المقدّمة يُعد ّ فهم الجهد والتيار الكهربائي أساسًا لكل علم ٍ من علوم الكهرباء والإلكترونيات، فهما العنصران اللذان تقوم عليهما كل دائرة وكل نظام كهربائي مهما بلغت سهولته لً ً وميسرً ا ي أو تعقيده. ومن هذا المبدأ جاء هذا الكتاب ليكون مرجعًا شام جمع أهم المصطلحات والقواعد الأساسية التي يحتاجها كل طالب أو هاو ٍ أو مهندس مبتدئ في هذا المجال يهدف هذا العمل إلى توضيح المفاهيم الكهربائية والإلكترونية بلغة عربية دقيقة وسهلة، مع تقديم المصطلحات بالإنجليزية لربط القارئ بالمراجع العلمية العالمية وقد رُ تِّّبت المحتويات بأسلوب يجمع بين التدرّ ج العل مي المنهجي والشرح العملي الم يسر ، بحيث يتمكن القارئ من بناء قاعدة معرفية متينة تُعينه على الفهم والتحليل والتطبيق يتناول الكتاب في فصوله الأولى : تعريفات الجهد الكهربائي وأنواعه، مع أهم القوانين والعلًقات مثل قانون أوم، قانون كيرشوف، ودلتا الجهد دراسة التيار الكهربائي من حيث طبيعته وأنواعه ومساراته في الدوائر شرح مكونات أساسية مثل منظّم التيار ومحدّد التيار ومقاومة استشعار التيار ومضخّ م التيار، م ع بيان وظائفها ورموزها العملية عرض شامل للمصطلحات والرموز الشائعة في الكهرباء والإلكترونيات باللغتين العربية والإنجليزية لًقة بين الجهد والتيار والطاقة، وكيفية توظيفها في تصميم وتحليل ويُختتم الكتاب بربط هذه المفاهيم في إطار عملي، يبيّن الع الدوائر الإلكت رونية إن هذا العمل محاولة لتقريب العلم إلى الممارسة، وجعل المفاهيم النظرية أدوات ٍ مفهومة قابلة للتطبيق، ليكون هذا المرجع رفيقًا لكل من يسعى إلى التميّز والفهم العميق في عالم الكهرباء والإلكترونيات هقي بن ابراهيم بن عبد القادر بن الصادق عبد العفو بن محمد الجموعي بن بشير بن انس المؤلف: الطبعة الاولى اولا : المصطلح الاساسي ثانيا : انواع الجهد الشرح الانجليزية العربية جهد ثابت الاتجاه ، مثل البطارية Direct Voltage ( DC Voltage) الجهد المستمر جهد يتغير اتجاهه و قيمته دوريا ، مثل جهد الشبكة المنزلية Alternating Voltage (AC Voltage) الجهد المتناوب القيمة اللحظية للجهد في لحظة معينة Instantaneous Voltage الجهد اللحظي متوسط القيمة خلًل دورة كاملة Average Voltage الجهد المتوسط الجهد المكافئ للقدرة ، و غالبة يستخدم لقياس AC RMS Voltage ( Root Mean Square) الجهد الفعال القيمة القصوى للجهد في نصف الدورة Peak Voltage (Vp) الجهد الاعظمي الفرق بين اعلى و ادنى قيمة للجهد Peak - to - Peak Voltage (Vpp , Vp - p ) الجهد من القمة الى القمة النقطة المرجعية او الارضي Zero Voltage الجهد الصفري الجهد المرجعي في الدائرة (عادة 0 فولت) Ground Voltage جهد الارض الجهد المستخدم لضبط تشغيل مكونات مثل الترانزستور او الدايود Bias Voltage جهد الانحياز جهد مؤقت يحدث عند تغيير مفاجئ Transient Voltage الجهد العابر جهد يظهر على شكل نبضات محددة زمنيا Pulse Voltage الجهد النبضي جهد صغير ، عادة اقل من 50 او 100 فولت Low Voltage الجهد المنخفض جهد مرتفع جدا ، قد يشكل خطرا كهربائيا High Voltage الجهد العالي يستخدم في شبكات نقل الكهرباء ( > KV 230 ( Extra High Voltage (EHV) الجهد الفائق ثالثا : مصطلحات مرتبطة بالقياس و الجهد الشرح الانجليزية العربية جهاز لقياس الجهد بين نقطتين Voltmeter مقياس الجهد طرف يستخدم لقياس الجهد على نقطة معينة Probe المسبار المجال الذي يمكن للجهاز قياسه Voltage Range نطاق الجهد تغير بطيئ في الجهد مع الزمن Voltage Drift انحراف الجهد تغيرات غير مستقرة او دورية في الجهد Voltage Fluctuation تذبذب الجهد قدرة مصدر الجهد على الحفاظ على قيمته عند تغير الحمل Voltage Regulation تنظيم الجهد مدى ثبات الجهد مع مرور الوقت او عند تغير الظروف Voltage Stability استقرار الجهد رابعا : مصطلحات الجهد في ال مكونات الالكترونية الشرح الانجليزية العربية الجهد الذي يغذي الذائرة Supply Voltage (Vcc ; Vdd ; Vss ) جهد التغذية في الترانزستور ، الجهد عند القاعدة Base Voltage (Vb) جهد القاعدة في الترانزستور ، الجهد عند الباعث Emitter Voltage (Ve) جهد الباعث في الترانزستور ، الجهد عند المجمع Collector Voltage (Vc) جهد المجمع في الترانزستور ، الموسفت Mosfet Gate Voltage (Vg) جهد البوابة في الموسفت Mosfet او مصدر الطاقة Source Voltage (Vs) جهد المصدر في الموسفت Mosfet Drain Voltage ( Vd) جهد التصريف الجهد الذي ينهار عنده العازل في الدايود او الترانزستور Breakdown Voltage جهد الانهيار الجهد الذي يمرر التيار عبر الدايود في الاتجاه الامامي Forward Voltage (Vf) جهد الانبعاث الامامي الجهد المطبق عكسيا على الدايود Reverse Bias Voltage (Vr) جهد الانحياز العكسي ا لجهد الذي يبذا عنده الترانزستور بالعمل Threshold Voltage (Vth) جهد العتبة الجهد عبر الترنزستور في حالة تشبع Saturation Voltage (Vce(sat)) جهد التشبع الجهد الناتج من دائرة Output Voltage (Vo) جهد الخرج الجهد الداخل الى دائ رة او جهاز Input Voltage (Vi) جهد الدخل الشرح المختصر الانجليزية العربية الفرق في الطاقة الكهربائية بين نقطتين Voltage الجهد الكهربائي الاسم الفيزيائي الدقيق للًسم Potential Diffrence فرق الجهد الجهد الناتج من مصدر مثل البطارية عندما لا يوجد تيار Electromotive Force (EMF) القوة الدافعة الكهربائية وحدة قياس الجهد الكهربائي Volt (V) الفولت الطاقة الكهربائية لكل وحدة شحنة Elerctric Potential الجهد الكهربائي الثابت خامسا : مصطلحات خاصة بالانظمة و الطاقة الشرح الانجليزية العربية عنصر يوفر جهدا محددا Voltage Source مصدر الجهد دائرة تحافظ على جهد ثابت Voltage Regulator منظم الجهد دائرة تزيد الجهد باستخدام مكثفات و دايودات Voltage Multiplier مضاعف الجهد دائرة مقاومات لتقليل الجهد Voltage Divider مقسم الجهد حماية الاجهزة من الجهود العالية المفاجئة Overvoltage Protection حماية الجهد الزائد حالة يكون فيها الجهد اقل من المطلوب Undervoltage انخفاض الجهد فرق الجهد على طول سلك او مقاومة Voltage Drop انقطاع الجهد سادسا : القاعدة العامة للجهد الكهربائي الشرح المعادلة الانجليزية العربية الجهد هو مقدار الطاقة الكهربائية ( W ) المبذولة لنقل شحنة كهربائية ( Q ) بين نقطتين V = 𝑊 𝑄 Definition of Voltage تعريف الجهد هو الفرق في الجهد بين نقطتين B V - A V = AB V Potential Difference فرق الجهد سابعا : قوانين اساسية تتعلق بالجهد الشرح المعادلة الانجليزية العربية الجهد يساوي التيار مضروبا في المقاومة ( اهم قانون ف الكهرباء ) V = I * R Ohm ‘s Law قانون اوم القدرة تساوي الجهد مضروبا في التيار P = V * I Power Law قانون القدرة الطاقة الكهربائية هي الجهد × التيار × الزمن W = V * I * t Energy Law قانون الطاقة الجهد المقاس عندما لا يمر تيار Voc Open Circuit Voltage جهد الدائرة المفتوحة الجهد المقاس عندما يمر تيار ، حيث r مقاومة داخلية I * r – = E cc V Closed Circuit Voltage جهد الدائرة المغلقة ثامنا : قوانين الجهد في الدوائر الكهربائية الشرح المعادلة الاسم الانجليزية القاعدة مجموع الجهود حول اي حلقة مغلقة = 0 الجهود ترتفع و تنخفض بالتتابع ولا يمكن ان يُخلق او يٌفقد جهد 0 = 3 V – 2 V – 1 V + Kirchhoff’s Voltage Law (KVL) قانون كيرشوف للجهد في دائرة مقاومة متسلسلة: الجهد يتوزع بنسبة المقاومات 𝑅𝑥 𝑅 1 + 𝑅 2 + + 𝑅𝑛 * tota V = x V Voltage Divider Rule قاعدة توز يع الجهد في الدوائر المتوازية ٍ : الجهد على كل فرع متساو Equal Voltage in Parallel قاعدة جمع الجهود في التوازي الجهود تتوزع خطيا اذا وصلت مصادر الجهد على التوالي Series Voltage Addition قاعدة جمع الجهود في التسلسل الجهد بين نقطتين هو مجموع الجهود الجزئية بينهما Voltage Between Two Point قاعدة فرق الجهد بين نقطتين تاسعا : القواعد العملية في الالكترونات الشرح الاسم الانجليزية القاعدة عندما يكون جهد الانود اعلى من الكاثود في الدايود ← يسمح بمرور التيار Forward Bias جهد الانحياز الامامي عندما يكون الكاثود اعلى من الانود ← يمنع مرور التيار Reverse Bias جهد الانحياز العك اومة سي الجهد الذي ينهار عنده العازل في الدايود او الترانزستور Breakdown Voltage جهد الانهيار الجهد المطلوب لفتح القناة و بدء التوصيل Threshold Voltage (Vth) جهد العتبة في الموسفيت Mosfet ٍ عادة ≈ 0.7 V في الترنزيستورات السيليكون Base - Emitter Voltage (Vbe) جهد القاعدة - الباعثة في BJT I * R = R V Voltage Acress Resistor الجهد عبر المقاومة 1 𝐶 ∫ 𝑖 ( 𝑡 ) , 𝑑𝑡 = C V Voltage Across Capacitor الجهد عبر المكثف 𝐿 𝑑𝑖 ( 𝑡 ) 𝑑𝑡 = L V Voltage Across Inductor الجهد عبر الملف in V * v A = out V حيث v A هو الكسب Amplifier Output Voltage جهد الخرج في المضخم عاشرا : القواعد الزمنية و الموجية المعادلة / المبدأ الاسم بالانجليزية القاعدة V(t) = V m sin ( ῳ 𝑡 + ø ) AC Sinusoidal Voltage الجهد المتناوب الجيبي V p = √ 2 * V rms Peak Voltage الجهد الاعظمي Vrms = 𝑉𝑝 √ 2 RMS Voltage الجهد الفعال V pp = 2 * V p Peak - to - Peak Voltage الجهد من القمة الى القمة لا يمكن جمعها جبريا، بل باستخدام المتجهات ( الطور و الزمن ) AC Voltage Addition جمع الجهود المتناوبة الجهد و التيار قد يختلفان في الطور بزاوية ø Phase Law قانون الطور الحادي عشر : قواعد الجهد في دوائر القدرة و الطاقة الشرح الاسم بالانجليزية القاعدة V1 V2 = N1 N2 Transformer Voltage Law قاعدة الجهد في المحولات الجهد الناتج بعد تقويم نصف موجة ≈ 0.318 فولت , و الموجة الكاملة ≈ 0.637 فولت Rectifier Voltage قاعدة الجهد في المقاومات Voltage Regulation قاعدة الجهد في منظمات الجهد يزداد الفقد مع زيادة المسافة و المقاومة Voltage Drop in Transmission Lines قاعدة الجهد في خطوط النقل الثاني عشر : قواعد خاصة بالتحليل و الدارات المعقدة المعادلة / المفهوم الاسم بالانجليزية القاعدة تحليل الدائرة بتعيين جهود العقد بالنسبة للًرض Node Voltage Method قانون الجهد في النود حساب الجهود عبر الحلقات المغلقة بالاعتماد على KVL Mesh/Loop Voltage Analysis تحليل الشبكات بالجهد الجهد الناتج كم عدة مصادر = مجموع الجهود الناتجة عن كل مصدر منفردا Superposition Theorem مبدأ التراكب اي دائرة يمكن تبسيطها الى مصدر جهد واحد و مقاومة مكافئة Thevenin’s Theorem مبدأ ثيفينين اي دائرة يمكن تبسيطها الى مصدر تيار و مقاومة مكافئة Norton’s Theorem مبدأ نورتن الطاقة الكهربائية لكل وحدة شحنة : ببساطة .اذا وضعت شحنة كهربائية q في نقطة ما , فان الطاقة الكهربائية W التي تكتسبها او تحتاجها للتواجد هناك تهتمد على الجهد في تلك النقطة. العلًقة الاساسي هي : V = 𝑊 𝑄 V = الجهد الكهربائي ( Volt , فولت ) W = الطاقة الكهربائية ( Joulr , جول) Q = الشحنة الكهربائية ( Coulomb , كولوم) المعنى العملي : الجهد الكهربائي هو مقدار الطاقة التي تمنحها او تاخذها الشحنة عند التحرك في مجال كهربائي. كل فولت يعني ان كل كولوم من الشحنة يحصل على 1 جول من الطاقة عند الانتقال بين النقطتين. مثال سهل : اذا كان لديك : شحنة C , q = 2 طاقة كهربائية J , W = 10 فالجهد يكون : V = 𝑊 𝑄 = 10 2 = 5 Volt اي ان كل وحدة شحنة (كولوم) تاخذ 5 جول من الطاقة. الخلًصة: الطاقة الكهربائية لكل وحدة شحنة = الجهد الكهربائي اي : مقدار الطاقة التي يحصل عليها او يحتا جها كل كولوم من الشحنة عند وجوده في نقطة معينة من الدائرة او المجال الكهربائي. الجهد اللحظي هو : قيمة الجهد الكهربائي في لحظة زمنية معينة من الزمن , و ليس متوسط او ثابت. بعبارة اخرى : اذا كان لدينا جهد متغير بمرور الوقت (مثل الجهد المتناوب AC "المتردد" ), فان الجهد اللحظي يمثل الارتفاع او الانخفاض الفعلي للجهد في لحظة معينة. ملاحظة : في الجهد المستمر ) DC ( , الجهد ثابت , لذلك الجهد اللحظي = الجهد الكلي دائما . مثال عملي: اذا كان لدينا جهد AC جيبي يجهد اقصى V max = 10V و تردد 50 Hz عند : t=0 نجد : V(0) = 10V و sin 0 = 0 عند : t=0.005s (نصف دورة تقريبا) نجد : V ( 0.005 ) = 10 و sin 𝜋 2 = 10V هذا يوضح ان الجهد اللحظي يتغير مع الزمن و يمكن ان يكون في اي لحظة قيمة بين max V – و max V + الرمز E : غالبا يمثل الجهد الكهربائي عند نقطة او طرف مصدر , خاصة في الدوائر الكهربائية. احيانا يستخدم في المعادلات الفيزيائية لتمثيل الطاقة الكهربائية مثال: على البطارية: E = 12V ⟶ الجهد الكهربائي للبطارية. E ⟶ V = 𝐸 𝑄 = الطاقة الكهربائية المكتسبة او المطلوبة لكل شحنة Q الرمز W : عادة لا يمثل الجهد الكهربائي ,بل يمثل الطاقة الكهربائية بوحدة الجول ( Joule .) يستخدم لحساب الشغل او الطاقة المنقولة او المخزنة في الدائرة. مثال: W = Q × V ⟶ الطاقة الكهربائية = الشحنة × الجهد . هنا V هو الجهد , و W هو الطاقة الفعلية , لا الجهد. سياق الاستخدام وحدة القياس ما يمثله الرمز على البطاريات ,مصادر الطاقة,معادلات الجهد الفولت ( V ) او جول/الكولوم الجهد الكهربائي او الطاقة لكل وحدة شحنة E لحساب الشغل و الطاقة المخزنة او المنقولة في دائرة الجول( J ) الطاقة الكهربائية الكلية W خلاصة: E : يمثل عادة الجهد الكهربائي او الطاقة لكل وحدة شحنة W : يمثل الطاقة الكلية و ليس الجهد. العلًقة بينهما : total 𝐸 𝑄 = V او W = Q * V اي: الجهد = الطاقة لكل وحدة شحنة , و الطاقة = الجهد × الشحنة. ماهي الشحنة الكهربائية: الشحنة الكهربائية (رمزها Q ) هي خاصية فيزيائية للجسيمات الدقيقة (مثل الالكترونات و البروتونات) تجعلها تتجاذب او تتنافر فيما بينها بفعل القوة الكهربائية. بمعنى اخر: الشحنة الكهربائية هي "كمية الكهرباء" الموجودة في جسم ما , او " الكمية التي يملكها من القدرة على التاثير الكهربي ." انواع الشحنات السلوك الجسم الذي يحملها الرمز الشائع النوع تتنافر مع الموجب و تتجاذب مع السالب البروتون + موجبة تتنافر مع السالب و تتجاذب مع الموجب الالكترون - سالبة القاعدة : الشحنات المتشابهة تتنافر , و الشحنات المختلفة تتجاذب. وحدة قياس الشحنة: تقاس بوحدة الكولوم ( Colomb ) , رمزها C تعريف الكولوم: ELECTRON 18 10 × C = 6.25 1 العلًقة بين الشحنة و الجهد و الطاقة : العلًقة الاساسية: W = Q × V W = الطاقة الكهربائية (جول) Q = الشحنة (كولوم) V = الجهد الكهربائي (فولت) اي ان الشحنة هي التي "تحمل" الطاقة عبر الجهد , فكلما مرت شحنة اكبر عبر نفس الجهد , نقلت طاقة اكبر. ملاحظة مهمة: الالكترون يحمل شحنة سالبة صغيرة جدا: Coulomb 19 - 10 × 1.602 - e = البروتون ي متلك شحنة مساوية في المقدار و موجبة في الاشارة Coulomb 19 - 1.602 × 10 + e = في الاسلًك المعدنية , التيار الكهربائي هو تدفق هذه الشحنات (الالكترونات) ا ولا: ا لشحنة ( Q – Charge : ) هي كمية الكهرباء او عدد الالكترونات التي تمر او تخزن. تقاس بوحدة الكولوم ( C .) تمثل كم من الكهرباء او مر في الدائرة. مثال : اذا مر في سلك 1 كولوم من الشحنة , فهذا يعني ان حوالي 18 10 × 6.25 الكترون مروا عبره. ثانيا: التيار الكهربائي ( I – Current : ) هو معدل تدفق الشحنة بمرور الزمن, اي كم شحنة تمر كل ثانية. يقاس بوحدة الامبير ( A .) العلًقة بين التيار و الشحنة هي : I = 𝑄 𝑡 Q = I × t اي ان الامبير يخبرك كم كولوم يمر في الثانية الواحدة. مثال عملي: لو ان تيار مر لمدة 3 ثواني , فالشحنة التي مرت هي : Q = I × t = 2 × 3 = 6C التيار ( I ) الشحنة ( Q ) المثال معدل تدفق الماء ( كم لتر في الثانية ) كمية الماء الكلية الماء في انبوب معدل مرورها ( امبير ) كمية الشحنة (كولوم) الكهرباء الخلًصة: الشحنة = كمية الكهرباء. الامبير= سرعة مرور هذه الشحنة في الثانية الواحدة. العلًقة : 1 كولوم في كل ثانية = 1 امبير ملًحظة : ماذا يعبر عنه الامبير فع لً ؟ الامبير لا يعبر عن السرعة , بل عن كمية مرور الشحنة في الثانية الواحدة. اي ان, و بمعنى اخر : عندما نقول " 1 امبير" , فنحن نقصد ان 1 كولوم من الشحنات مر عبر نقطة معينة في كل ثانية ,وليس ان الالكترونات تتحرك بسرعة معينة. عبر نقطة معينة : كانك واقف في مكان ثابت داخل السلك و تراقب الالكترونات وهي تمر من امامك واحدة تلوى الاخرى , و تقوم بعدها لمعرفة كمية الشحنة التي مرت في مدة زمينة معينة ( على سبيل المثال تكون المدة 1 ثانية او 1 دقيقة او اقل او اكثر). مثلً: اذا جلست عند نقطة من سلك كهربائي و وجد ت ان في كل ثانية يمر امامك عدد من الالكترونات تعادل شحنة 1 كولوم, فهذا يعني ان التيار الكهربائي هناك هو: 1 امبير I = الشرح المثال و الالكترونات هي قطرات الماء التي تمر امامك انت واقف عند نهر هذه هي "الشحنة" التي مرت في ثانية واحدة كل ثانية تمر كمية من الماء هو "التيار الكهربائي" معدل مرور الماء اذا: "عبر نقطة معينة" = مكان ثابت تراقب عنده مرور الشحنات. "التيار الكهربائي" = عدد او كمية الشحنات التي تعبر تلك النقطة في كل ثانية. الصورة العلمية الدقيقة: التيار لا يعني ان الالكترونات تتحرك كلها بسرعة, بل يعني فقط ان هناك مرورا منتظما للشحنات عبر نقطة ثابتة في الزمن. الفئة 1 : النواع الاساسية للتيار الشرح الرمز الانجليزية العربية حركة الشحنات الكهربائية في موصل I Electric Current التيار الكهربائي تيار ثابت الاتجاه و الشدة Idc Direct Current (DC) التيار المستمر تيار يتغير اتجاهه و قيمته بشكل دوري Iac Alternating Current (AC) التيار المتناوب قيمة التيار في لحظة معينة من الزمن i (t) Instantaneous Current التيار اللحظي التيارالمكافئ من حيث القدرة الحرارية Irms RMS Current التيار الفعال متوسط قيمة التيار خلًل دورة واحدة Iavg Averege Current التيار المتوسط اقصى قيمة يصل اليها التيار Im Peak Current التيار الذروي الفرق بين اعلى و ادنى قيمة للتيار Ipp Peak - to - Peak Current التيار الذرة الى الذروة الفئة 2 : التيار في العناصر و المكونات الالكترونية الشرح الرمز الانجليزية العربية التيار الداخل الى قاعدة الترانزستور Ib Base Current تيار القاعدة التيار الخارج من مجمع الترانزستور Ic Collector Current تيار المجمع مجموع تيار القاعدة و المجمع الترانزستور Ie Emitter Current تيار الباعث تيار صغير يتسرب عبر العوازل او الترانزستورات عند عدم التشغيل Ileak Leakage Current تيار التسريب التيار الناتج عند انبعاث الكترونات من سطح ساخن او شبه موصل Ie Emission Current تيار الانبعاث تيار البوابة في الترانزس تور او ال FET (عادة صغير جدا) Ig Gate Current تيار البوابة التيار الاقصى الذي يمر عند تشبع الترانزستور او الثنائي(الديود) Is Saturation Current تيار التشبع التيار الذي يمر عند تجاوز جهد الانهيار في الثناىي(الديود) Ibr Breakdown Current تيار الانهيار الفئة 3 : تيارات خاصة في الدوائر الكهربائية الشرح الرمز الانجليزية العربية التيار الناتج عن توصيل مباشر دون مقامة تذكر Isc Short - Circuit Current تيار القصر تيار مرتفع م ؤقت عند تشغيل المحركات او الاحمال Istart / Iinrush Starting Current / Inrush Current تيار البدء التيار الذي يسحبه الجهاز عند تشغيله بالقدرة الكاملة Ifl Full - Load Current تيار الحمل الكامل التيار الذي يستهلكه الجهاز بدون حمل Inl No - Load Current تيار اللًحمل تيار يتسرب من الدائرة الى الارض بسبب عزل ضعيف Iearth Earth Leakage Current تيار التسريب الارضي التغير الدوري في التيار الناتج عن مصدر غير مستقر Iripple Ripple Current تيار التموج تيار عالي لحظي عند تشغيل الاحمال او تبديل الدوائر Isurge Surge Current تيار الاندفاع الفئة 4 : التيار في القوانين و العلًقات الشرح الرمز الانجليزية العربية التيار يتناسب طرديا مع الجهد و عكسيا مع المقاومة I = 𝑉 𝑅 Ohm’s Law for Current قانون اوم للتيار مجموعة التيارات الداخلة و الخارجة من عقدة كهربائية يساوي صفرا ∑ I = 0 Kirchhoff’s Current Law ( KCL) قانون كيرشوف الاول فرق او تغير التيار بين حالتين او نقطتين 1 I – 2 ΔI = I Change in Current ( ΔI) التغير في التيار يستخدم في حساب الجهد عبر الملفات 𝑑𝑖 𝑑𝑡 Rate of Change of Current معدل تغير التيار التيار المتغير زمنيا في الموجة الجيبية i (t) = Im sin 𝜔𝑡 Instantaneous AC Current التيار اللحظي في AC الفئة 5 : مصادر و ضبط التيار الشرح الرمز / اختصار الانجليزية العربية عنصر ينتج تيارا ثابة بغض النظر عن الجهد ∿ ⍽ ⎍ === Current Source مصدر تيار دائرة تحافظ على قيمة تيار ثابت Current Regulator منظم تيار دائرة تمنع مرور تيار اكبر من حد معين Current Limiter محدد تيار جهاز يقيس التيار المار في الدائرة Current Sensor حساس تيار دائرة تضخم شدة التيار للًشارات الصغيرة Current Amplifier مضخم تيار نعم, يوجد فرق واضح بين منظم التيار ( Current Regulator ) و محدد التيار ( Current Limiter ) , رغم ان كليهما يتعاملًن مع التيار الكهربائي , الا ان وظيفتهما و سلوكهما مختلف تماما: اولا: منظم التيار ( Current Regulator ) الوظيفة: يحافظ على تيار ثابت عند الخرج بغض النظر عن تغير الحمل او الجهد الداخل (ضمن حدود معينة). اي ان التيار لا يتغير حتى لو تغير الجهد او المقاومة. الرمز: عادة يستخدم رمز مشابه لمنظم الجهد مع سهم صغير للدلالة على التيار الثابت. او يرسم كمصدر تيار ثابت داخل دائرة (دائرة بها مثلث و سهم و التيار يخرج منها). التمثيل العملي: يمكن تحقيقه باستخدام: الترانزستور مع مقاومة مرجعية. دائرة LM317 موصلة كمنظم تيار. LT3092 او LM334 مخصصة مثل IC التطبيقات: تغذية الدايودات الليزرية او LEDs بتيار ثابت. شحن البطاريات بتيار محدد و ثابت. ثانيا: محدد التيار ( Current Limiter ) الوظيفة: يسمح بمرور التيار بشكل طبيعي حتى يصل الى حد معين (الحد الاقصى) ,ثم يبدا بتقليله او ايقافه لحماية الدائرة. اي انه لا ينظم التيار ليبقى ثابتا, بل فقط يمنع تجاوزه لقيمة معينة. الرمز: عادة لا يوجد له رمز موحد في المخططات العامة , لكن يمثل بخط على مصدر او مقاومة مكتوب بجانبه " I_limit " , و في بعض الدوائر يدمج داخل منظم الج هد نفسه (مثل LM7805 يحتوي محدد تيار داخلي). التمثيل العملي: يستخدم لحماية دوائر التغذية. يدمج غالبا مع دوائر منظم الجهد. يمكن صنعه بترانزستور و مقاومة استشعار للتيار. التطبيقات: حماية المضخمات و مصادر الطاقة. حماية الترانزستورات من تيار زائد. دوائر الشحن الذكية. الفرق باختصار: محدد التيار Current Limiter منظم التيار Current Regulator العنصر يمنع تجاوز تيار معين يحافظ على تيار ثابت الوظيفة يعمل فقط عند تجاوز الحد يضبط التيار حتى مع تغير الحمل السلوك لحماية الدوائر من التيار الزائد لتغذية حمل بتيار دقيق و ثابت التطبيق يظهر كجزء حماية او في منظم الجهد يشبه مصدر تيار ثابت الشكل في الدائرة مقاومة استشعار التيار( Current Sense Resistor ) و تسمى ايضا: مقاومة قياس التيار او مقاومة كشف عن التيار , هي عنصر يسير جدا, لكنه اساسي في دوائر الحماية و التنظيم. الفكرة الاساسية: هي مقاومة صغيرة جدا ( قيمتها اوم او الاوم القليل) توضع في مسار التيار (عادة مع التوالي مع الحمل), و الغرض منها قياس التيار ال مار عن طريق الجهد المتولد عليها. كيف تعمل: عندما يمر تيار عبر هذه المقاومة , يتولد عليها فرق جهد صغير حسب قانون اوم: V = I × R مثلً: لو كانت المقاومة R = 0.1 𝛺 و التيار I = 1A , فان الجهد عبرها س يكون V = 0.1 V = 100 mV هذا الجهد يستخدم كاشارة لدوائر اخرى : مثل دائرة محدد التيار لتعرف ان التيار اقترب من الحد. او دائرة منظم التيار لتضبط خرجها. او مضخم تيار او متحكم دقيق ( Microco,troller ) ليقيس التيار بدقة. مكان وضعها في الدائرة: يوجد طريقتان اساسيتان لوضعها: 1 في الطرف السفلي ( Side Sensing - Low :) بين الحمل و الارض. سهل التصميم , لكن الجهد المقاس قريب من الارضي. 2 في الطرف العلوي ( Side Sensing - High :) بين مصدر الطاقة و الحمل تحتاج مضخك تفاضلي خاص لانها تقيس فوق جهد المصدر. خصائصها الاساسية: الشرح الخاصية صغيرة جدا (من 0.001 𝛺 الى 1 𝛺 عادة) القيمة ( Value ) تتحمل قدرة كافية حسب التيار ( × R 2 P = I ) القدرة ( Power Rating ) غالبا عالية الدقة ( ±1 % او ±0.1% ) لان اي خطا يؤثر على القياس. الدقة ( Tolerance ) نحاسية او معدنية خاصة لتقليل تغير المقاومة مع الحرارة المادة امثلة عملية: في محدد التيار: عندما يرتفع الجهد على هذه المقاومة الى حد معين (مثل 0.7V ) , يقوم ترانزستور بالقطع او بالتقليل من التيار. في مضخمات او دوائر قياس: يضخم الجهد الصغير عبر هذه المقاومة بواسطة مضخم تفاضلي (مثل INA226 ; INA219 لقياس التيار بدقة رقمية). مثال سريع:. اذا اردت تحديد التيار الاقصى الى 1A , و تعلم ان الترانزستور يستشعر عند 0.7V , فتختار المقاومة: 0 7 V 1 A = 0 7 Ω = Vsense Ilimit = R ,