هل سيتجمع الجهد لتيارين مختلفين مأخوذين من مصدر تيار متردد؟

هل سيتجمع الجهدان لتيارين مختلفين مأخوذين من مصدر تيار متناوب؟

لا يتجمع الجهدان لتيارين مختلفين مأخوذين من مصدر تيار متناوب (AC) بطريقة قد تكون متوقعة مع مصادر التيار المستمر (DC). لفهم السبب، من المهم النظر في كيفية تصرف الجهد والتيار في الدوائر التيار المتناوب.

المفاهيم الرئيسية في دوائر التيار المتناوب

الحث الكهربائي (Z): في دوائر التيار المتناوب، الحث الكهربائي هو قياس الإعاقة الكلية التي يقدمها الدائرة للتيار بسبب وجود المقاومة (R)، والحدة (L)، والقدرة (C). الحث الكهربائي هو كمية معقدة تتضمن كلًا من المقدار وزاوية الطور.

علاقة الطور: في دوائر التيار المتناوب، يمكن أن يكون الجهد والتيار غير متساوي الطور بسبب وجود المكونات التفاعلية مثل الملفات وال kondensators. هذه الفروق الطورية مهمة عند النظر في سلوك الجهد والتيار.

إضافة المتجهات: على عكس دوائر التيار المستمر، حيث يمكن إضافة الانخفاضات الجهدية عبر المكونات جبريًا، في دوائر التيار المتناوب، يجب إضافة انخفاضات الجهد بالمتجهات لأنها قد تكون غير متساوية الطور.

علاقات الجهد والتيار

في دائرة التيار المتناوب، العلاقة بين الجهد (V)، والتيار (I)، والحث الكهربائي (Z) هي:

V=I⋅Z

هنا، V و I و Z هم جميعًا متجهات فازية، والتي تتضمن كلًا من المقدار ومعلومات الطور.

تيارين مختلفين مأخوذين من مصدر تيار متناوب

افترض سيناريو حيث يتم سحب تيارين مختلفين (I1 و I2) من مصدر تيار متناوب. سيكون لكل تيار حث كهربائي خاص به (Z1 و Z2) وجهد مرتبط (V1 و V2)：

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

إذا كان هذان التياران يتدفقان عبر أجزاء مختلفة من نفس الدائرة أو فروع متوازية مختلفة، فإن الجهود عبر كل فرع (V1 و V2) لا تتجمع ببساطة. بدلاً من ذلك، يعتمد الجهد الكلي عبر الدائرة بأكملها على تكوين الدائرة والعلاقات الطورية بين التيار والجهد.

الاتصال المتوازي

إذا كان التياران (I1 و I2) يتدفقان عبر فروع مختلفة متوازية، فإن الجهود عبر كل فرع ستكون متطابقة لأنها تشترك في العقدة المشتركة:

V1=V2=V

في هذه الحالة، يكون التيار الكلي (I total) هو مجموع التيارين الفرديين:

I total=I1+I2

الاتصال المتسلسل

إذا كان التياران (I1 و I2) يتدفقان عبر مكونات مختلفة متسلسلة، فإن الجهد الكلي عبر التركيب المتسلسل سيكون مجموع المتجهات للجهود الفردية:

V total=V1+V2

ومع ذلك، بما أن V1 و V2 هما متجهات فازية، يجب أن تأخذ عملية الإضافة في الاعتبار الفروق الطورية:

θ هي زاوية الطور بين V1 و V2

ملخص

باختصار، لا يتجمع الجهدان لتيارين مختلفين مأخوذين من مصدر تيار متناوب بشكل بسيط لأن:

• الفروق الطورية: يجب النظر في الجهود في دوائر التيار المتناوب مع مراعاة الفروق الطورية.

• الحث الكهربائي المعقد: الحث الكهربائي يتضمن كلًا من المقدار وزاوية الطور، مما يؤثر على العلاقة بين الجهد والتيار.