ما هو تردد التيار المتردد

التيار الكهربائي المتردد له عدة مميزات، بما في ذلك:

1- يمكن نقله على مسافات طويلة بكفاءة عالية، حيث يمكن زيادة أو تقليل جهد التيار الكهربائي المتردد بواسطة محولات.

2- يسهل توليده وتوزيعه، حيث يمكن استخدام المولدات الكهربائية لتوليد التيار المتردد بسهولة وبتكلفة منخفضة.

3- يمكن استخدامه بسهولة في مجموعة متنوعة من الأجهزة والتطبيقات، حيث يمكن تشغيل معظم الأجهزة الكهربائية والإلكترونية باستخدام التيار المتردد.

4- يمكن ضبط تردد التيار المتردد بسهولة، مما يسمح بتحكم دقيق في سرعة المحركات الكهربائية وتنظيم الطاقة المستخدمة في الأجهزة الكهربائية.

5- يمكن استخدامه في نظام الطاقة الكهربائية المترابط، حيث يسمح التيار المتردد بتوصيل العديد من المصادر الكهربائية والحمل بشكل متوازن وفعال.

6- يمكن تخزينه بكفاءة عالية في البطاريات، حيث يمكن استخدام الطاقة الكهربائية المترددة لشحن البطاريات وتخزينها للاستخدام المستقبلي.

التحميل يؤثر على فترة التردد في التيار الكهربي المتردد بحيث تتغير الفترة بزيادة أو نقصان التحميل. وهذا يعني أن الدورة الزمنية للتيار الكهربي ستزيد أو تقل حسب قدرة التحميل على استخدام الطاقة. ويتم تعيين فترة التردد بشكل عام كجزء من تردد التيار المتردد ويقاس بوحدة الهرتز. وبصورة عامة، يزيد التردد عندما يكون التحميل أقل ويقل التردد عندما يكون التحميل أكبر.

1- التردد: يجب أن يكون تردد التيار المتردد مستقرًا ومحددًا. في العادة يكون تردد التيار المتردد في دول الخليج 50 هرتز وفي أوروبا وأمريكا الشمالية 60 هرتز.

2- الفولتية: يجب أن يكون الفولتية المستخدمة في توليد التيار المتردد مستقرة ومحددة.

3- الأحمال: يجب تحميل الشبكة بشكل جيد لتجنب مشاكل الفلكنة (Voltage Sag) والتروسون الكهربائي (Voltage Swell).

4- الاضطرابات الكهربائية: مثل الانحرافات الكهربائية، و الاهتزازات، التوهين الترددي، المتغيرات المفاجئة في الجهد.

5- جودة الأسلاك والموصلات: يجب أن تكون الأسلاك و الموصلات ذات جودة عالية لتحمل الجهد الذي يتم تحميله على الشبكة.

6- شدة التيار: يجب أن يتم التحكم في شدة التيار لتجنب الزيادة في درجة حرارة الموصلات وتأثير ذلك على جودة التيار المتردد.

يختلف التيار المتردد (AC) عن التيار المباشر (DC) فيما يلي:

1- اتجاه التيار: يتغير اتجاه التيار في التيار المتردد بشكل دوري، بينما يتدفق التيار في التيار المباشر في اتجاه واحد فقط.

2- مستوى الجهد: يتغير مستوى الجهد في التيار المتردد بشكل دوري، أي يتزايد وينخفض بشكل مستمر، في حين يكون مستوى جهد التيار المباشر ثابتًا.

3- استخداماتهما: يستخدم التيار المتردد على نطاق واسع في الأنظمة الكهربائية المنزلية والصناعية، بينما يستخدم التيار المباشر في تشغيل العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل الحواسيب والهواتف الذكية وبطاريات السيارات.

4- قيمة التردد: يكون تردد التيار المتردد عادة أعلى (50-60 هرتز) بينما يكون التيار المباشر بدون تردد (0 هرتز).

5- كمية الطاقة المنقولة: يمكن نقل كميات كبيرة من الطاقة في التيار المتردد عندما يتم استخدام أسلاك كبيرة الحجم والمناسبة، ولكن في التيار المباشر يكون نقل الطاقة بمقدار أقل بسبب مقاومة الأسلاك وفقدان الطاقة.

فترة التذبذب في التيار الكهربائي المتردد هي المدة الزمنية اللازمة لحدوث دورة كاملة من التغير في اتجاه التيار وقيمته الكهربائية، وهي ما يعادل 1/معدل التردد الدوري للتيار، أو بمعنى آخر هي الزمن اللازم لتكرار الشكل الكامل للتيار الخاص بالدورة الواحدة. وتختلف فترة التذبذب حسب تردد التيار المتردد، فمثلاً فترة تذبذب التيار بتردد 50 هرتز تساوي 1/50 ثانية أو حوالي 20 مللي ثانية، أما فترة تذبذب التيار بتردد 60 هرتز فتساوي 1/60 ثانية أو حوالي 16.7 مللي ثانية. وهذه الفترة هامة في حساب وتصميم الدوائر الكهربائية المتعلقة بالتيار المتردد.

تردد التيار المتردد يقاس بوحدة هرتز (Hz) ويتم قياسه باستخدام جهاز يسمى Oscilloscope أو Oscillograph. يتم توصيل الأسلاك الخاصة بجهاز الـ Oscilloscope بالدائرة الكهربائية التي يراد قياس ترددها. وعند تغير التيار في هذه الدائرة، يعرض الـ Oscilloscope هذا التغير على شاشته على شكل موجة كهربائية، ومن خلال قياس عدد المرات التي تتكرر فيها هذه الموجة في غضون ثانية واحدة، يمكن حساب تردد التيار المتردد.

التيار الكهربي المتردد يتراوح طول موجاته بين العشرات من الميكرونات (10^-5 متر) إلى الآلاف من الميكرونات (10^-2 متر)، وذلك يعتمد على تردد التيار المتردد، فكلما كان التردد أعلى، كانت طول الموجة أقصر. وتستخدم وحدة هرتز (Hz) لتعبير عن تردد التيار المتردد. على سبيل المثال، يتراوح تردد التيار الكهربي المنزلي المتردد بين 50 و60 هرتز، وبالتالي فإن طول موجاته يتراوح بين حوالي 6 و 5 متر على التوالي.