الموسوعة العملية لمصادر التغذية الإلكترونية

أولا : التيار المتردد AC :

أ‌- عام :
يمر التيار المتردد فى اتجاه ما ثم فى الاتجاه الآخر أى يعكس اتجاهه باستمرار .
جهد التيار المتردد يتغير باستمرار بين قيم موجبة ( + ) وقيم سالبة ( - )
كما فى الشكل رقم 1 .




معدل تغير الاتجاه ( عدد المرات كل ثانية ) يسمى تردد التيار المتردد frequency ويقاس بوحدة تسمى هرتز ورمزها (Hz) .
التردد هو عدد الدورات فى الثانية الواحدة ( الدورة هى الجزء الموجب + الجزء السالب ) .
تردد التيار العمومى ( الشبكة) فى بعض البلدان هو 60 HZ وفى بلدان أخرى50 HZ
ومنبع التيار المتردد مناسب
لإمداد الطاقة مباشرة لبعض الاجهزة مثل المصابيح والسخانات ولكن معظم
الدوائر الالكترونية تحتاج الى مصدر تيار مستمر (ثابت) .

ب‌- خصائص الشكل الموجى الجيبى للتيار المتردد
الاشارة الكهربية إما أن تكون تيار أو جهد أيهما يحمل المعلومات ولكن عادة نعنى الجهد .
الرسم البيانى لتغير الجهد مع
الزمن موضح بالشكل رقم 2 كما يوضح الخصائص المختلفة للأشارة الكهربية وبه
عدة دورات , أما الشكل 3 فيوضح دورة واحدة .
الاشكال توضح الشكل الموجى الجيبى ولكن الخصائص تسرى على جميع الاشكال الموجية ذات الاشكال الثابتة .



الخصائص :
1- السعة أو المدى Amplitude :A
هى أقصى جهد تصل اليه الاشارة وتقاس بالفولت .

2- جهد القمة او الذروة Peak voltage :Vp
هو اسم اخر للسعة .

3- الجهد من القمة إلى القمة Peak-peak voltage : Vpp
هو ضعف جهد القمة ( أو السعة ) . عند استخدام الاوسليسكوب عادة ما نقيس الجهد من القمة للقمة .

4- الفترة الزمنية (الزمن الدورى) Time period :T
هو الزمن الذى تأخذة الإشارة فى دورة كاملة ويقاس بالثوانى .
عمليا تستخدم وحدات الملى ثانية ( 1ثانية = 1000 ملى ثانية ) والميكروثانية ( 1 ثانية = مليون ميكروثانية ) .

5- التردد Frequency :F
هو عدد الدورات فى الثانية . ويقاس بالهرتز HZ .
عمليا تستخدم وحدات الكيلو هرتز KHZ ( 1000 هرتز ) والميجا هرتز ( مليون هرتز ) .




7- قيمة جذر متوسط المربعات(RMS) Values ( اوالقيمة التأثيرية )

قيمة جهد التيار المتردد تتغير باستمرار من الصفر
فى الاتجاه الموجب حتى تصل الى القمة الموجبة ثم تهبط وصولا إلى الصفر ثم
إلى القمة السالبة وتعود إلى الصفر مرة ثانية . وبوضوح فان قيمة الجهد أو
التيار معظم الوقت تكون اقل من جهد القمة ولهذا السبب فلا تكون قيمة القمة
مقياس جيد للتأثير الحقيقى للجهد أو التيار .

بدلا من ذلك نستخدم قيمة جهد ما يعرف باسم ( الجزر التربيعى لمتوسط المربعات واختصارها RMS ) وهى تساوى 0.7 من قيمة جهد القمة Vp أى أن :

VRMS = 0.7 × Vpeak

و

Vpeak = 1.4 × VRMS







هذه المعادلات تطبق أيضا على التيار .

هذه العلاقات صحيحة فقط للأشكال الموجية الجيبية لان قيم 0.7 و 1.4 تتغير من شكل موجى إلى اخر .

قيمة RMS هى قيمة التأثير للجهد المتغير (أو التيار ) , فهى تكافىء قيمة تيار مستمر DC والذى يعطى نفس التأثير .

فعلى سبيل المثال :

عند توصيل مصباح إلى منبع 6V RMS AC سوف يضىء بنفس الشدة عند توصيله

بمنبع 6V DC .

ولكن سوف يكون المصباح معتم إذا وصل الى منبع 6V peak AC لأن قيمته التأثيرية RMS هى 4.2V فقط وتكافىء 4.2V DCفقط .

قد يقودك ذلك إلى الاعتقاد بأن قيمة RMS هى نوع من المتوسط ولكن من فضلك تذكر أنها فى الحقيقة ليست بقيمة متوسطة .

فى الحقيقة فان القيمة المتوسطة للجهد (أو التيار )
لاشارة التيار المتردد هى صفر لان كلا من الجزء الموجب والجزء السالب يلغي
كل منهما الاخر كمتوسط .

السؤال :

ماذا يبين مقياس التيار المتردد ؟ هل هى قيمة RMS او قيمة Vp ؟

الاجابة :

مقياس الفولت للتيار المتردد (الفولتميتر) أو مقياس التيار المتردد (أمبيرميتر )يبين (يقيس) قيمة RMS للجهد او االتيار .

مقياس التيار المستمر أيضا يبين (يقيس) القيمة التأثيرية RMS للتيار المستمر المتموج وإذا كان تردد هذه التموجات أقل من حوالى 10Hz يمكنك رؤية مؤشر المقياس يتأرجح .



السؤال الاخر :

ماذا نعنى بالعبارة '6V AC' هل نعنى RMS أو نعنى Vp ؟

الاجابة :

اذا كان المعنى هو قيمة الذروة فيجب ذكرها والا كانت القيمة هى القيمة التأثيرية RMS .

فى الحياة العادية نستخدم الجهد والتيار المتردد والقيم المذكورة تكون قيم RMS لانها القيمة التى تسمح بعمل مقارنة ملموسة ( محسوسة) مع الجهد أو التيار المستمر كمثل الذى نحصل عليه من البطاريات .

مثال :

العبارة '6V AC supply' تعنى6V RMS بينما قيمة جهد الذروة يكون 8.6V .

العبارة 220V AC تعنى القيمة RMS بينما قيمة الذروة تكون 310V .

السؤال :

ماذا نعنى حقيقة بالعبارة : جذر متوسط المربعات RMS ؟

الاجابة :

نعنى : أولا تربيع كل القيم ثم إيجاد القيمة
المتوسطة لهذه القيم على مدى دورة كاملة ثم إيجاد الجذر التربيعى للمتوسط .
وهو ما تعنيه العبارة RMS .

وفى هذا المجال وبدون الدخول فى التفاصيل الرياضية ( المعقدة ) ولعدم حدوث خلط فقط ما عليك الا قبول ان قيمة RMS للجهد او التيار هى القيمة الاكثر فائدة من قيمة الذروة .

ثانيا : التيار المستمر DC :

التيار المستمر DC يمر دائما فى نفس الاتجاه وقد يزداد أو ينقص .

جهد التيار المستمر إما دائما موجب (أو دائما سالب) ولكنه قد يزداد أو ينقص .

الدوائر الألكترونية عادة تحتاج إلى مصدر تيار ثابت DC مستقر أى ثابت عند قيمة واحدة أو مصدر تيار ثابت DC ناعم أى به تغيرات طفيفة تسمى تموجات أو تعرجات ripple .

البطاريات ومصادر القدرة المنظمة تعطى تيار مستمر DC مستقر .








ثالثا : أنواع مصادر القدرة (التغذية) الإلكترونية :

هناك ثلاثة أنواع رئيسية لمصادر القدرة وكل نوع له مميزاته وعيوبه ومن ثم فإن كل نوع يستخدم حسب ظروف التشغيل .

النوع الاول :
مصادر القدرة (التغذية) بتيار مستمر ناعم ( غير منظم أو عير مستقر) :
(تسمى بالمصادر الخطية غير المنظمة )
وهو أبسط أنواع مصادر القدرة وغالبا ما تستخدم فى التطبيقات الغير حرجة حيث لا تكون كفاءة الاداء شىء حيوى .

النوع الثانى :
مصادر القدرة (التغذية) بتيار مستمر مستقر ( منظم ) خطى :
(تسمى المصادر الخطية المنظمة )
هذا النوع من مصادر القدرة يمكنه توفير خصائص ذات
مستوى مرتفع . على الرغم من استخدامه لعنصر تنظيم على التوالى يعنى أن
كفاءته غير كافية نسبيا لاستهلاكه (تشتيته) جزء كبير من قدرة الدخل كحرارة .

مع ذلك هذا النوع يوفر مستوى عالى من التنظيم مع قيم صغيرة من التموجات (التعرجات )
النوع الاول هو جزء من النوع الثانى .

النوع الثالث:
مصادر القدرة (التغذية) بتيار مستمر مستقر (منظم ) بتقنية التقطيع SMPS
فى هذا النوع يستخدم تقنية التقطيع (الفصل و
التوصيل) لتنظيم الخرج . على الرغم من تواجد نبضات رفيعة جدا فى الخرج إلا
أن هذا النوع يوفر مستوى عالى من الكفاءة كما أنه يكون خفيف الوزن ( لعدم
استخدام محول قدرة ) ويمكن وضعه فى حيز أقل بكثير من النوع الخطى المكافىء
له فى القدرة .

القادم أن شاء الله

مصادر الإمداد بالقدرة بالتقنية الخطية