وظيفة التغذية في الهندسة الكهربائية – المحور 8

يحتل درس وظيفة التغذية للسنة الثانية ثانوي هندسة كهربائية مكانا حاسما في المنهج الأكاديمي لطلاب علوم الهندسة الكهربائية. ضمن الوحدة التعليمية 8، التي تحمل عنوان “وظيفة التغذية”، ينغمس فيه الطلاب في العالم المعقد لتوزيع وإدارة الطاقة الكهربائية. توفر دورة الهندسة الكهربائية هذه المخصصة لطلاب السنة الثانية بالجامعة أساسًا متينًا في مجال التكنولوجيا الرياضية.

تجد في ملف PDF التالي العديد من الجوانب الحاسمة لهذا الدرس المهم، بدءًا من الوحدات التي تغطي التكيف بواسط محول، والتقويم أحادي القطب وثنائي القطب، ثم الترشيح بالمكثفات، وتنظيم التوتر. يقدم الملف منظورًا مثيرًا للاهتمام لوظيفة التغذيه، مع الأخذ في الاعتبار السلسلة الطاقوية في النظام الآلي.

ما هي الوظيفة الرئيسية للتغذية؟ 

باختصار، الوظيفة الرئيسية للتغذية في سياق الهندسة الكهربائية هي توفير الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل الأجهزة الكهربائية. يتم ذلك من خلال تحويل وتكييف الطاقة الكهربائية مع الحفاظ على مستويات الجهد المناسبة. تشمل وظائف التغذية تحويل التوتر، وتثبيت التيار، وتقويم النوبة، وتنظيم الجهد، مما يساهم في ضمان توفير طاقة كهربائية مستقرة وآمنة للأنظمة والأجهزة المتصلة.

أنواع التغذية

– هل هناك عدة أنواع من التغذية؟
نعم، لكن التغذية في السياق الهندسي الكهربائي تنقسم عادة إلى نوعين رئيسيين:

1) تغذية مستمرة (DC):
في هذا النوع من التغذية، يكون التيار الكهربائي يتدفق في اتجاه واحد فقط، دون تغيير في اتجاهه. يكون الجهد ثابتًا بمعنى أن الفولتية لا تتغير بشكل مستمر.

2) تغذية متناوبة (AC):
على عكس التغذية الكهربائية المستمرة، في هذا النوع، يتغير اتجاه التيار بانتظام، حيث يتغير الجهد بشكل دوري. يكون استخدام التيار المتناوب شائعًا في الأنظمة الكهربائية العامة والشبكات الكهربائية المنزلية.

التعرف على وظيفة التغذية

يتم تقديم المفهوم الرئيسي لوظيفة التغذية، مع تسليط الضوء على دورها الحاسم في توفير الطاقة الكهربائية للأجهزة لتشغيلها. تعمل وظيفة التغذية على تحويل خصائص طاقة الشبكة لتكييفها مع شروط تغذية محددة للجهاز الكهربائي.

– التصميم العام:
يتم تقديم تصميم الدارة الكهربائية الكاملة، مصحوبًا بمنحنى التوتر عند مخرج كل طابق، مما يوفر رؤية شاملة للأنظمة الكهربائية.

– العمل الجزئي:
يوضح الملف PDF بالتفصيل مجموعة من الوظائف الثانوية اللازمة لتحقيق وظيفة التغذية، بما في ذلك التثبيت والترشيح والانتعاش والتحويل.

– مثال :
يوضح المثال العملي التحدي المتمثل في تشغيل جهاز كهربائي، مثل الراديو، أثناء مواجهة مشكلات الجهد (6V/220V) وطبيعة التوتر (المتناوب/المباشر).

• ثم يبدأ بالوحدات:

التكيف بواسطة المحول

– يتناول الدرس وظيفة المحول الأساسية في مجال الهندسة الكهربائية وهو الجهاز الذي يعمل عل تكييف التوتر. 

– تعريف: يُعرف المحول بأنه آلة كهربائية ساكنة، والتي تُستخدم لتحويل التوتر الكهربائي من مستوى إلى آخر دون تغيير في التردد.

– التكوين: يتألف المحول من ملف أولي وملف ثانوي متصلين مغناطيسيًا، حيث يعمل الملف الأولي على إحداث تدفق مغناطيسي يُولد تيارًا في الملف الثانوي، مما يؤدي إلى إنتاج توتر كهربائي متناوب.

مبدأ التشغيل ونسبة التحويل

يتبين لنا في تتمة الدرس مبدأ عمل المحول، حيث يتم تغذية الملف الأولي بتوتر متناوب (U1)، مما يؤدي إلى إنشاء تيار (i1) وتدفق مغناطيسي في الدائرة المغناطيسية. ينتج عن هذه العملية قوة كهربائية في الملف الثانوي، وعندئذٍ يظهر توترًا متناوبًا جيبيا (U2) بين طرفيه. 

سنشاهد أيضا 2 رسومات مختلفة تمثل رمز المحول مع شرح معادلة نسبة التحويل، وكيف يمكن حساب الاستطاعة الظاهرية للمحول في حال كان مثاليًا أو في الأولي أو في الثانوي.

ثم تضمين تمرين تطبيقي لمحول يحمل المعلومات التالية: 10V A ؛ 220V/9V 

• ماذا تمثل هذه المعطيات؟
• حساب نسبة التحويل وشدة التيار الاسمي المتوفرة في الثانوي.

– ثم يظهر حل بشكل مفصل، يعطي فهمًا أفضل للقارئ حول وظيفة المحول وكيفية عمله.

قم بتعميق معرفتك من خلال قسم مخصص للتكيف. فك رموز الدور الحاسم للمحول، بما في ذلك تعريفه وتكوينه وترميزه ومبدأ التشغيل ومعدل التحويل والقدرة الظاهرة. سيسمح لك هذا التمرين الشامل بوضع هذه المفاهيم موضع التنفيذ.

االتقويم أحادي النوبة وثنائي القطب 

يسلط القسم الموالي من ملف PDF الضوء على وظيفة التقويم في نظم الهندسة الكهربائية. يُشرح كيف يمكن تحويل التيار المتناوب إلى تيار ذو اتجاه واحد باستعمال الثنائيات. ويُوضح نظرية التقويم أحادي النوبة السالبة، حيث يظهر مبيان الإشارات عبارة عن موجات جيبية عند كل مرحلة من عمليات التحويل، التقويم، الترشيح، والتثبيت.

فهم النوبة الموجبة والنوبة السالبة، المتمثلة في القيمة القصوى، القيم المتوسطة والقيمة الفعالة. يتناول النص أيضًا التقويم ثنائي النوبة ويشرح تركيبه باستخدام جسر غريتس، ومن ثم يُظهر تركيبًا آخر باستخدام محول ذو نقطة وسطية.

الترشيح بالمكثفات

يستعرض الدرس أيضا دور وظيفة الترشيح باستخدام المكثفات في أنظمة الهندسة الكهربائية. يُشير النص إلى أن هدف هذه الوظيفة هو جعل الإشارة المقومة أكثر استمرارًا بعد التقويم، ويوضح كيف يمكن تحقيق ذلك باستخدام المكثفات المتصلة عند التفرع مع مقاومة الحمولة.

1- مبدأ التشغيل
سنفهم كيف يتم شحن المكثفة ثم التفريغ عبر المقاومة. يجعل هذا النشاط الدوري الإشارة أكثر استقرارًا.

2- نسبة التموج
يظهر في محتوى الملف معادلة لنسبة التموج، وهي مقياس لاستقرار الإشارة بعد عملية الترشيح.

تنظيم التوتر 

رغم الترشيح الذي يُجرى على الإشارة، يبقى التوتر بين طرفي المكثفة غير مستقر نظرًا لتموجه. لحل هذه المشكلة ولضمان حصولنا على توتر مستمر وثابت، يلزم استخدام مثبت التوتر.

• مخطط التثبيت
  سنفهم كيف يتم تحقيق توتر مستقر باستخدام مثبت التوتر. يشرح المخطط كلًا من التوتر المرجعي، والمقارن، والمضخم. يتم مقارنة التوتر المرجعي بجزء من توتر الخروج للتأثير على المضخم حسب التحكم الذي يتلقاه من المقارن، والذي يقوم بتعويض أي زيادة أو نقص في التوتر للحفاظ على توتر الخروج ثابتًا ومستقرًا.

• التركيب باستخدام عناصر بارزة
  سنشاهد رسمًا توضيحيًا لتركيب مثبت التوتر باستخدام العناصر البارزة. ثم تفاصيل إضافية حول التركيب باستخدام المنظمات.

يُختم الملف بمجموعة من التمارين العملية المختلفة حول وظيفة التغذية التي تتحدى القارئ لتطبيق و تطوير المفاهيم النظرية في سياق تطبيقي عملي.

– مقالات مهمة:
فهم درس الكهرباء من حولنا.
ملخص درس المقاومة الكهربائية.

خاتمة

ملخص المقال يبين لنا محتوى درس وظيفة التغذية بشكل كامل للسنة 2 ثانوي تقني رياضي، يظهر الدور المحوري الذي تلعبه هذه الوظيفة في توفير الطاقة الكهربائية بكفاءة. من خلال تلك التفاصيل الدقيقة، يكتسب الطلاب فهمًا عميقًا حول كيفية تحويل وتكييف الطاقة. تمتع التلاميذ بالتعلم العملي من خلال التمارين التطبيقية التي تثري فهمهم لأساسيات هندسة الطاقة الكهربائية.

• تجد هنا درس آخر لوضيفة التغذية لصاحبه الأستاذ ولدقادة نجادي.
• ومن هنا درس من اعداد الأستاذة: بن تاج فتيحة.
• وهذا ملف درس من إعداد أستاذ التعليم بلمادي محمد.

نشكركم على متابعتكم. إذا كانت لديكم أي أسئلة أو استفسارات، فلا تترددوا في طرحها على البريد الإلكتروني أو في صندوق التعليقات.