بسيطةالدرس 5

الدرس 5: التيّارُ المُتناوِب الجيبي

المسألة الثالثة من امتحان 2026

80 درجةً في سلّم التصحيح الرسميّ

من امتحان شهادة الدراسة الثانويّة العامّة، دورة عام 2026، الفرع العلميّ، منهاج دمشق

يعطى تابع التوتر اللحظي بين طرفي مأخذ بالعلاقة: uˉ=1202cos⁡120πt

المطلوب:

  1. 1.احسب التوتر المنتج بين طرفي المأخذ وتواتر التيار.
  2. 2.نضع بين طرفي المأخذ مقاومة أومية صرفة، فيمر فيها تيار شدته المنتجة 6 A، احسب قيمة المقاومة.
  3. 3.نصل بين طرفي المقاومة في الدارة السابقة وشيعة مهملة المقاومة، فيمر في الوشيعة تيار شدته المنتجة 8 A. احسب ردية الوشيعة، ثم اكتب تابع الشدة اللحظية المارة فيها.
  4. 4.احسب قيمة الشدة المنتجة في الدارة الأصلية باستخدام إنشاء فرينل.
  5. 5.احسب الاستطاعة المتوسطة المستهلكة في جملة الفرعين، وعامل استطاعة الدارة.

الحلّ خطوةً خطوة

حاول أن تحلّ بنفسك أوّلاً، ثمّ افتح الخطوات واحدةً بعد الأخرى وقارن. وبجانب كلّ خطوة درجتها في سلّم التصحيح الرسميّ، فترى أين تُكسب الدرجات وأين تضيع.

  1. 1. احسب التوتر المنتج بين طرفي المأخذ وتواتر التيار.(20 درجةً)

    العلاقةالدرجة: 5
    Ueff=Umax2
    التعويضالدرجة: 3
    Ueff=12022
    الجوابالدرجة: 1+1
    Ueff=120 V
    العلاقةالدرجة: 5

    والتواتر من النبض ω=120π rad.s−1:

    f=ω2π
    التعويضالدرجة: 3
    f=120π2π
    الجوابالدرجة: 1+1
    f=60 Hz
  2. 2. نضع بين طرفي المأخذ مقاومة أومية صرفة، فيمر فيها تيار شدته المنتجة 6 A، احسب قيمة المقاومة.(10 درجات)

    العلاقةالدرجة: 5
    R=UeffIR
    التعويضالدرجة: 3
    R=1206
    الجوابالدرجة: 1+1
    R=20 Ω
  3. 3. نصل بين طرفي المقاومة في الدارة السابقة وشيعة مهملة المقاومة، فيمر في الوشيعة تيار شدته المنتجة 8 A. احسب ردية الوشيعة، ثم اكتب تابع الشدة اللحظية المارة فيها.(20 درجةً)

    العلاقةالدرجة: 5

    الوشيعة موصولة على التفرّع مع المقاومة، فالتوتّر بين طرفيها توتّر المأخذ:

    XL=UeffIL
    التعويضالدرجة: 3
    XL=1208
    الجوابالدرجة: 1+1
    XL=15 Ω
    العلاقةالدرجة: 3

    الشكل العامّ لتابع الشدّة اللحظيّة في الوشيعة، وIL max سعتها:

    iˉL=IL maxcos⁡(ωt+φˉL)
    العلاقةالدرجة: 2

    الوشيعة مهملة المقاومة، فشدّتها متأخّرةٌ عن التوتّر بربع دور:

    φˉL=−π2 rad
    العلاقةالدرجة: 2

    والسعة من الشدّة المنتجة:

    IL max=IL2IL max=82 A
    الجوابالدرجة: 3
    iˉL=82cos⁡(120πt−π2)

    والشدّة بالأمبير، والزمن بالثانية.

  4. 4. احسب قيمة الشدة المنتجة في الدارة الأصلية باستخدام إنشاء فرينل.(12 درجةً)

    العلاقةالدرجة: 2

    الشدّة اللحظيّة في الدارة الأصليّة مجموع الشدّتين اللحظيّتين في الفرعين، iˉ=iˉR+iˉL، فشعاع فرينل لها مجموع شعاعيهما: I⃗=I⃗R+I⃗L. شعاع IR على حامل التوتّر، وشعاع IL متأخّرٌ عنه بربع دور:

    u⃗
    IR
    IL
    I
    φˉ
    إنشاء فرينل للشدّات المنتجة: IR=6 A على حامل التوتّر، وIL=8 A عموديّةٌ عليه ومتأخّرة، والمحصّلة I وترُ المثلّث. رسمناه على نمط رسم سلّم التصحيح.

    في سلّم التصحيح للشعاعين ورسمهما درجتان.

    العلاقةالدرجة: 5

    الشعاعان متعامدان، فالمحصّلة وتر المثلّث القائم:

    Ieff=IR2+IL2
    التعويضالدرجة: 3
    Ieff=62+82
    الجوابالدرجة: 1+1
    Ieff=10 A

    لاحظ أنّها ليست 6+8=14 A: الشدّتان المنتجتان لا تُجمعان جمعاً عاديّاً لأنّهما على غير توافقٍ بالطور.

  5. 5. احسب الاستطاعة المتوسطة المستهلكة في جملة الفرعين، وعامل استطاعة الدارة.(18 درجةً)

    العلاقةالدرجة: 2
    Pavg=Pavg R+Pavg L

    في سلّم التصحيح: يُقبل لهذا الطلب كلّه طريقٌ معاكس: cos⁡φˉ=IRIeff=610=0.6 من إنشاء فرينل، ثمّ Pavg=Ueff Ieffcos⁡φˉ، أي 120×10×0.6=720 W. ومجموع درجاته 18 أيضاً، موزّعةً على خطواته توزيعاً آخر.

    العلاقةالدرجة: 2+2

    الوشيعة مهملة المقاومة، فلا تستهلك استطاعةً متوسّطة:

    Pavg=R IR2+0
    التعويضالدرجة: 3
    Pavg=20×36
    الجوابالدرجة: 1+1
    Pavg=720 W
    العلاقةالدرجة: 3

    وعامل الاستطاعة:

    cos⁡φˉ=PavgUeff Ieff
    التعويضالدرجة: 3
    cos⁡φˉ=720120×10
    الجوابالدرجة: 1
    cos⁡φˉ=0.6