مبدالت الطاقة Transducers
• درسنا في الدروس السابقة أشهر األجهزة المستخدمة في قياس الكميات
الكهربية مثل أجهزة قياس الجهد الكهربي والتيار وغيرهما وكان الهدف
من دا هو استخدامهم فيما بعد كمرجع لينا في التعامل مع باقي الكميات
• فبما إننا بنتعامل في كل التطبيقات التقنية مع أجهزة كهربية فالزم نحول
كل الكميات الفيزيائية الغير كهربية (والتي يصعب تعامل األجهزة معها)
إلى كميات كهربية (يمكن التعامل معها بسهولة) أو العكس كرد فعل
• يعتبر الجزء القادم بد ًءا من الدرس الحالي هو تطبيقات على األجهزة
الكهربية واستخداماتها في األغراض الحياتية
• هندرس على مدار الدرس دا كله موضوع غاية في األهمية وبيستخدم بشكل
شبه أساسي في أي نظام فيه تحكم أو بيحتاج لتحكم وبيستخدم في تطبيقات
حياتية كتير جدا وهو مبدل الطاقة أو ما يسمى بال Transducer
• ال Transducerهو جهاز يستخدم لتحويل الطاقة من صورة ألخرى
وغالبًا ما يكون التحويل من صورة غير كهربية (ميكانيكية مث ًال) إلى
صورة كهربية يمكن التعامل معها (مثل الجهد الكهربي) أو العكس.
• من األمثلة الحياتية على استخدام ال
Transducersهو مكبر الصوت
والميكروفون فكالهما يحتاج إلى
تحويل اإلشارة الكهربية إلى صورة
أخرى (الموجة الصوتية)
• ال Transducerتم استخدامه للتحويل من صورة طاقة
(الموجة الصوتية) إلى صورة أخرى (الموجة الكهربية) والعكس
المستشعرات Sensors
• ال Sensorsتعتبر مبدالت للطاقة ( )Transducersلها مدخالت
ومخرجات يتم تحويل صورة من صور الطاقة ( )Input Energyإلى
صورة أخرى ( )Output Energyألداء وظيف ٍة ما
• ال Sensorsبتحول التأثيرات
المحيطة بها إلى نبضات كهربية يمكن
قياسها وأخذ رد فعل مناسب مثل
مستشعرات الحرارة والضغط
واإلشعاع
• ال Sensorsفيه منهم نوعان
إما مستشعرات نشطة active
sensorsأو مستشعرات غير
نشطة passive sensors
• ال active sensorsبيقدر ياخد
التأثير ويحوله لكمية كهربية زي
الجهد الكهربي أو التيار الكهربي
وكل دا من غير ما يتم تغذيته
بمصدر طاقة خارجي
(بيشتغل زي ال )generator
• ال passive sensorsبيقدر ياخد التأثير ويشتغل كمقاومة متغيرة بتتأثر بالمؤثر
الخارجي سواء بالزيادة أو النقص وبالتالي الزم يكون فيه مصدر خارجي للجهد
يشغل الدايرة اللي تحتوي على المقاومة المتغيرة وبالتالي يتأثر الجهد الكهربي أو
التيار بتغير المقاومة ونقدر نقيس التغير
مثال للتوضيح فقط أنه في حالة ال
active sensorيقوم هو بإرسال
اإلشارة أو يمتلك القدرة على إيجاد
الجهد او التيار الكهربي بنفسه بدون
الحاجة لمصدر خارجي عكس ال
passive sensor
• ملخص ما أحتاجك أن تتذكره عن ال Sensors
مقياس الجهد االنزالقي Potentiometer
• ال potentiometerأو مقياس الجهد هو عبارة عن مقاومة متغيرة
( )Passive Sensorوبيكون فيها طرفين ثابتين وطرف منزلق أو
متحرك وعلى حسب مكانه بيكون كمية المقاومة اللي بينه وبين أحد
الطرفين وبالتالي بيؤثر على توزيع الجهد )(Voltage Divider
• يبقى الفكرة بتاعته إني فيه مؤثر خارجي هيسبب حركة والحركة دي
هنحولها إلشارة كهربية عن طريق إننا هنحرك الزالق ()Wiper
فتغيرلنا قيمة المقاومة وبالتالي قيمة الجهد بين الطرفين.
ال Potentiometerبيحول الحركة الدائرية أو الخطية إلى كمية كهربية
• لما هيحصل حركة ال wiperأو الزالق هيتحرك وبالتالي المقاومة هتتغير
والطرفين اللي أنا واخد منهم ال Voutهيتغير الجهد عليهم وكدا حولنا
الحركة إلشارة كهربية نقدر ناخد بيها Actionكما في بكرة المذياع
•
نفس الفكرة بتاعت الحركة الخطية
ولكن هنا المقاومة واخدة شكل دائري
فأي حركة لل Wiperهتغير قيمة
المقاومة وبالتالي يتأثر قيمة الجهد
Vbcتبعًا لتغير توزيع الجهد Vac
•
المقاومة بتتناسب طرديا مع مقدار
نسبة زاوية ال Wiperللزاوية
الكلية بين الطرفين AC
•
لو فرضان إن الزاوية بين الطرفين
300فنصف المقاومة عند زاوية
150
Loading Error
•
اللي فات كله كنا فارضين إن ال
Wiperملوش مقاومة ولكن
في الحقيقة هو ليه مقاومة ولما
هتوصله هيبقى على التوازي
فهيأثر على قيمة جهد الخرج
كالتالي:
Potentiometer أشكال ال
MCQs
Ans: b
Ans: d
Ans: d
Ans: a
Ans: d
Ans: a
Ans: a
Ans: a
Ans: b
Problems
عداد الدوران Tachometer
• ال Tachometerأو جهاز عداد الدوران يستخدم بصورة رئيسية
في حساب سرعة دوران األجهزة ذات األجزاء المتحركة كالمواتير
وغيرها وفكرة عمله بسيطة كما سنرى.
• ال Tachometerبيعتمد على تحويل السرعة الدورانية إلى جهد
كهربي وذلك اعتمادًا على مغناطيس ذي قطبين بداخل الجهاز حيث
يتحرك ال shaftالمتحرك بين هذين القطبين وينشأ عن حركته قوة
دافعة كهربية مستحثة induced emfوكلما زادت سرعة الدوران
زادت تلك ال emfالمتولدة وبمعرفة العالقة التي تجمع ال emf
والسرعة يمكن معرفة السرعة بمعرفة ال emfوهو المطلوب.
•
يتم توصيل ال Tachometerكما رأينا وعند الدوران نقوم بقياس ال emfالمتولدة
في الدائرة ومن العالقة اآلتية نكون قد عرفنا سرعة الدوران بوحدة ال rpm
•
لكل جهاز transfer functionأو دالة التحويل بين صور الطاقة تعبر عن عالقة
الخرج بالدخل ( )output/inputوهنا تعبر عن مقدار الجهد المتولد لكل وحدة
سرعة ()Volt/rpm
يعتبر الجهاز مستشعر نشط
إلنه ال يحتاج إلى مصدر
خارجي للطاقة
يؤثر اتجاه الدوران على
القطبية للدائرة Polarity
طريقة القياس
MCQs (Tachometer)
Ans: 3
Ans: 2
Problems (Tachometer)
وصلى هللا على سيدنا محمد
وعلى آله وصحبه وسلم
بدء وفي ختم
والحمد هلل في ٍ
إعداد /محمد ماهر عبد السالم
2022 / 5 / 17
0