التيار المستمر و التيار المتناوب

يقسم التيار المار في دائرة كهربائية اعتمادا على مصدر الفولتية المغذي للدائرة الى نوعين رئيسيين هما التيار المستمر و التيار المتناوب.

التيار المستمر (DC):

يحافظ التيار المستمر على اتجاهه في الدائرة عبر الزمن اي ان التيار يمر بأتجاه واحد من القطب الموجب الى القطب السالب في الدائرة. للحصول على مثل هذا النوع من التيار نحتاج الى مصدر فولتية ثابت مثل بطارية او نقوم بتحويل مصدر فولتية متناوب الى مصدر فولتية ثابت كما يستم شرح هذا الموضوع لاحقاً.

رسم توضيحي للتيار المستمر

التيار المتناوب (AC):

وهو التيار الذي تتغير قيمته واتجاهه في الدائرة عبر الزمن اي ان التيار المتناوب يمر بأتجاهيين معين لفترة زمنية ثم يعكس اتجاهه لفترة اخرى. تعرف هذه الفترة الزمنية بفترة الموجة ويعرف مقلوبها بتردد الموجة وهي قيمة مهمة تستخدم كثيرا في الحاسابات. يعرف زمن الموجة بالفترة الزمنية اللازمة للموجة للعودة الى نفس القيمة و بنفس الاتجاه. يتولد التيار المتناوب عادة من مولدات الطاقة الميكانيكة كالمولدات المستخدمة لتوليد الطاقة الكهربائية التي تغذي منزلك كما يمكن تحويل مصادر الفولتية المستمرة الى مصادر فولتية متناوبة كما سيتم شرحها لاحقا.

بما ان القيمة اللحظية لمصدر الفولتية المتناوب غير معروفة لكونها متغيرة مع الزمن ولعدم امكانية استخدام الفولتية العظمى التي تصل اليها خلال الدورة الواحدة او معدل الفولتية خلال الدورة الواحدة لكونه على الاغلب صفر فولت كمؤشر لقيمة الفولتية فقد تم قياس القيمة المؤثرة للفولتية المتناوبة و هي قيمة (جذر معدل مربع) الفولتية. تم اختيار هذه القيمة كقيمة مؤثرة بعد مقارنتها بمصدر فولتية مستمر فوجدة انه هذه القيمة (اي جذر معدل مربع) الفولتية تساوي ما يقابلها من مصدر فولتية مستمر للحصول على نفس القدرة الكهربائية. مثال على ذلك, مصدر الفولتية في منزلك هو 220 فولت بالرغم من ان القيمة العظمى التي تصل اليها الموجة هي 311.12 فولت و معدلها صفر فولت لكنك لو قمت بتسخين لتر من الماء خلال دقيقة بأستخدام هذه الفولتية او مصدر فولتية مستمر بقيمة 220 فولت فأنك ستحصل على نفس درجة الحرارة بعد مرور الدقيقة.

رسم توضيحي للتيار المتناوب

التحويل بين مصادر الفولتية:

يمكن التحويل بين مصادر الفولتية المستمرة و المتناوبة حسب الحاجة اليها و يمكن اختصارها بطريقتين الاولى لتحويل مصدر الفولتية المتناوب الى مستمر و العكس. سيتم ذكر هذه الطرق بأيجاز في هذا الدرس و سيتم تخصيص درس لكل طريقة لاحقا.

مقوم التيار (Rectifier):

يسمح مقوم التيار بمرور التيار الكهربائي بإتجاه واحد لذلك فأنه يستخدم لتحويل مصادر الفولتية المتناوبة الى مصادر فولتية مستمرة. يقسم مقوم التيار الى قمسين رئيسيين هما مقوم نصف موجة و مقوم موجة كاملة. يقوم مقوم نصف الموجة بإقتطاع الجزء المطلوب من الموجة و لا يسمح للجزء الاخر بالمرور في حين يقوم مقوم الموجة الكاملة بتعديل جزئي الموجة الى الاتجاه المطلوب. يستخدم الدايود (Diode) بشكل واسع في نوعي المقومات المذكورين.

العاكس (Inverter):

يقوم العاكس بتحويل مصدر الفولتية المستمر الى مصدر متناوب. ان التطور الهائل في مجال الالكترونيك مكن المصممين من الوصول الى موجات جيبية ذات دقة عالية حيث كانت العاكسات الاولى تقوم بتحويل المصادر المستمرة الى موجات ذات خطوات متزايدة قد تصل الى ثلاث خطوات فقط لكل نصف موجة مما تسبب في مشاكل في استجابة اجزاء الدائئرة الالكترونية لهذه الموجات لكن مع تزايد الامكانات اصبح عدد الخطوات اكبر فأكبر و اصبحت الموجة الناتجة تقرب بشكل كبير جدا الى الموجة الجيبية.تعتبر دائرة العاكس معقدة نوعا ما مقارنة بدائرة مقوم التيار حيث انها تحتوي على الكثر من الاجزاء الالكترونية.

تعتبر دائرة مقوم التيار شائعة الاستخدام بكثرة في دوائر مجهزات القدرة (Power Supply) في حين ان استخدامات دوائر العاكس قليلة جدا.