل الملف (3.18 مللى ) على التوالى مع السماعتين
او توصيل ضعف الملف (6.36 مللى ) على التوالى مع كل سماعة بمفردها
صورة متحركة لشكل الاشارة الداخلة الى السماعة عند
ترددات مختلفة واحدة داخله على سماعة عليها مكثف واخرى على سماعة عليها ملف
حرك المؤشر العلوى الذى يتحكم فى قيمة تردد الاشارة الداخلة ولاحظ شكل
الاشارة الخارجة من الملف والمكثف
غير ايضا من قيمة نقطة القطع للفلتر ولاحظ شكل الاشارة الخارجة من الملف او
المكثف عند تغيير نقطة القطع
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:58 pm
لنرى تاثير وجود الكروس اوفر على القدرة
الواصلة للسماعة عند استعمال ملف فى دائرة الكروس اوفر
عند وضع الملف على التوالى مع السماعة ليمثل فلتر للترددات العالية ( كروس
اوفر ) يجب مراعاة مايلى :
ان يكون الملف الموصل مع السماعة ممانعته الاومية صغيرة بقدر الامكان حتى
لايؤثر على القدرة الواصلة للسماعة وكلما كان قطر السلك للملف اكبر قلت
مقاومته كما نعلم
وعند وضع الملف على السماعة ليس مهم ان يكون فى الجانب الموجب او السالب
للسماعة
انظر الى الصورة هنا :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
فى الرسم اللون البنفسجى بيوضح كيف تتاثر الاشارة وتضعف بزيادة التردد
ولاحظ انه لايوجد تاثير على الاشارة قبل التردد 400 هيرتز
عند النقطة A :
لاحظ نقصان الاشارة عند 1 كيلو هيرتز حيث تنقص بمقدار 3Db
ومعنى نقص 3dB من الكسب (الفقد )على منحنى الكسب (الفقد) كما تعلمنا
سابقا ان قدرة الاشارة قد نزلت الى النصف عن النقطة التى قبلها ولان
النقطة التى قبلها تمثل الصفر اى تمثل تساوى قدرة الدخل مع قدرة الخرج فليس
هناك كسب (فقد) فان قدرة الخرج اصبحت تساوى نصف قدرة الدخل عند النقطة A
معنى ذلك ان النقطة A
تمثل قيمة اشارة الخرج بعد وضع الكروس اوفر ذو الملف
اى ان القدرة نقصت الى النصف بعد وضع الكروس اوفر
وللتوضيح:
لو انك تشغل سماعة ترددها واحد كيلو هيرتز من مكبر قدرته 100 وات ثم وضعت
كروس اوفر
بملف فان القدرة الواصلة الى السماعة سوف تنزل الى 50 وات بدلا من 100 وات
الاولى
عند النقطة B :
عندها التردد قيمته 1250hz
لاحظ ان مستوى الاشارة نزل الى 6dBعلى منحنى
الكسب (الفقد = كسب بالسالب )
معنى ذلك ان القدرة تنقص مرة اخرى عن القدرة عند النقطة A
بمقدار 3Db مرة اخرى يعنى نصف القدرة ينقص
كمان للنصف يبقى اصبح ربع القدرة الاصلية الداخلة
وعليه سوف تكون القدرة الواصلة للسماعة 25 وات عند النقطة B
لو زاد التردد الى القيمة 1250hz فان القدرة
الواصلة للسماعة هى 25 وات فقط
عند النقطة C (3750hz)
ستجد ان الكسب قد نقص الى 12 ديسبل ولو اردنا
حساب كم النقص فى قيمة القدرة
فعند النقطة B كان النقص قد وصل الى ربع القدرة
الاصلية وبنزول بمقدار 3Db عند النقطة
9 ديسبل سيكون حدث نقص فى القدرة بمقدار النصف مرة اخرى اى اصبح الربع =1/8وبالنزول الى النقطة 12 ديسبل ( 3750) نقسم مرة اخرى 1/8 على اتنين يصبح قيمة القدرة
على السماعة عند النقطة C (3750hz) هى = 1/16
من قدرة الدخل
Capacitors in Series with Speakers:
In passive crossovers.
يعتبر مكثف على التوالى هى ابسط صورة للكروس اوفر الذى يمرر الترددات
العالية
وتعين قيمة المكثف بمعرفة التردد المرغوب والممانعة للسماعة كما تعلمنا
سابقا
يجب استعمال مكثفات بدون قطبية وعليه يمكن وضع المكثف على اى من طرفى
السماعة سواء الموجب او السالب لايهم
ويكون جهده 100 فولت او اكثر
لنحلل المنحنى فى الصورة لنعرف كم يؤثر المكثف على اضعاف
الاشارة ذات التردد المنخفض
ادخل هذه الصفحة:
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
فى الصورة الخط او المنحنى الاخضر يبين كيف تتاثر الاشارة وتنقص كلما قل
التردد
ويمكن ملاحظة ان المنحنى ياخذ خط مستقيم فوق التردد 2khz تقريبا
عند النقطة A : 3dB at 1khz
لاحظ ان الكسب قل ب 3 dBعن النقطة التى قبلها وهى الصفر والتى تمثل
تساوى اشارة الدخل مع اشارة الخرج اى لايوجد كسب ( فقد = كسب بالسالب )
اى ان القدرة الواصلة للسماعة كما قلنا سابقا = 1/2
من قدرة الدخل
عند النقطةB
وكما فى مثال الملف فعند هذه النقطة قل الكسب الى 6Db
وهى تمثل 1/4 قدرة الدخل كما قلنا سابقا
عند النقطة C (250hz)
فان الكسب فى الاشارة ينزل بمقدار 12dB
وعليه يمكن القول ان القدرة الواصلة للسماعة عند التردد 250 هيرتز هى 1/16
من قدرة الدخل
او بمعنى اخر = 1/16 من القدرة المفروض ان تصل
للسماعة بدون وجود المكثف
الواصلة للسماعة عند استعمال ملف فى دائرة الكروس اوفر
عند وضع الملف على التوالى مع السماعة ليمثل فلتر للترددات العالية ( كروس
اوفر ) يجب مراعاة مايلى :
ان يكون الملف الموصل مع السماعة ممانعته الاومية صغيرة بقدر الامكان حتى
لايؤثر على القدرة الواصلة للسماعة وكلما كان قطر السلك للملف اكبر قلت
مقاومته كما نعلم
وعند وضع الملف على السماعة ليس مهم ان يكون فى الجانب الموجب او السالب
للسماعة
تاثير الملف على القدرة الواصلة
للسماعة
للسماعة
انظر الى الصورة هنا :
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
فى الرسم اللون البنفسجى بيوضح كيف تتاثر الاشارة وتضعف بزيادة التردد
ولاحظ انه لايوجد تاثير على الاشارة قبل التردد 400 هيرتز
عند النقطة A :
لاحظ نقصان الاشارة عند 1 كيلو هيرتز حيث تنقص بمقدار 3Db
ومعنى نقص 3dB من الكسب (الفقد )على منحنى الكسب (الفقد) كما تعلمنا
سابقا ان قدرة الاشارة قد نزلت الى النصف عن النقطة التى قبلها ولان
النقطة التى قبلها تمثل الصفر اى تمثل تساوى قدرة الدخل مع قدرة الخرج فليس
هناك كسب (فقد) فان قدرة الخرج اصبحت تساوى نصف قدرة الدخل عند النقطة A
معنى ذلك ان النقطة A
تمثل قيمة اشارة الخرج بعد وضع الكروس اوفر ذو الملف
اى ان القدرة نقصت الى النصف بعد وضع الكروس اوفر
وللتوضيح:
لو انك تشغل سماعة ترددها واحد كيلو هيرتز من مكبر قدرته 100 وات ثم وضعت
كروس اوفر
بملف فان القدرة الواصلة الى السماعة سوف تنزل الى 50 وات بدلا من 100 وات
الاولى
عند النقطة B :
عندها التردد قيمته 1250hz
لاحظ ان مستوى الاشارة نزل الى 6dBعلى منحنى
الكسب (الفقد = كسب بالسالب )
معنى ذلك ان القدرة تنقص مرة اخرى عن القدرة عند النقطة A
بمقدار 3Db مرة اخرى يعنى نصف القدرة ينقص
كمان للنصف يبقى اصبح ربع القدرة الاصلية الداخلة
وعليه سوف تكون القدرة الواصلة للسماعة 25 وات عند النقطة B
لو زاد التردد الى القيمة 1250hz فان القدرة
الواصلة للسماعة هى 25 وات فقط
عند النقطة C (3750hz)
ستجد ان الكسب قد نقص الى 12 ديسبل ولو اردنا
حساب كم النقص فى قيمة القدرة
فعند النقطة B كان النقص قد وصل الى ربع القدرة
الاصلية وبنزول بمقدار 3Db عند النقطة
9 ديسبل سيكون حدث نقص فى القدرة بمقدار النصف مرة اخرى اى اصبح الربع =1/8وبالنزول الى النقطة 12 ديسبل ( 3750) نقسم مرة اخرى 1/8 على اتنين يصبح قيمة القدرة
على السماعة عند النقطة C (3750hz) هى = 1/16
من قدرة الدخل
ماذا عن تاثير المكثف على السماعة
Capacitors in Series with Speakers:
In passive crossovers.
يعتبر مكثف على التوالى هى ابسط صورة للكروس اوفر الذى يمرر الترددات
العالية
وتعين قيمة المكثف بمعرفة التردد المرغوب والممانعة للسماعة كما تعلمنا
سابقا
يجب استعمال مكثفات بدون قطبية وعليه يمكن وضع المكثف على اى من طرفى
السماعة سواء الموجب او السالب لايهم
ويكون جهده 100 فولت او اكثر
لنحلل المنحنى فى الصورة لنعرف كم يؤثر المكثف على اضعاف
الاشارة ذات التردد المنخفض
ادخل هذه الصفحة:
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
فى الصورة الخط او المنحنى الاخضر يبين كيف تتاثر الاشارة وتنقص كلما قل
التردد
ويمكن ملاحظة ان المنحنى ياخذ خط مستقيم فوق التردد 2khz تقريبا
عند النقطة A : 3dB at 1khz
لاحظ ان الكسب قل ب 3 dBعن النقطة التى قبلها وهى الصفر والتى تمثل
تساوى اشارة الدخل مع اشارة الخرج اى لايوجد كسب ( فقد = كسب بالسالب )
اى ان القدرة الواصلة للسماعة كما قلنا سابقا = 1/2
من قدرة الدخل
عند النقطةB
وكما فى مثال الملف فعند هذه النقطة قل الكسب الى 6Db
وهى تمثل 1/4 قدرة الدخل كما قلنا سابقا
عند النقطة C (250hz)
فان الكسب فى الاشارة ينزل بمقدار 12dB
وعليه يمكن القول ان القدرة الواصلة للسماعة عند التردد 250 هيرتز هى 1/16
من قدرة الدخل
او بمعنى اخر = 1/16 من القدرة المفروض ان تصل
للسماعة بدون وجود المكثف
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 8:59 pm
الصورة اسفل تبين عمل الكروس اوفر بثلاث مخارج كل مخرج يذهب
الى سماعة
وكل سماعة تاخذ التردد الذى يلائمها كما قلت سابقا
1-
لاحظ فى الرسم ان نقط الكروس اوفر تعتبر نقط تقاطع كل من خط الفلتر المنخفض
مع الباند باس وكذلك خط الفلتر ذو التردد المرتفع مع الباند باس ومعنى
الباند باس كما نعلم هى حزمة الترددات المتوسطة الذاهبة الى السماعة الوسط
والتى تقع بين الفلترين المرتفع والمنخفض
the slopes for 6dB (first order), 12dB (second order), 18dB (third
order) and 24dB (fourth order) per octave
وكما نرى درجة الفلتر الاول هو 6 ديسبل /اوكتاف
والثانى ضعفه = 12 ديسبل / اوكتاف
والثالث = 18 ديسبل / اوكتاف
والرابع =24 ديسبل / اوكتاف
فى الصورة العلوية فلترين احدهما احادى الدرجة والثانى ثنائى الدرجة وكما
تعلمنا سابقا ان درجة الفلتر تحسب على حسب العناصر الموجوده فيه من مكثف
وملف
فان كان مكثف واحد او ملف واحد سمى فلتر من الدرجة الاولى
وفى الصورة الثانية فلتر درجة ثانية (كروس اوفر ) ويتم ذلك باضافة الملف
على التوازى مع المكثف
فبينما وجود المكثف على التوالى يمنع الترددات المنخفضة من الوصول الى
السماعة فان الملف يعمل على تمرير الترددات المنخفضة التى لم يستطع المكثف
حجزها حيث يمررها الملف الى الارضى وبذلك تزيد درجة كفائة الفلتر فى منع
الترددات المنخفضة من الوصول للحمل
لاحظ باضافة عنصر ثالث (مكثف ) الى الدائرة اخذت التسمية واصبح الفلتر او
الكروس اوفر من الدرجة الثالثة حيث اذدادت كفائته عن فلتر الدرجة الثانية
بمنع الترددات المنخفضة من الوصول الى السماعة حيث يعمل المكثف الثانى على
منع الترردات التى قد تكون مرت من الملف والمكثف من الوصول الى السماعة
او لنقل انه ياخذ قيمة مختلفة فى السعة عن المكثف الاول قد مكنه من منع
ترددات مختلفة عن الترددات التى مرت من المكثف الاول
3-
ولاحظ فى الصورة ايضا الفلتر من الدرجة الرابعة ان عدد عناصره اربع عناصر
مكثفين وملفين واضيف الملف الثانى بقيمة مختلفة عن الملف الاول حتى يستطيع
تسريب الترددات التى قد تكون مرت من العناصر الثلاثة الى الارضى
4-
لاحظ فى الصورة انه كلما زاد عدد العناصر فى دائرة الفلتر زادت حدة ميل
الخط الذى يمثل الكسب واقترب اكثر من ان يكون راسيا ولو كان راسيا كان
الفلتر مثاليا بمعنى انه يمنع منعا باتا اى ترددات منخضة قبل تردد القطع
اما ميل المنحنى فيعبر عن ان بعض الترددات تمر ولكن بعد اضعافها
فالخط الازرق الفاتح الاول من اليسار يعبر عن ميل كبير للمنحنى مما يوحى
بمرور كمية من الترددات قبل تردد القطع اكثر من المنحنى الاحمر او الاخضر
او البنفسجى
وكذلك الاحمر يعبر عن ميل اكثر من الاخضر والبنفسجى واتساع الميل كما قلت
يعبر عن مرور اكثر لحزمة الترددات التى مرت من الفلتر وهى غير مرغوب فى
مرورها حتى ولو كانت ضعيفة
وفى الرسم ايضا احسن الخطوط هو البنفسجى والذى يعبر عن فلتر من الدرجة
الرابعة
Low Pass Crossovers
بنفس الطريقة يتم تقسيم فلتر او كروس اوفر الترددات المنخفضة حسب عدد عناصر
الدائرة من ملف ومكثف وهو يبدا بالدرجة الاولى بملف والدرجة الثانية ملف
ومكثف والثالثة ملفين ومكثف والرابعة ملفين ومكثفين كما فى الصورة
6-
ملحوظة لايشترط كثر العناصر للفلتر للحصول على جوده فى
الصوت
جدول لحساب قيمة العناصر لكورس اوفر من الدرجة الاولى
والثانية
والكروس اوفر من الدرجة الثانية اكثر شيوعا
هنا فى الموقع ادخل قيم مقاومة السماعات وتردد القطع للفلتر وهو يحسب لك
قيم الملفات او المكثفات التى تعطى تلك النتيجة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
7
الى سماعة
وكل سماعة تاخذ التردد الذى يلائمها كما قلت سابقا
1-
لاحظ فى الرسم ان نقط الكروس اوفر تعتبر نقط تقاطع كل من خط الفلتر المنخفض
مع الباند باس وكذلك خط الفلتر ذو التردد المرتفع مع الباند باس ومعنى
الباند باس كما نعلم هى حزمة الترددات المتوسطة الذاهبة الى السماعة الوسط
والتى تقع بين الفلترين المرتفع والمنخفض
High Pass Crossovers
the slopes for 6dB (first order), 12dB (second order), 18dB (third
order) and 24dB (fourth order) per octave
وكما نرى درجة الفلتر الاول هو 6 ديسبل /اوكتاف
والثانى ضعفه = 12 ديسبل / اوكتاف
والثالث = 18 ديسبل / اوكتاف
والرابع =24 ديسبل / اوكتاف
فى الصورة العلوية فلترين احدهما احادى الدرجة والثانى ثنائى الدرجة وكما
تعلمنا سابقا ان درجة الفلتر تحسب على حسب العناصر الموجوده فيه من مكثف
وملف
فان كان مكثف واحد او ملف واحد سمى فلتر من الدرجة الاولى
وفى الصورة الثانية فلتر درجة ثانية (كروس اوفر ) ويتم ذلك باضافة الملف
على التوازى مع المكثف
فبينما وجود المكثف على التوالى يمنع الترددات المنخفضة من الوصول الى
السماعة فان الملف يعمل على تمرير الترددات المنخفضة التى لم يستطع المكثف
حجزها حيث يمررها الملف الى الارضى وبذلك تزيد درجة كفائة الفلتر فى منع
الترددات المنخفضة من الوصول للحمل
فلتر درجة ثالثة
لاحظ باضافة عنصر ثالث (مكثف ) الى الدائرة اخذت التسمية واصبح الفلتر او
الكروس اوفر من الدرجة الثالثة حيث اذدادت كفائته عن فلتر الدرجة الثانية
بمنع الترددات المنخفضة من الوصول الى السماعة حيث يعمل المكثف الثانى على
منع الترردات التى قد تكون مرت من الملف والمكثف من الوصول الى السماعة
او لنقل انه ياخذ قيمة مختلفة فى السعة عن المكثف الاول قد مكنه من منع
ترددات مختلفة عن الترددات التى مرت من المكثف الاول
3-
ولاحظ فى الصورة ايضا الفلتر من الدرجة الرابعة ان عدد عناصره اربع عناصر
مكثفين وملفين واضيف الملف الثانى بقيمة مختلفة عن الملف الاول حتى يستطيع
تسريب الترددات التى قد تكون مرت من العناصر الثلاثة الى الارضى
low pass crossover slope
4-
لاحظ فى الصورة انه كلما زاد عدد العناصر فى دائرة الفلتر زادت حدة ميل
الخط الذى يمثل الكسب واقترب اكثر من ان يكون راسيا ولو كان راسيا كان
الفلتر مثاليا بمعنى انه يمنع منعا باتا اى ترددات منخضة قبل تردد القطع
اما ميل المنحنى فيعبر عن ان بعض الترددات تمر ولكن بعد اضعافها
فالخط الازرق الفاتح الاول من اليسار يعبر عن ميل كبير للمنحنى مما يوحى
بمرور كمية من الترددات قبل تردد القطع اكثر من المنحنى الاحمر او الاخضر
او البنفسجى
وكذلك الاحمر يعبر عن ميل اكثر من الاخضر والبنفسجى واتساع الميل كما قلت
يعبر عن مرور اكثر لحزمة الترددات التى مرت من الفلتر وهى غير مرغوب فى
مرورها حتى ولو كانت ضعيفة
وفى الرسم ايضا احسن الخطوط هو البنفسجى والذى يعبر عن فلتر من الدرجة
الرابعة
Low Pass Crossovers
بنفس الطريقة يتم تقسيم فلتر او كروس اوفر الترددات المنخفضة حسب عدد عناصر
الدائرة من ملف ومكثف وهو يبدا بالدرجة الاولى بملف والدرجة الثانية ملف
ومكثف والثالثة ملفين ومكثف والرابعة ملفين ومكثفين كما فى الصورة
high pass crossovers slope
6-
ملحوظة لايشترط كثر العناصر للفلتر للحصول على جوده فى
الصوت
جدول لحساب قيمة العناصر لكورس اوفر من الدرجة الاولى
والثانية
والكروس اوفر من الدرجة الثانية اكثر شيوعا
هنا فى الموقع ادخل قيم مقاومة السماعات وتردد القطع للفلتر وهو يحسب لك
قيم الملفات او المكثفات التى تعطى تلك النتيجة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
7
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
رد: المغناطيسية وعلاقتها بالتيار الكهربى
من طرف المدير العام الإثنين يونيو 21, 2010 9:00 pm
بعض
المعلومات المفيدة
لو اننا عندنا سماعة تعمل على مكبر بقدرة ما وضاعفنا مساحة الغشاء
المخروطى سوف نحصل على قدرة صوتية مضاعفة للسماعة اى كسبنا 3db
كذلك لو قللنا عدد السماعات الى النصف فقد خسرنا نصف القدرة اى خسرنا
3ديسبل
لو ضاعفت القدرة مع ثبات عدد السماعات تكون اضفت 3 ديسبل للقدرة على
السماعة
ولو نقصت القدرة الى النصف لخسرت 3 ديسبل
كذلك اذا ضاعفت القدرة وضاعفت مساحة الغشاء المخروطى حصلت على 6 ديسبل
اضافية
تحذير
عند قطع ملف السماعة او احتراقه فان الملف والمكثف يمثلان دائرة رنين وعند
تردد الرنين لهما فان الممانعة الكلية لهما تساوى صفر
وحيث انهما بعد احتراق ملف السماعة يمثلان الحمل على المكبر وعليه كان
الحمل اصبح صفر والدائرة فى هذا الحالة شورت مما يؤدى الى احتراق المكبر
الصورة التالية لاشارتين نقيتين احدهما 100 هيرنز (صفراء) والاخرى 400
هيرتز منفصلتين
اى ان احدهما تردد اربع اضعاف الاخرى
لو ادخلتهم كل واحدة على سماعة فان غشاء السماعة صاحبة 400 هيرتز سوف تتحرك
للامام وللخلف بسرعة تعادل اربع مرات تحرك غشتء السماعة الاولى 100 هيرتز
الصورة التالية توضح شكل الاشارة عند مزج الاشارتين
الصورة التالية شكل الاشارة عندما تكون مصحوبة بتشويش noise
اخيرا عدة مواقع رائعة :
موقع ممتاز لحساب الفلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع لحساب باند باس فلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع روعة لحساب الكسب بمعرفة القدرة والفولت
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع روعة شامل للحسابات الالكترونية والصوتية
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
المعلومات المفيدة
لو اننا عندنا سماعة تعمل على مكبر بقدرة ما وضاعفنا مساحة الغشاء
المخروطى سوف نحصل على قدرة صوتية مضاعفة للسماعة اى كسبنا 3db
كذلك لو قللنا عدد السماعات الى النصف فقد خسرنا نصف القدرة اى خسرنا
3ديسبل
لو ضاعفت القدرة مع ثبات عدد السماعات تكون اضفت 3 ديسبل للقدرة على
السماعة
ولو نقصت القدرة الى النصف لخسرت 3 ديسبل
كذلك اذا ضاعفت القدرة وضاعفت مساحة الغشاء المخروطى حصلت على 6 ديسبل
اضافية
تحذير
عند قطع ملف السماعة او احتراقه فان الملف والمكثف يمثلان دائرة رنين وعند
تردد الرنين لهما فان الممانعة الكلية لهما تساوى صفر
وحيث انهما بعد احتراق ملف السماعة يمثلان الحمل على المكبر وعليه كان
الحمل اصبح صفر والدائرة فى هذا الحالة شورت مما يؤدى الى احتراق المكبر
الصورة التالية لاشارتين نقيتين احدهما 100 هيرنز (صفراء) والاخرى 400
هيرتز منفصلتين
اى ان احدهما تردد اربع اضعاف الاخرى
لو ادخلتهم كل واحدة على سماعة فان غشاء السماعة صاحبة 400 هيرتز سوف تتحرك
للامام وللخلف بسرعة تعادل اربع مرات تحرك غشتء السماعة الاولى 100 هيرتز
الصورة التالية توضح شكل الاشارة عند مزج الاشارتين
الصورة التالية شكل الاشارة عندما تكون مصحوبة بتشويش noise
اخيرا عدة مواقع رائعة :
موقع ممتاز لحساب الفلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع لحساب باند باس فلتر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع روعة لحساب الكسب بمعرفة القدرة والفولت
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
موقع روعة شامل للحسابات الالكترونية والصوتية
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
المدير العام- عضو ممتاز
-
.....
الباحث عن الحقيقة
.....
****************************
---------------------------------------
----------------------------------------
عدد الرسائل : 4202
العمر : 65
العمل : باحث وكاتب في العلوم ومقارنة الآديان
تاريخ التسجيل : 13/08/2008 -
شكراا
من طرف ريموو الأربعاء أكتوبر 27, 2010 10:11 am
مشكورررر ع الشرح الوافي
والله يعطيك الف عافية
انا اول مرة بشـآرك بتمنى ما تتجاهلوني بليززززززز
أستاذي في عندي سؤال كيف أحله ازا ممكن توضحلي
هي السؤال في الصورة والمطلوب قدرة الخرج للسماعة بالديسبل واط ؟؟
مشكورين على هالمنتدى الرائع
وبارك الله فيكم
والله يعطيك الف عافية
انا اول مرة بشـآرك بتمنى ما تتجاهلوني بليززززززز
أستاذي في عندي سؤال كيف أحله ازا ممكن توضحلي
هي السؤال في الصورة والمطلوب قدرة الخرج للسماعة بالديسبل واط ؟؟
مشكورين على هالمنتدى الرائع
وبارك الله فيكم
ريموو- ؟؟
عدد الرسائل : 1
العمر : 32
العمل : طالبة
تاريخ التسجيل : 27/10/2010
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى