تيار متردد

تيار متردد (المنحنى الأخضر). The horizontal axis measures time; the vertical, current or voltage.

التيار المتردد أو التيار المتناوب Alternating current، هو تيار كهربائي يعكس اتجاهه بشكل دوري ويتذبذب في مكانه ذهابا وإيابا 50 أو 60 مرة في الثانية حسب النظام الكهربائي المستخدم. يمكن توليده فقط حسب قانون فرداي عن طريق مولد كهربائي متردد. ويتم الآن استخدام التيار المتناوب لنقل الطاقة الكهربائية في كل دول العالم رغم أسبقية التيار المستمر التاريخية ورغم أن أول محطة تجارية لتوليد الكهرباء في العالم وهي التي أنشأها أديسون في نيويورك سنة 1882 م كانت كذلك محطة لتوليدة التيار المستمر حتى أن أولى الأجهزة الكهربية كانت تعمل على التيار المستمر مثل مصباح أديسون إلا أن الوضع انقلب رأسا على عقب بعيد حرب التيارات فأصبح التيار المتذبذب مفضلا في عملية ايصال الطاقة لأسباب لها علاقة بتقنتي نقل الطاقة من جهة ومعالجة الإشارات من جهة أخرى.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

City lights viewed in a motion blurred exposure. The AC blinking causes the lines to be dotted rather than continuous.

Westinghouse Early AC System 1887
(US patent 373035)

المميزات

ولكن يمتاز التيار المتناوب بعدد من الميزات عن التيار المستمر:

يمكن نقل القدرة الكهربائية عبر التيار المتردد إلى مسافات بعيدة جدا وهذا ما لا يمكن للتيار المستمر أن يفعله بطريقة اقتصادية أو عملية. حيث يمكن خفض ورفع جهد المولد باستخدام جهاز يدعى المحول لا يمكن تطبيقه على التيار المستمر بسبب عدم وجود تغير في التدفق المغناطيسي. يقوم المحول رفع الجهد الآتي من المولد والذي يتراوح عادة بين 11-36 كيلو فولت ويقوم برفعه إلى مستويات تبلغ 110-765 كيلو فولت مما يجعل بالإمكان نقله إلى مسافات بعيدة جدا بين الدول أو حتى عبر القارات.
تمتاز التيارات المترددة على المستمرة بقدرتها على نقل المعلومات. فمكبر الصوت مثلا يقوم بتحويل المعلومات المحتواة في كلمة إلى تيار متردد
التيار المتناوب سهل التوليد من التوربينات حيث أن الوشائع والمغانط الدوارة تنتج تيارا متناوبا وللحصول على التيار المستمر منها يجب إجراء تقويم وترشيح وهذه العملية من الصعب تحقيقها في التوترات العالية.
تنتج الخلايا الكهروكيميائة التيار المستمر مباشرة ولكنها تكون غير عملية لتلبية احتياجات مناطق سكانية كبيرة، بينما يمكن استخدام الطاقة الهائلة للمياه الساقطة من الأنهار والمد والجزر للمحيطات والرياح والوقود الاحفوري والتفاعلات النووية الامنة لتدوير عنفات والتي بدورها تدير مولدات تيار متناوب.

كان توماس اديسون يفضل التيار المستمر على المتناوب في نقل الطاقة الكهربائية في الايام الأولى لانشاء الشبكات الكهربائية ولكن زملاؤه رؤوا أن التيار المتاوب يمكن ان يعمل بشكل أفضل وقد أخذ اديسون وقتا حتى اقتنع بخطأ موقفه لكن ربما كان يعلم شيئا لم يكن يعرفه زملاؤه. هناك ميزة زائدة للتيار المستمر في الشبكات الكهربائية عند نقل الطاقة الكهربائية لمسافات يعيدة حيث أنها تنتقل بشكل أكثر فعالية عند التوترات العالية من التيار المتناوب لأن الأسلاك لها مقاومة أصغر عند مرور التيار المستمر منها عند مرور التيار المتاوب وأيضا تقل الطاقة المغناطيسية الضائعة على شكل حقل مغناطيسي حول الاسلاك. و يعتبر نقل الطاقة باستخدام التيار المستمر ذي التوتر العالي واعدا جدا في المستقبل ولكن في الوقت الحالي تكمن المشكلة الأساسية في الكلفة لأنه يلزم تجهيزات تحويل للطاقة مدروسة بشكل كبير.

أنواع التيارات المترددة الجيبية

هما نوعان :

التيار المتغير (المتردد) AC وهو الذي نحصل عليه من مولدات التيار المتغير وهذا النوع من التيار متغير القيمة والاتجاه وهو شائع الاستخدام في المنازل والمصانع ويمكن الحصول عليه بقدرات عالية ومن مميزات هذا النوع من التيار أنه يمكن رفعه أو خفضه باستخدام المحولات الكهربائية ويمكن نقله إلى مسافات بعيدة بأقل فقد في القدرة المنقولة والتيار المتردد نوعين :

تيار متردد أحادي الطور Single Phase
تيار متردد ثلاثي الطور (تري فاز)Three Phase

النقل، التوزيع، وامدادات الطاقة المحلية

P_{\rm {L}}=I^{2}R\,.

P_{\rm {T}}=IV\,.

High voltage transmission lines deliver power from electric generation plants over long distances using alternating current. These lines are located in eastern Utah.

ترددات إمدادات الطاقة للتيار المترددد

The frequency of the electrical system varies by country; most electric power is generated at either 50 or 60 Hz. Some countries have a mixture of 50 Hz and 60 Hz supplies, notably Japan.

التأثير على الترددات العالية

تقنيات لتقليل مقاومة التيار المتردد

تقنيات للحد من فقدان الإشعاع

الأزواج الملتوية

الكابلات المحورية

الأدلة الموجية

الألياف البصرية

Mathematics of AC voltages

A sine wave, over one cycle (360°). The dashed line represents the root mean square (RMS) value at about 0.707

v(t)=V_{\mathrm {peak} }\cdot \sin(\omega t)

,

حيث

$\displaystyle V_{\rm {peak}}$ is the peak voltage (unit: volt),
$\displaystyle \omega$ $\displaystyle \omega$ is the angular frequency (unit: radians per second)
- The angular frequency is related to the physical frequency, $\displaystyle f$ (unit = hertz), which represents the number of cycles per second , by the equation $\displaystyle \omega =2\pi f$ .
$\displaystyle t$ is the time (unit: second).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Power and root mean square

p(t)={\frac {v^{2}(t)}{R}}

where

R

represents a load resistance.

P_{\rm {time~averaged}}={\frac {{V^{2}}_{\rm {rms}}}{R}}.

V_{\mathrm {rms} }={\frac {V_{\mathrm {peak} }}{\sqrt {2}}}.

مثال

V_{\mathrm {peak} }={\sqrt {2}}\ V_{\mathrm {rms} }.

انظر أيضا

قراءات إضافية

Willam A. Meyers, History and Reflections on the Way Things Were: Mill Creek Power Plant - Making History with AC, IEEE Power Engineering Review, February 1997, Pages 22–24

وصلات خارجية

"Alternating Current: Alternating Current". Interactive Java tutorial explaining alternating current. (National High Magnetic Field Laboratory)
"AC/DC: What's the Difference?". Edison's Miracle of Light, American Experience. (PBS)
"AC/DC: Inside the AC Generator". Edison's Miracle of Light, American Experience. (PBS)
Kuphaldt, Tony R., "Lessons In Electric Circuits : Volume II - AC". March 8, 2003. (Design Science License)
Nave, C. R., "Alternating Current Circuits Concepts". HyperPhysics.
"Alternating Current (AC)". Magnetic Particle Inspection, Nondestructive Testing Encyclopedia.
"Alternating current". Analog Process Control Services.
Hiob, Eric, "An Application of Trigonometry and Vectors to Alternating Current". British Columbia Institute of Technology, 2004.
"Introduction to alternating current and transformers". Integrated Publishing.
"Wind Energy Reference Manual Part 4: Electricity". Danish Wind Industry Association, 2003.
Chan. Keelin, "Alternating current Tools". JC Physics, 2002.
Williams, Trip "Kingpin", "Understanding Alternating Current, Some more power concepts".
"Table of Voltage, Frequency, TV Broadcasting system, Radio Broadcasting, by Country".
Professor Mark Csele's tour of the 25 Hz Rankine generating station
50/60 hertz information
AC circuits Animations and explanations of vector (phasor) representation of RLC circuits
Blalock, Thomas J., "The Frequency Changer Era: Interconnecting Systems of Varying Cycles". The history of various frequencies and interconversion schemes in the US at the beginning of the 20th century
Italiano: قالب:Description/i18n
Generating an a.c voltage.Interactive.

الكلمات الدالة: