Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تعميم قانون أوم في دوائر التيار المتردد

تعميم قانون أوم في دوائر التيار المتردد

1890
  • Oliver Heaviside
  • Charles Proteus Steinmetz
إعداد دائرة التيار المتردد باستخدام المتجهات الطورية المعقدة في مختبر الهندسة الكهربائية.

(صورة توضيحية فقط)

بالنسبة لدوائر التيار المتردد (AC)، Ohm’s law يُعمم هذا المفهوم باستخدام الأعداد المركبة ليصبح: [latex]mathbf{V} = mathbf{I} mathbf{Z}[/latex]. هنا، [latex]mathbf{V}[/latex] و[latex]mathbf{I}[/latex] هما متجهان طوريان مركبان يمثلان الجهد والتيار المتغيرين جيبيًا، ويشملان كلًا من السعة والطور. [latex]mathbf{Z}[/latex] هي المعاوقة المركبة، التي توسع مفهوم المقاومة ليشمل تأثيرات المكثفات والمحاثات.

في دوائر التيار المتردد، تُحدث المكثفات والمحاثات فرقًا في الطور بين الجهد والتيار. ولا تكفي المقاومة البسيطة لوصف هذا السلوك. تُعرَّف المعاوقة، Z، بأنها كمية مركبة تُحسب بالعلاقة Z = R + jX، حيث R هي المقاومة (الجزء الحقيقي) وX هي المفاعلة (الجزء التخيلي). المفاعلة هي مقاومة تدفق التيار من المكثفات (X_C) والمحاثات (X_L)، وهي تعتمد على التردد.

يُمكّن هذا الشكل الطوري لقانون أوم المهندسين من استخدام الطرق الجبرية، المشابهة لتلك المستخدمة في دوائر التيار المستمر، لحساب المقادير وزوايا الطور في أنظمة التيار المتردد المعقدة. يحدد مقدار المعاوقة، |Z| = √(R² + X²)، نسبة سعة الجهد إلى سعة التيار. وتمثل زاوية طور المعاوقة، φ = arctan(X/R)، فرق الطور بين الجهد والتيار. يُعد هذا التعميم أساسيًا في الهندسة الكهربائية الحديثة، إذ يُشكّل حجر الزاوية في تصميم كل شيء بدءًا من مصادر الطاقة وصولًا إلى أجهزة الاتصالات اللاسلكية.

UNESCO Nomenclature: 3308
– Electrical engineering

يكتب

نظام مجرد

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • قانون أوم للدوائر الكهربائية ذات التيار المستمر
  • قانون الحث لمايكل فاراداي، الذي يصف كيف تُولّد المجالات المغناطيسية المتغيرة جهدًا كهربائيًا
  • Joseph Henry’s work on self-inductance
  • نظرية جيمس كلارك ماكسويل الموحدة للكهرومغناطيسية
  • الإطار الرياضي للأعداد المركبة وتحليل الطور

التطبيقات

  • تصميم مرشحات الصوت (التمرير العالي، والتمرير المنخفض، والتمرير النطاقي)
  • تحليل شبكات نقل وتوزيع الطاقة
  • radio frequency (rf) circuit design for communication systems
  • مطابقة المعاوقة في الهوائيات لتحقيق أقصى قدر من نقل الطاقة
  • نمذجة وتحليل دوائر RLC في الإلكترونيات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • شبكات مطابقة المعاوقة التكيفية لهوائيات 5G/6G التي تتكيف في الوقت الفعلي مع التغيرات البيئية
  • biomedical sensors that use impedance التحليل الطيفي to differentiate between healthy and cancerous tissues
  • الشبكة الذكية technologies that dynamically manage reactive power to improve efficiency
  • معدات الاختبار غير المدمرة التي تحدد عيوب المواد عن طريق رسم خرائط لاختلافات المعاوقة
  • سماعات إلغاء الضوضاء النشطة مع مرشحات رقمية مضبوطة بدقة باستخدام نماذج المقاومة
  • أنظمة الشحن اللاسلكي التي تعمل على تحسين نقل الطاقة من خلال مطابقة معاوقات الملف بشكل نشط
  • أدوات المسح الجيوفيزيائي التي تستخدم قياسات المعاوقة متعددة الترددات لتوصيف الرواسب المعدنية
  • أنظمة ردود الفعل اللمسية التي تعدل المقاومة لخلق أحاسيس لمسية مختلفة
  • أجهزة مختبرية على شريحة تقوم بفرز الخلايا بناءً على ملفات تعريف المعاوقة الكهربائية الفريدة الخاصة بها
  • أنظمة الراديو المحددة بالبرمجيات (SDR) ذات خصائص المعاوقة القابلة لإعادة التكوين
المواضيع ذات الصلة: دوائر التيار المتردد، المعاوقة، المفاعلة، الطور، الأعداد المركبة، التيار المتردد، نظرية الدوائر، دائرة RLC، إزاحة الطور، الهندسة الكهربائية.

السياق التاريخي

تعميم قانون أوم في دوائر التيار المتردد

1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900
1875-01-01
1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1903

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.