نسخة الفيديو النصية
يحتوي التمثيل البياني على خط أسود يمثل التغير في الجهد مقابل الزمن في دائرة موصلة بمصدر تيار متردد. تمثل الخطوط الملونة الثلاثة التغير في شدة التيار مقابل الزمن في الدائرة بناء على خواص الدائرة. أي المجموعات الآتية توضح توضيحًا صحيحًا العلاقة بين ألوان الخطوط وخواص الدوائر ذات التيارات الممثلة بهذه الخطوط؟ أ: الخط الأحمر يمثل دائرة تحتوي على مكثفات فقط، والخط البرتقالي يمثل دائرة تحتوي على ملفات حث فقط. ب: الخط البرتقالي يمثل دائرة تحتوي على مكثفات فقط، والخط الأحمر يمثل دائرة تحتوي على ملفات حث فقط. ج: الخط البرتقالي يمثل دائرة تحتوي على مكثفات فقط، والخط الأزرق يمثل دائرة تحتوي على ملفات حث فقط. د: الخط الأزرق يمثل دائرة تحتوي على مكثفات فقط، والخط البرتقالي يمثل دائرة تحتوي على ملفات حث فقط. هـ: جميع هذه الحالات ممكنة.
في هذا السؤال، مطلوب منا تحديد نوع الدائرة المناظر لكل خط ملون في دائرة التيار المتردد. لنتذكر أنواع الدوائر المختلفة وتمثيلاتها البيانية.
سنبدأ بالدائرة التي تحتوي على مقاومة. التيار في هذه الدائرة يكون متفقًا في الطور تمامًا مع القوة الدافعة الكهربية؛ لأنهما يتناسبان طرديًّا معًا، كما نرى من المعادلة: 𝑉 يساوي 𝐼𝑅. نعلم أيضًا أن دائرة التيار المتردد يمكن أن تحتوي على مكثف يمثله خطان متقاربان في مخططات الدائرة الكهربية. تسمى هذه الدائرة الكهربية بالدائرة المحتوية على مكثفات فقط.
في دوائر التيار المتردد التي تحتوي على مكثفات فقط، لا يكون فرق الجهد عبر المكثف متزامنًا مع شدة التيار. يؤدي التغير في التيار إلى تغير فرق الجهد بمقدار 90 درجة أو 𝜋 على اثنين راديان. وأخيرًا، يمكن أن تحتوي دائرة التيار المتردد أيضًا على ملف حث يمثله خط منحن في مخططات الدائرة الكهربية. في دوائر التيار المتردد التي تحتوي على ملفات حث فقط، يكون التغير في التيار متأخرًا بمقدار 90 درجة، أو 𝜋 على اثنين راديان، عن التغير في فرق الجهد.
بالنظر مرة أخرى إلى التمثيل البياني الأصلي، دعونا نحدد نوع الدائرة المناظر لكل خط ملون.
الخط الذي يمثل الدائرة الكهربية التي تحتوي على مقاومة يجب أن يكون هو الخط الذي يطابق منحنيات القوة الدافعة الكهربية؛ لأنهما يتفقان في الطور. يتفق هذا الوصف مع الخط الأزرق فقط. نتوقع الآن أن يسبق الخط الذي يمثل الدائرة التي تحتوي على مكثفات فقط القوة الدافعة الكهربية بمقدار 90 درجة أو 𝜋 على اثنين راديان. وبمقارنة ذلك بالخطوط المعطاة، يمكننا أن نرى أن هذا الوصف يطابق إلى حد كبير الخط البرتقالي؛ إذ تقع قممه قبل القوة الدافعة الكهربية. وأخيرًا، ستسبق القوة الدافعة الكهربية الخط الذي يمثل تيار الدوائر التي تحتوي على ملفات حث فقط بمقدار 90 درجة، أو 𝜋 على اثنين. هذا يعني أن قمة خط التيار الحثي ستكون بعد قمم القوة الدافعة الكهربية، وهذا يبدو أنه يتطابق تمامًا مع الخط الأحمر.
بالانتباه إلى كل ذلك، يمكننا استنتاج أن الإجابة التي نبحث عنها هي الخيار ب: الخط البرتقالي يمثل دائرة تحتوي على مكثفات فقط، والخط الأحمر يمثل دائرة تحتوي على ملفات حث فقط.
