Table of Contents

والاختراق مفهوم أساسي في الهندسة الكهربائية والفيزياء يصف مدى مقاومة الدائرة لتدفقات التيار الحالي، وفي الهندسة الكهربائية، فإن الازدهار هو المعارضة لتغيير التيار الذي يمثله الأثر المشترك للمقاومة والتفاعل في دائرة، وخلافا للمقاومة البسيطة في دوائر العاصمة، فإن الازدحام يوسع مفهوم المقاومة لتصميم النظم الهندسية الأساسية (النظام الأساسي)().

ما هو الإمبيدانس؟

ويقاس الإغراق الذي يصفه الرمز Z في أوموس (بالإضافة إلى نفس الوحدة المستخدمة للمقاومة، غير أن الإحباط أكثر من مجرد مقاومة، وينطوي على الدائرة على رقم معقد، ويتيح هذا التمثيل المعقد للمهندسين أن يحسبوا كلا من حجم المعارضة للتدفق الحالي والعلاقة بين البروت والحاضر في دوائر AC.

ونعرب عن استعدادنا كمّ معقد يحتوي على معلومات عن الحجم والمرحلة، ويتألف الإغماء من عنصرين هما: المقاومة R والرد الفعل العاشر. ويمثل عنصر المقاومة الطاقة المتردية كسخان، بينما يمثل عنصر التفاعل الطاقة المخزنة مؤقتا في الميادين الكهربائية أو المغناطيسية.

التمثيل المعقد

وتميز إشارات AC (والعديد من ظواهر الموجات الخزينة الأخرى) بحجم والمرحلة التي تشبه على التوالي جداً الشعارات والحجة التي تنطوي عليها الأرقام المعقدة، وهذا التماثل في الرياضيات يجعل من الأرقام المعقدة الأداة المثالية لتحليل دوائر AC، وفي شكل ترويضي، يُعبر عن الازدحام بالزدحام = R + jX، حيث يشكل الرمادي الجزء الحقيقي (المبادرة)، X1).

ويمكن أن يمثل الإغماء كرقم معقد، حيث توجد نفس الوحدات التي تقاومها وحدة الاستخبارات الخاصة، وهي عادة رمزها زائير، ويمكن تمثيلها بكتابة حجمها ومراحلها في النموذج القطبي " ⁇ Z ⁇ " ، والشكل القطبي مفيد بصفة خاصة عندما تتضاعف أو تنقسم الاضطرابات، بينما تشكل التراجعات عمليات الإضافة والانتقاص.

التنمية التاريخية

وقد تزامنت عملية الاقتحام بإسم أوليفر هايفيداس في تموز/يوليه 1886، ومثلت عملية وضع نظرية الاختراق الرئيسية في الهندسة الكهربائية، ونشر آرثر كينلي ورقة ذات نفوذ عن الإغراء في عام 1893، وتتبع كينلي التمثيل الكتابي للميل (العرض على المقاومة، والرد الفعل، والارتباط كمدة لجانبي مثلثية مرئية معروفة) التي وضعها جون.

فهم المقاومة

المقاومة هي أكثر عناصر الازدراء وضوحاً، وهي تمثل معارضة التدفق الحالي الموجود في جميع الموصلات بسبب خصائصها المادية، وتحوّل المقاومة الطاقة الكهربائية إلى حرارة وهي موجودة في دوائر العاصمة وشركة AC.

باء - مزايا المقاومة

المقاومة تحددها عدة عوامل من بينها مقاومة المواد وطولها ومساحة التقاطع ودرجه الحرارة مقاومة الموصل يمكن حسابها باستخدام الصيغة R = / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

ولا يغير المقاومون قيمتها بالتواتر وبالتالي لا يكون لهم رد فعل (لم تشملها رسومات) ولذلك فإن مقاومتهم تعادل مباشرةً مقاومتهم (R = Z). ونتيجة لذلك فإن المقاومين لا يملكون زاوية مرحلة، بحيث يكون التدفق عبرهم والتدفق الحالي من خلالهم دائماً في مرحلة متقدمة، وهذا يعني أن هذه العلاقة في دائرة مقاومة محضة، ومليعة، ومتوسطة المدة.

أوهم القانون

قانون (أوم) هو العلاقة الأساسية التي تحكم المقاومة في الدوائر الكهربائية، ينص على أنّ التدفق الحالي من خلال موصل يتناسب بشكل مباشر مع الفولطية (V) عبرها، ويتناسب مع المقاومة عكسياً.

  • I = V/R (الدورية الحالية تساوي فولت منقسمة على المقاومة)
  • V = I × R (voltage equals current times resistance)
  • R = V/I (الاستمرار يساوي فولتاج مقسم حسب التاريـخ)

بموجب هذه الاتفاقية أنا و(في) قيم معقدة و(ز) عادةً كمية معقدة لذا العلاقة بين (في) و(زي) و(زي) و(أو) نفس شكل قانون (أوم) هذا التمديد لقانون (أوم) لدوائر (أي سي) باستخدام العصيان بدلاً من المقاومة هو أحد أقوى الأدوات في تحليل الدوائر

Dissipation in Resistors

وتوزع أجهزة الاسترداد الطاقة الكهربائية كدفئة حرارية، ويمكن حساب الطاقة المتفرقة في مقاوم باستخدام P = I2R أو P = V2/R. في دوائر AC، وتوزع الطاقة في دائرة AC السلسلة، وتُنحرف المقاومة وحدها، ويُظهر الموصل والكابسيتور مدخلاً في الطاقة ومنتجاً، ولكنهما لا يفصلان عنصر الوصلة المثالية.

(ل) واسترداد الموجودات

الموصل هو ملكية موصل يعارض التغيرات في التدفق الحالي، عندما يتدفق حالياً عبر موصل، يخلق مجالاً مغناطيسياً حوله، أي تغيير في هذا المجال الحالي يسبب تغيراً في المجال المغناطيسي، مما يؤدي بدوره إلى حدوث تيار يعارض التغير في الوقت الراهن، وهذا هو ما يصفه قانون فاراداي للضغط الكهرومغناطيسي.

كيفية عمل المُدخلين

ويُحدث التغير المستمر في التيار المغناطيسي للطاقة في الحقول المغناطيسية، وعندما تتدفق حركة التكتل من خلال موصل، مجالا مغناطيسيا متغيرا باستمرار، وهذا المجال المتغير يحفز على وجود قوة كهربية متخلفة (قوة كهربائية) تعارض التغير في الوقت الراهن، والخلفية هي مصدر معارضة التدفق الحالي، ويحدث معدل تواتر متغير في معدل التغير يتناسب مع متوسطه الزمني.

استمارة رد الفعل الاستباقي

(د) رد الفعل الاستباقي (X) هو معارضة التدفق الحالي لجماعة AC بسبب خط العرض، وهو يزيد بشكل متواز مع التردد ويحسب باستخدام الصيغة:

  • XL] = 2fL = ©

أين:

  • XL] = رد فعل مؤثر
  • (و) = التردد (هز)
  • لام = خط الاستلام (هـ)
  • ○ ○ ○ تواتر غير منتظم (غراد/ق) = 2 ف

وتبين هذه الصيغة أن رد الفعل الاستحثائي يتناسب بشكل مباشر مع كل من الترددات والعناية، وفي العاصمة (و = صفر)، فإن رد الفعل الاستحثائي هو صفر، وهذا هو السبب في أن الموصلين يعملون كشركات قصيرة إلى العاصمة.

العلاقة بين المختطفين

بالنسبة لموصل مثالي، فإن قطرة الفولطية دائماً تقود إلى التيار بـ 90 درجة، لذا يقال أن زاوية مرحلة الإغراء في الموصل هي +90 درجة، وهذا يعني أن الفولطية عبر الموصل تصل إلى ذروتها بـ 90 درجة (أو دورة ربع) قبل أن تصل إلى ذروتها، وهذا الرصاص في المرحلة هو سمة أساسية من الدوائر المُخَطِّرة، وله آثار هامة على عامل القوة.

القدرة (جيم) والتفاعل الإيجابي

القدرة هي قدرة عنصر تخزين الطاقة الكهربائية في حقل كهربائي، وتتألف أجهزة الكابات من صفائح موصلية تفصلها مادة مُعمدة تُدعى ديليكتري، وعندما يتم تطبيق الفولط في أحد المكثفات، تتراكم الشحنات على اللوحات، وتخلق حقلا كهربائيا يخزن الطاقة.

كيف يعمل الكابوس

ويعارض المكثفون التغيرات في التطاير، ففي دائرة AC، حيث يتناوبون في الفولط، يُوجه الكابستور باستمرار رسوماً وتصريفات، وهذا التأشير على التدفقات الحالية وتصريفها، حتى وإن لم يمر أي حال فعلياً من خلال المادة الغذائية بين اللوحات، وقدرة المكثف على تجاوز التيار في العاصمة، مع منع الانقلابات الحالية في العاصمة، يجعل من العناصر الأساسية في التصفير،

نموذج التفاعل الإيجابي

(د) إن رد الفعل الإيجابي (XC) هو معارضة التدفق الحالي للشركة نتيجة للاختفاء، خلافاً للتفاعل الحثي، يتناقص رد الفعل الأسري كزيادات ترددات، ويحسب باستخدام الصيغة التالية:

  • XC = 1/(fC) = 1/(C)

أين:

  • XC = رد فعل إيجابي (مؤقت)
  • (و) = التردد (هز)
  • جيم = الإكرام (واو)
  • ○ ○ ○ تواتر متقطع (غراد/ق)

وهذه العلاقة العكسية مع التردد تعني أن المكثفات تحجب الإشارات المنخفضة التردد وتمر إشارات عالية التردد، وفي العاصمة (و = صفر)، فإن رد الفعل الأسري لا نهائي، لذا يعمل المكثفون كدوائر مفتوحة أمام العاصمة.

العلاقة بين القُبَصَّر

بالنسبة لجهاز قياس مثالي، قطرة فولتاجية دائماً تُحدّد بـ90 درجة، لذا يقال أن زاوية مرحلة الإغراء في الكابسيتور هي 90 درجة، وهذا عكس سلوك المحاصل، في المكثف، تصل إلى أقصى سعر لها قبل أن يُحدث الفولط، وهذا الفارق في المرحلة التي يُستخدم فيها المكثفون لتصحيح عوامل القوة في النظم التي تحمل حملاً.

حساب مجموع حالات العجز

وفي الدوائر التي تحتوي على مقاومة، وخطوبة، وتحمل المسؤولية، يجب أن يكون العجز الكلي هو المكون الثالث، ولكن نظرا لأن ردود الفعل هي 90 درجة من مراحل المقاومة، لا يمكن ببساطة إضافتها من الناحية الحسابية.

سلسلة دوائر لجنة التنسيق الإقليمية

وفي دائرة سلسلة من وحدات حركة تحرير الكونغو، نفس التدفقات الحالية من خلال جميع العناصر، ويحسب مجموع العجز باستخدام الصيغة التالية:

  • Z = √[R2 + (X]L] - X]]

وهذه الصيغة تستخدم نظرية الفيثوريين لأن المقاومة والرد الصافي هما مناظرتان لكل منهما في الطائرة المعقدة، وهذا يدل على أن أثر رد الفعل الأسري على دائرة AC عكس أثر الردة الاستباقية، وأن ردود الفعل الاستباقية والسريعة تتراجع عن بعضها البعض لأنها تبعد 180 درجة عن المرحلة.

"مثلث "إمبيدانس

ولا يمكن إضافة القيم المقاومة والتفاعلية معاً لإيجاد الازدحام التام لأن القيمتين تختلفان عن بعضهما البعض بـ 90 درجة، أي أنهما في الزاوية الصحيحة لبعضهما البعض، وبالتالي يمكننا وضع قيم على شكل رسم ثلاثي الأبعاد مع كون الاكسس المحور المقاومة أو الحقيقي، وطريقة اليو-اكسي هي الطريقة الرجعية أو الافتراضية.

ويتيح مثلث الازدحام تمثيل بصري حيث:

  • الجانب الأفقي يمثل المقاومة
  • يمثل الجانب الرأسي رد فعل صافي (X]L - X ]C)
  • ويمثل الفرضية التخلف الكلي (ض)
  • الزاوية تمثل زاوية المرحلة بين الفولطية والحاضرة

المرحلة الأنجليزية

ويصف زاوية المرحلة (أو الافتراض) الفرق في المرحلة بين الفولط والحالية في دائرة AC ويمكن حسابه باستخدام:

  • ○ ○ ○ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

وتمثل زاوية المرحلة الانتقالية بين الدارتين الحالية والفولطية، وتشير زاوية إيجابية إلى أن الدائرة لا تزال قيد التنفيذ (تقود الدائرة الجارية)، بينما تشير زاوية المرحلة السلبية إلى دائرة أسرية (تتتت الخرقات المشتعلة) وعندما تكون الزاوية في المرحلة صفرا، تكون الدائرة مقاومة بحتة، وتتحول إلى طفرة وحال.

سيركل الباراميل

ويمكن حساب الازدحام الكلي للعديد من الشبكات البسيطة للعناصر باستخدام قواعد الجمع بين المخالفات في السلسلة والموازاة، والقواعد مطابقة لتلك التي تُستخدم في الجمع بين المقاومة، باستثناء الأرقام عموماً هي أرقام معقدة، أما بالنسبة للدوائر الموازية، فتجمع أوجه القصور على النحو التالي:

  • 1/Ztotal] = 1/Z]1 + 1/Z2 + 1/Z3 + ...

عندما يعمل مع المخالفات المعقدة في موازاة الأمر أسهل في كثير من الأحيان العمل مع الإعتراف (Y = 1/Z) وهو متبادل للخطوبة

Resonance in RLC Circuits

ومن أهم الظواهر في دوائر مكافحة الفساد، ما يحدث عندما تكون ردود الفعل الاستباقية والسرية متساوية في الحجم ولكنها عكست في المرحلة، مما يتسبب في إلغاء بعضها البعض.

سلسلة الأسباب

Infcior, inductor and capacitor are connected together to form a RLC circuit, there becomes a frequency point where the inductive reactance (denot as: X]L) of the inductor becomes equal in value to the capacitive reactance (denot as: X[FLT:]

ويمكن حساب التردد المتردد باستخدام ما يلي:

  • fr = 1/(2)
  • {r = 1/LC

ويعرف التردد المتردد على أنه التردد الذي يكون فيه ازدحام الدائرة عند الحد الأدنى، ويمكن تعريفه على قدم المساواة على أنه التردد الذي يكون فيه الازدحام حقيقياً تماماً (أي مقاومة بحتة)، وهذا يحدث لأن مخالفات الخاطف والكابيس في الترددات الصوتية متساوية ولكن مع الإشارة المقابلة وإلغاءه.

السلوك في السجن

في حالة الصبر، فإنّ السطو على الدائرة في حدّ أدنى من قيمتها، وتساوي فقط المقاومة، (آر) الدائرة، وفتح الدائرة في الخفاء يُدعى "التشويش الديناميكي" للدائرة، وهذا الحدّ الأدنى من الإزعاج يعني أنّه يصل حالياً إلى أقصى قيمة له في النطق في دائرة مسلسلة من الـ(ر.ك).

وفي ترددها المتردد، فإن الازدحام الكلي لدائرة RLC هو الحد الأدنى، ويعني أيضا أن التيار سيبلغ ذروته في الترددات المتردية حيث يظهر كل من الموصل والكابسيتر على أنه دائرة قصيرة، وتقسم الطاقة بين المجال المغنطيسي للموصل والميدان الكهربائي للكابتشيتور، مع تفكك المقاوم للطاقة.

Parallel Resonance

أما الدوائر الموازية لجماعات RLC فيتصرف فيها بطريقة مختلفة في حالة الصمود، أما الدوائر التي يوجد فيها في موازاة لا في السلسلة، فهي في الواقع تنطوي على حد أقصى من الانحراف لا على حد أدنى، ولهذا السبب كثيرا ما يوصف بأنها مضادات للمواقف، ولكن لا يزال من المعتاد أن يُسمّى التردد الذي يحدث فيه ذلك باعتباره التردد المتكرر، وفي حالة حدوث ذلك، فإن الدائرة الحالية هي الحد الأقصى.

عامل الجودة (Q)

ويوصف شدة الذروة بكمية لا أبعاد لها تُعرف بعامل الجودة Q of the circuit، وبتعريف، Q = /////////////------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

طلبات الإقامة

وتتمتع دوائر الإذاعة والتلفزيون بكثرة من الطلبات مثل دوائر المعلمات، حيث تستخدمها أجهزة استقبال الراديو والتلفزيون لاختيار الترددات الضيقة من موجات إذاعية مأمونة، وفي هذا الدور كثيرا ما يشار إلى الدائرة باعتبارها دائرة مدروسة، وأجهزة الاتصال الصوتية أساسية للاتصال اللاسلكي، مما يتيح للمستقبلين اختيار الإشارات المرغوبة، ويرفضون الترددات غير المرغوبة.

ويستخدم الدوائر الصوتية عادة لتجاوز أو رفض نطاقات ترددات مختارة، ويتم ذلك بتعديل قيمة أحد العناصر وبالتالي " التعليم " الدائرة إلى تردد متردد معين، ففي أجهزة الراديو مثلا، يُلحق جهاز الاستقبال بالمحطة المرغوبة بتعديل الترددات الصوتية لدائرة التدفئة بحيث يضاهي تواتر المحطة.

Impedance Matching

والتطابق مع العائق مفهوم حاسم في الهندسة الكهربائية ينطوي على تصميم دوائر لنقل الطاقة إلى أقصى حد أو التقليل إلى أدنى حد من انعكاسات الإشارات بين مختلف المراحل.

أقصى قدر من الطاقة

وفي الهندسة الكهربائية، تتمثل مضاهاة الارتداد في ممارسة تصميم أو تعديل التخلف في المدخلات أو تحويل الناتج إلى جهاز كهربائي ذي قيمة مرغوبة، وغالبا ما يتم اختيار القيمة المرغوبة لتحقيق أقصى قدر من نقل الطاقة أو التقليل من انعكاس الإشارات إلى أدنى حد، وتقول النظرية القصوى لنقل الطاقة إن أقصى قدر من الطاقة يتم تسليمه إلى حمولة عندما تعادل الارتفاع المعقد للضغط المصدر.

وفي مجال الإلكترونيات، يتم نقل أقصى طاقة عندما يطابق الازدحام المصدري ضغط الحمولة، ويشمل التعادل مع الخداع تصميم دائرة تُدرج بين المصدر والحمولة من أجل أقصى قدر من نقل الطاقة، وهذا أمر مهم بصفة خاصة في نظم الترددات، والمعدات السمعية، وتطبيقات نقل الطاقة.

خط إرسال المركبات

فعلى سبيل المثال، تستخدم المطابقة بين الإرسال عادة لتحسين نقل الطاقة من جهاز إرسال إذاعية عبر خط الوصل المترابط إلى الهوائي، وسترسل الإشارات على خط البث دون انعكاسات إذا أنهي خط النقل مع وجود اختلال متطابق، وتتسبب العوائق المفاجئة في انعكاسات الإشارات، مما قد يؤدي إلى موجات دائمة، وفقدان في الطاقة، وتشويه الإشارات.

Impedance Matching Techniques

وبغية مطابقة التقلبات الكهربائية، يستخدم المهندسون مزيجا من المحولات والمقاومين والموصلات والمكثفات وخطوط النقل، وهذه الأجهزة السلبية (والنشطة) التي تُستخدم في موازنة الارتداد إلى أقصى حد ممكن لمختلف التطبيقات وتشمل البالونات ولحوم الهوائيات (تسمى أحيانا وحدات مكافحة الإرهاب أو أجهزة التدوير، بسبب ظهورها)، وأجهزة البوق الصوتية، والشبكات المطابقة.

وتشمل أساليب المطابقة المشتركة بين العائقين ما يلي:

  • Transformers:] Transformers are sometimes used to match the impedances of circuits. A transformer convertnating current at one voltage to the same waveformation at another voltage and the side with the lower voltage is at low impedance (because this has the lower number of turns), and the side with the highert
  • L-C Networks:] A simple electrical impedance-matching network requires one capacitor and one inductor. One of X1 or X2 must be an inductor and the other must be a capacitor. One reactance is in parallel with the source (or load), and the other is in series with the load (or source).
  • Quarter-wave transformers:] Transmission line sections of specific lengths can transform impedances
  • Stub matching:] Short or open-circuited transmission line stubs can abolish out reactive components

نسبة الموجة الدائمة

وعندما تُساء فهم حالات الاختراق في نظم خطوط النقل، تتطور الموجات الدائمة، وتُعد نسبة الموجات الثابتة درجة عدم المطابقة، وبالنسبة لمطابقة مثالية، تبلغ نسبة السحب الخاصة = 1، أي المقياس العادم للشحنات الحرارية، وهو ما يعكس القوة 10 في المائة، وبالتالي، فإن نسبة 90 في المائة من الطاقة ستصل إلى الحمولة، وتشير القيم الدنيا للترددات الحرارية إلى وجود مطابقة أفضل ونقل أكثر كفاءة للطاقة.

آثار الترددات والعجز

فالاختراق يعتمد في جوهره على الترددات بسبب العناصر التفاعلية في الدوائر، فهم مدى أهمية التغييرات في الترددات في تصميم دوائر تعمل على مجموعة من الترددات.

الاستجابة لحالات الطوارئ

فالرد على الترددات هو مستقل عن التردد، ولكن الموصل يجعل التدفق الحالي أكثر صعوبة مع ارتفاع التردد، بينما يجعل المكثف التدفق الحالي أسهل في ترددات أعلى، وهذا السلوك المعتمد على الترددات هو أساس التصفيف الذي يمر بصورة انتقائية أو يحجب بعض النطاقات الترددية.

في ترددات منخفضة:

  • Inductive reactance (XL] = 2fL] is small, so inductors act nearly like short circuits
  • Capacitive reactance (XC = 1/(2fC)) is large, so capacitors act nearly like open circuits

في ترددات عالية:

  • التفاعل المحفز يصبح كبيراً لذا الموصلون يتصرفون مثل الدوائر المفتوحة
  • التفاعل الإيجابي يصبح صغيراً لذا يقوم المكثفون بالعمل كشركات قصيرة

Skin Effect

وفي 60 هرتز في النحاس، يبلغ عمق الجلد حوالي 8.5 ملم، وبترددات عالية، يصبح عمق الجلد أصغر بكثير، حيث يميل تأثير الجلد إلى التدفق بالقرب من سطح الموصلات عند ترددات عالية، بدلا من أن يكون موحدا في جميع أنحاء الشطرنج.

ويتوقف عمق الأقارب على تواتر التيار المتناوب؛ ومع زيادة الترددات، يصبح التدفق الحالي أكثر تركيزاً قرب السطح، مما يؤدي إلى انخفاض عمق الجلد، ويؤدي إلى الحد من التقاطع الفعال للموصل، ومن ثم يزيد من مقاومة الارتداد، ويجب النظر في زيادة المقاومة عند الترددات العالية عند تصميم دوائر الترددات، وخطوط الإرسال، ونظم الطاقة العالية التردد.

وينجم عن تأثير الجلد نتائج عملية في تحليل وتصميم دوائر الترددات اللاسلكية وأجهزة الموجات الدقيقة، وخطوط النقل (أو الموجات) والحيوانات، كما أن من المهم في الترددات الرئيسية (50-60 Hz) في شبكات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية، ويستخدم المهندسون تقنيات مختلفة للتخفيف من تأثير الجلد، بما في ذلك استخدام أجهزة التحكم في الفول أو السلك الفضي (الأجهزة المحمولة).

التطبيقات العملية للإعاقة

ويعتبر فهم الإمتناع أمرا أساسيا للعديد من التطبيقات العملية عبر الهندسة الكهربائية والإلكترونية، ويؤثر هذا المفهوم على كل شيء من توزيع الطاقة إلى الاتصالات الرقمية العالية السرعة.

تصميم المعدات السمعية

وفي النظم السمعية، فإن مطابقة التلاعب بين المضخمات والمتكلمين أمر حاسم بالنسبة للنوعية السليمة المثلى ونقل الطاقة، ويكفل التلاعب المطابق أقصى قدر من الطاقة يمكن نقله من المصدر الصوتي إلى العنوان، أما بالنسبة للأجهزة المحمولة، فإن الهواتف المحمولة منخفضة التلقيم مصممة للعمل بشكل سليم مع نوعية سليمة ملائمة، أما المناقصات النموذجية فهي 4 و8 أو 16 أوم، والمضخات المصممة بحيث تكون مجهزة للعمل على الوجه الأمثل.

دائرة الترددات اللاسلكية

وأكثر العائق شيوعاً بالنسبة لنظم الترددات الترددية 50 وحدة، 75 وحدة هي أيضاً شائعة، ولا سيما بالنسبة لتطبيقات مثل التليفزيون الكابل أو الراديو أو الهوائيات التلفزيونية، وهذه العائقات القياسية تبسط تصميم النظام وتتيح لمكونات من مختلف الجهات المصنعة العمل معاً، ومواءمة الوصلات القائمة على الترددات أمر حاسم لتقليل انعكاسات الإشارات إلى أدنى حد ممكن وزيادة نقل الطاقة إلى أقصى حد في نظم الاتصالات اللاسلكية.

ويعد تطابق الإغراق جزءاً أساسياً من معظم تصميم الدوائر الترددية، ويجب أن تُطابق العقبات لنقل أقصى كمية من قوة الإشارة بين المراحل، وفي أجهزة مصطنعة السلطة، فإن مطابقة الازدحام أمر حاسم للحصول على أقصى قدر من الطاقة إلى الحمولة النهائية والحفاظ على خطية السلطة الفلسطينية.

نظم إيصال الطاقة

وفي مجال نقل الطاقة وتوزيعها، يؤثر الإلحاق على تنظيم الفولط، وعامل القوة، واستقرار النظام، ويجب أن تحرص المرافق على إدارة ازدحام خطوط النقل، والمحولات، والحمولات لضمان كفاءة إيصال الطاقة، كما أن تصحيح عوامل القوة، الذي ينطوي على إضافة أجهزة قياسية للتعويض عن الحمولات المولدة، هو شكل من أشكال إدارة الإملاء التي تقلل من نفايات الطاقة وتحسن قدرة النظام.

تجهيز الإشارات والملفات

وتستخدم المصورات الطابع المعتمد على الترددات للتشويش على الإشارات التي تُنقل بصورة انتقائية أو تحجبها، وتشمل أنواع المرشحات المشتركة ما يلي:

  • Low-pass filters:] Pass low frequencies, block high frequencies (use in series or capacitors in parallel)
  • High-pass filters:] Pass high frequencies, block low frequencies (use capacitors in series or inductors in parallel)
  • Band-pass filters:] Pass a specific frequency range (use resonant RLC circuits)
  • Band-stop filters:] Block a specific frequency range (use parallel resonant circuits)

وهذه المرشحات ضرورية في التطبيقات التي تتراوح بين المكافئات الصوتية وأجهزة استقبال الراديو وتخفيض الضوضاء على إمدادات الطاقة.

الدائرة الرقمية السريعة

In modern high-speed digital systems, impedance control is critical for signal integrity. PCB traces act as transmission lines at high frequencies, and their characteristic impedance must be carefully controlled. Signal integrity is crucial for high-speed digital circuits and RF applications. Signals can get attenuated and distorted because of the skin effect. Signal loss, reflections, and jitter can occur, affecting PCB performance. Controlled impedance design ensures that signals propagate cleanly without reflections or distortion.

التطبيقات الطبية الحيوية

ويستخدم تحليل التخلف البيولوجي ازدحام الأنسجة الجسمية لتقييم تكوين الجسم، ووضع التهوية، والصحة الخلوية، والتخلف البيولوجي هو مقياس عدم قدرة الجسم على الاختراق، والاختلاط هو المقاومة الكهربائية والتفاعل، والزاوية الأمامية هي القيمة الدفترية لنسبة التفاعل مقابل المقاومة الكهربائية.

قياس الإغماء

ويتطلب قياس العجز قياس حجم الفولط والحاضر والفرق في المرحلة بينهما، وتستخدم أدوات وتقنيات مختلفة لقياس الازدحام عبر مختلف نطاقات الترددات والتطبيقات.

محلل للاختراق

وتسمى الأدوات المستخدمة لقياس الاقتحام الكهربائي محلليات الارتحال، ويمكن لمحللي الارتحال الحديثين قياس مدى التواتر الواسع، من ميليرتز إلى غيغاهرتز، بدقة عالية، حيث يُظهرون عادة الحجم والمرحلة، أو المكونات الحقيقية والتخيلية، مما يتيح التحديد الكامل للاختراق.

طرق الجسر

وكثيرا ما تقاس الإغماء بأساليب "الحدائق" مثل جسر الحوتستون المباشر؛ ويتم تعديل الازدحام المرجعي المعايرة بحيث يميز بين أثر التخلف عن استخدام الجهاز قيد الاختبار.

محلل شبكات ناقلات الأمراض

وبالنسبة لتطبيقات الترددات الفوقية والموجات الدقيقة، يمكن أن توصف أجهزة تحليل شبكة النواقل بعلامات موضحة ومرسلة، ويمكن أن تصنف نظم الوصلات النووية VNAs الوصلات المعقدة، وقياس المقاييس S-parameter، وتظهر نتائج على مخططات سميث، وهي قطع أرضية استقرائية متخصصة تستخدم لتحليل الارتداد وتصميم شبكة المطابقة.

مفاهيم الإمداد المتقدمة

التمثيل

ويمثل الحرف الهادف برقم ثابت معقد، يُعبَّر عنه عادة بشكل هائل، ويمثل الطول المعقد (الحياكة والمرحلة) لوظيفة من وظائف العيوب، ويستخدم المهندسون الكهربائيون الفواسير لتبسيط الحسابات التي تنطوي على ذنوب (مثلاً في دوائر AC)، حيث يمكن أن تقلل كثيراً من مشكلة معادلة التواتر المتفاوتة إلى تحليل النسيج.

ثيفينينين ونورتون

كما يمتد قانون (أوم) ليشمل دوائر (أي سي) و نتائج أخرى من تحليل الدائرة العاصمة مثل قسم الفولطج، وقسم (تايفنن) ونظرية (نورتون) يمكن أيضاً أن يمتد إلى دوائر (أي سي) باستبدال المقاومة بالميل، وهذه الدائرة المكافئة تسمح للشبكات المعقدة بأن تكون مبسطة إلى مصدر واحد

إعاقة سمية

وتعاني خطوط النقل من اختلالات في السمات (Z0) تتوقف على قياسها الأرضي وموادها، وليس على طولها، وهذا الازدحام المميز هو نسبة الفولط إلى التيار بالنسبة لموجة تسافر على طول الخط، وتشمل القيم المشتركة 50 نقلا لنظم الترددات المتوسطة، و 75 نسخة من الفيديوية وتلفزيون الكابلات، و 100-120 من أجل كابلات البيانات الملتة، مما يكفل استخدام الحمولة لمنع الاختراق.

اعتبارات التصميم وأفضل الممارسات

وعند تصميم دوائر تنطوي على إعاقة، يمكن أن تساعد عدة اعتبارات هامة على ضمان الأداء الأمثل.

العنصر

وتختلف العناصر الحقيقية عن النماذج المثالية، إذ أن للكابوس مقاومة من سلسلة مكافئة وخطوبة، بينما يقاوم الموصلون رياحاً ويعانيون من طفولة الطفيليات، وتصبح هذه الخصائص غير الأيديية ذات أهمية، ويجب النظر فيها في التصميم.

PCB Layout

وبالنسبة لدوائر الترددات العالية، يؤثر تصميم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور تأثيراً كبيراً على الازدحام، ويجب أن تخضع الأسلاك والفصل وتراكم طبقات الطبقات بعناية لتحقيق الازدحام المراد، وأن تُجرى الطائرات الأرضية، عن طريق التنسيب، وتُشكل جميع نقاط التأثير ونزاهة الإشارة، وتشمل برامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الحديثة حاسبات معالجة العنابر ومذيبات ميدانية لمساعدة المصممين على تحقيق الاختناق المتحكم فيها.

المحاكاة والنمذجة

وتتيح أدوات محاكاة الدائرة للمصممين تحليل سلوكيات الارتحال قبل بناء المعدات. ويمكن للمنشطين القائمين على نظام سبيس أن يقوموا بتحليلات AC لإظهار الانحرافات مقابل التردد، بينما يمكن للمذيبات الميدانية الكهرومغناطيسية أن تصمم هياكل ثلاثية الأبعاد وتساعد هذه الأدوات على تحديد المشاكل المحتملة في وقت مبكر من عملية التصميم، وتوفير الوقت، والحد من حالات التكرار المكلّفة.

الأفكار الخاطئة المشتركة بشأن الإغماء

ويمكن أن تؤدي عدة مفاهيم خاطئة مشتركة بشأن الإهمال إلى أخطاء في التصميم أو الخلط:

  • Impedance is not just AC resistance: While impedance includes resistance, it also includes reactance, which represents energy storage rather than dissipation. The phase relationship between voltage and current is just as the magnitude.
  • Higher impedance does not always mean more opposition:] In parallel resonant circuits, maximum impedance occurs at resonance, but this represents a specific frequency-dependent condition, not a general increase in opposition.
  • Impedance matching does not always mean equal impedances:] For maximum power transfer with reactive components, conjugate matching (where the load impedance is the complex conjugate of the source impedance) is required, not simple equality.
  • الإرتداد يعتمد على الترددات على المقاومة النقية، تغيرات الارتداد بسبب المكونات التفاعلية

الاتجاهات المستقبلية والتطبيقات الناشئة

ومع تقدم التكنولوجيا، تزداد أهمية الاعتبارات المتعلقة بالسلع في التطبيقات الجديدة.

إن شبكة الإنترنت للأشياء تطرح تحديات فريدة في وجهها، وتتطلب نقلاً لاسلكياً فعالاً للطاقة والاتصالات في أجهزة مدمجة منخفضة الطاقة، وتظهر المواد المتقدمة مثل الغرافيين ونوبات الكربون خصائص فريدة من نوعها من سمات التلاعب التي قد تتيح أنواعاً جديدة من أجهزة الاستشعار والأجهزة الإلكترونية.

خاتمة

إن الإغراق مفهوم أساسي يوسع فهمنا للدوائر الكهربائية من مقاومة البلدان النامية البسيطة للسلوك المعقد لنظم AC، إذ يجمع بين المقاومة، والتفاعل الاستباقي، والتفاعل الأسري إلى كمية واحدة معقدة، يوفر الإمتناع إطارا قويا لتحليل وتصميم النظم الكهربائية والإلكترونية.

فهم كيف تُبطل المقاومة الطاقة، وكيف يعارض التطعيم التغيرات في التيار، وكيف أن القدرة على مقاومة التغيرات في التطاير تسمح للمهندسين بالتنبؤ بممارسات الدائرة والسيطرة عليها عبر جميع الترددات، فالطبيعة التي تعتمد على الترددات تتيح التصفيات، ودوائر الارتداد، وشبكات المطابقة بين الاختلاف والشبكات الضرورية للتكنولوجيا الحديثة.

ومن شبكة الكهرباء إلى أجهزة اللاسلكي الذكية، ومن النظم السمعية إلى الأجهزة الطبية، يؤدي الإمتناع دوراً حاسماً في كيفية عمل النظم الكهربائية، ومن بين مفاهيم التأشيرات المعقدة، والتحليل التدريجي، والارتداد، والتوفيق، وهو أمر أساسي بالنسبة لأي شخص يعمل في الهندسة الكهربائية والإلكترونيات أو الميادين ذات الصلة.

سواء كنتِ نظرية لتعلم الطلاب، مهندسة تصمم الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية، أو تقنية تفكك النظم القائمة، فهم قوي للعجز ومكوناته ستكون أساساً لا يقدر بثمن لعملكم، المبادئ التي نوقشت في هذه المادة تنطبق عبر تطبيقات لا حصر لها وستظل ذات أهمية مع تطور التكنولوجيا.

الموارد الإضافية

وبالنسبة للمهتمين بالتعلم أكثر عن القصور وتحليل الدوائر التابعة للجنة الاستشارية، تتاح عدة موارد ممتازة على الإنترنت:

وهذه الموارد توفر عمقا إضافيا بشأن مواضيع محددة ويمكن أن تساعد على تعزيز المفاهيم التي تغطيها هذه المادة، كما أن تجربة المسارات ذات الطابع الفعلي، إلى جانب أدوات المحاكاة، ستزيد من تعزيز فهمكم لمدى تأثير التخلف على نظم العالم الحقيقي.