تيار الدافع

في الأجهزة الإلكترونية المختلفة ، على سبيل المثال ، في المعدات الإلكترونية وأشباه الموصلات ، أي في مكبرات الصوت ، والمعدلات ، وأجهزة الراديو ، والمولدات ، وأجهزة التلفزيون ، وكذلك في الميكروفونات الكربونية والتلغراف والعديد من الأجهزة الأخرى ، تُستخدم على نطاق واسع التيارات التموجية والفولتية ... بالترتيب لا نكرر التفكير مرتين ، سنتحدث فقط عن التيارات ، لكن كل ما يتعلق بالتيارات ينطبق أيضًا على الفولتية.

يمكن أن تكون التيارات النابضة التي لها اتجاه ثابت ولكن تتغير قيمتها مختلفة. في بعض الأحيان تتغير القيمة الحالية من أعلى إلى أدنى قيمة غير صفرية. في حالات أخرى ، يتم تقليل التيار إلى الصفر. لو دائرة التيار المباشر يتم مقاطعته بتردد معين ، ثم لبعض الفواصل الزمنية لا يوجد تيار في الدائرة.

في التين. يوضح الشكل 1 الرسوم البيانية للتيارات الموجية المختلفة. في التين. 1 ، أ ، ب ، يحدث التغيير في التيارات وفقًا لـ منحنى جيبي، ولكن لا ينبغي اعتبار هذه التيارات التيارات المتناوبة الجيبية ، لأن اتجاه (علامة) التيار لا يتغير. في التين.يُظهر الشكل 1 ، c تيارًا يتكون من نبضات منفصلة ، أي "صدمات" قصيرة العمر للتيار ، مفصولة عن بعضها البعض بفترات توقف أطول أو أقل ، وغالبًا ما يطلق عليها التيار النبضي. تختلف التيارات النبضية المختلفة عن بعضها البعض في شكل ومدة النبضات ، وكذلك في معدل التكرار.

من الملائم اعتبار تيار نابض من أي نوع على أنه مجموع تيارين - مباشر ومتناوب ، يسمى مصطلح أو تيارات مكونة. يحتوي أي تيار نابض على مكونات DC و AC. هذا يبدو غريبا للكثيرين. في الواقع ، في النهاية ، التيار النابض هو تيار يتدفق طوال الوقت في اتجاه واحد ويغير قيمته.

كيف يمكنك معرفة أنه يحتوي على تيار متردد يغير الاتجاه؟ ومع ذلك ، إذا مر تياران - مباشر ومتناوب - في نفس الوقت عبر نفس السلك ، يتضح أن تيارًا نابضًا سيتدفق في هذا السلك (الشكل 2). في هذه الحالة ، يجب ألا يتجاوز اتساع التيار المتردد قيمة التيار المباشر. لا يمكن أن تتدفق التيارات المباشرة والمتناوبة بشكل منفصل عبر السلك. إنها تضيف إلى التدفق العام للإلكترونات التي لها كل خصائص التيار النابض.

أرز. 1. الرسوم البيانية للتيارات الموجية المختلفة

يمكن عرض إضافة تيارات التيار المتردد والتيار المستمر بيانياً. في التين. يوضح الشكل 2 الرسوم البيانية لتيار مباشر يساوي 15 مللي أمبير والتيار المتردد بسعة 10 مللي أمبير. إذا جمعنا قيم هذه التيارات للنقاط الفردية في الوقت المناسب ، مع مراعاة اتجاهات (إشارات) التيارات ، نحصل على الرسم البياني للموجة الحالية الموضح في الشكل. 2 بخط عريض. يختلف هذا التيار من 5 مللي أمبير إلى 25 مللي أمبير.

تؤكد الإضافة المدروسة للتيارات صحة تمثيل التيار النابض كمجموع للتيارات المباشرة والمتناوبة. يتم تأكيد صحة هذا التمثيل أيضًا من خلال حقيقة أنه بمساعدة بعض الأجهزة ، يمكن فصل مكونات هذا التيار عن بعضها البعض.

أرز. 2. الحصول على تيار نابض بإضافة التيار المباشر والمتناوب.

يجب التأكيد على أنه يمكن دائمًا تمثيل أي تيار كمجموع لعدة تيارات. على سبيل المثال ، يمكن اعتبار تيار 5 أ مجموع التيارات 2 و 3 أ المتدفقة في اتجاه واحد ، أو مجموع التيارات 8 و 3 أ التي تتدفق في اتجاهات مختلفة ، أي بعبارة أخرى ، الفرق بين التيارات 8 و 3 أ. ليس من الصعب العثور على مجموعات أخرى من تيارين أو أكثر بإجمالي 5 أ.

يوجد هنا تشابه كامل مع مبدأ إضافة القوى وتحللها. إذا عملت قوتان متساويتان في التوجيه على أي جسم ، فيمكن استبدالهما بقوة مشتركة واحدة. يمكن استبدال القوى التي تعمل في اتجاهين متعاكسين بفارق وحدة. على العكس من ذلك ، يمكن دائمًا اعتبار القوة المعينة مجموع القوى الموجهة بالتساوي أو الفرق بين القوى الموجهة بشكل معاكس.

ليس من الضروري تحلل التيارات المتناوبة المباشرة أو الجيبية إلى تيارات مكونة. إذا استبدلنا التيار النابض بمجموع التيارات المباشرة والمتناوبة ، فعند تطبيق القوانين المعروفة للتيارات المباشرة والمتناوبة على هذه التيارات المكونة ، من الممكن حل العديد من المشكلات وإجراء الحسابات اللازمة المتعلقة بالتيار النبضي.

يعتبر مفهوم التيار النابض كمجموع للتيارات المباشرة والمتناوبة أمرًا تقليديًا.بالطبع ، لا يمكن افتراض أنه في فترات زمنية معينة ، تتدفق التيارات المباشرة والمتناوبة حقًا تجاه بعضها البعض على طول السلك. في الواقع ، لا يوجد تدفقان متعاكسان للإلكترونات.

في الواقع ، التيار النابض هو تيار واحد يغير قيمته بمرور الوقت. من الأصح القول إن الجهد النابض أو EMF النابض يمكن تمثيله كمجموع للمكونات الثابتة والمتغيرة.

على سبيل المثال ، في FIG. يوضح الشكل 2 كيف يضاف جبريًا emf الثابت لمولد واحد إلى emf المتغير لمولد آخر. نتيجة لذلك ، لدينا EMF نابض يسبب التيار النابض المقابل. ومع ذلك ، يمكن اعتبارًا مشروطًا أن EMF الثابت يخلق تيارًا مباشرًا في الدائرة ، و EMF المتناوب - تيار متناوب ، والذي ، عند جمعه ، يشكل تيارًا نابضًا.

يمكن تمييز كل تيار نابض بالقيم القصوى والدنيا لـ Itax و Itin ، بالإضافة إلى مكوناته الثابتة والمتغيرة. يتم الإشارة إلى المكون الثابت بواسطة I0. إذا كان المكون المتناوب تيارًا جيبيًا ، فسيتم الإشارة إلى اتساعه بواسطة It (كل هذه الكميات موضحة في الشكل 2).

لا ينبغي الخلط بينه وبين It و Itax. أيضًا ، لا ينبغي تسمية القيمة القصوى للموجة الحالية Imax بالسعة. يشير مصطلح السعة عادة فقط إلى التيارات المتناوبة. فيما يتعلق بالتيار النابض ، لا يمكننا التحدث إلا عن سعة مكونه المتغير.

يمكن تسمية المكون الثابت للتيار النابض بمتوسط ​​قيمته Iav ، أي متوسط ​​القيمة الحسابية. في الواقع ، إذا أخذنا في الاعتبار التغييرات في فترة واحدة من التيار النابض الموضح في الشكل.في الشكل 2 ، يظهر ما يلي بوضوح: في نصف الدورة الأولى ، تمت إضافة عدد من القيم إلى تيار 15 مللي أمبير عن طريق تغيير المكون الحالي ، والذي يتراوح من 0 إلى 10 مللي أمبير والعودة إلى 0 ، وفي النصف الثاني -دورة ، يتم طرح نفس القيم الحالية بالضبط من 15 مللي أمبير الحالية.

لذلك ، فإن تيار 15 مللي أمبير هو في الحقيقة متوسط ​​القيمة. نظرًا لأن التيار هو نقل الشحنات الكهربائية عبر المقطع العرضي للسلك ، فإن Iav هي قيمة مثل هذا التيار المباشر الذي يحمل في فترة واحدة (أو لعدد كامل من الفترات) نفس كمية الكهرباء مثل هذا التيار النابض .

بالنسبة للتيار المتردد الجيبي ، فإن قيمة Iav لكل فترة هي صفر لأن كمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل في نصف فترة تساوي كمية الكهرباء التي تمر في الاتجاه المعاكس خلال نصف فترة أخرى. على الرسوم البيانية للتيارات التي توضح اعتماد التيار i على الوقت t ، يتم التعبير عن كمية الكهرباء التي يحملها التيار بمساحة الشكل الذي يحده المنحنى الحالي ، حيث يتم تحديد كمية الكهرباء بواسطة المنتج الذي عليه.

بالنسبة للتيار الجيبي ، فإن مناطق الموجات النصف الموجبة والسالبة متساوية في التيار النبضي الموضح في الشكل. 2 ، خلال فترة النصف الأول ، تتم إضافة كمية الكهرباء التي يحملها مكون التيار المتردد إلى كمية الكهرباء التي يحملها التيار Iav (المنطقة المظللة في الشكل). وخلال دورة النصف الثاني ، يتم سحب نفس كمية الكهرباء بالضبط. نتيجة لذلك ، يتم نقل نفس الكمية من الكهرباء طوال الفترة بأكملها كما هو الحال مع تيار مباشر واحد Iav ، أي أن مساحة المستطيل Iav T تساوي المنطقة التي يحدها منحنى الموجة الحالية.

وبالتالي ، يتم تحديد المكون الثابت أو متوسط ​​قيمة التيار عن طريق نقل الشحنات الكهربائية عبر المقطع العرضي للسلك.

المعادلة الحالية الموضحة في الشكل. يجب كتابة 2 بوضوح بالشكل التالي:

يجب حساب قوة التيار النابض كمجموع قوى التيارات المكونة له. على سبيل المثال ، إذا كان التيار الموضح في الشكل. 2 ، يمر من خلال المقاوم المقاومة R ، ثم قوتها

حيث I = 0.7Im هي قيمة جذر متوسط ​​التربيع للمكون المتغير.

يمكنك تقديم مفهوم قيمة جذر متوسط ​​التربيع لمعرف تيار الموجة. يتم حساب القوة بالطريقة المعتادة:

معادلة هذا التعبير بالتعبير السابق وتقليله بـ R ، نحصل على:

يمكن الحصول على نفس العلاقات للضغوط.