المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24

سأل موسى عليه السلام العبد الصالح عما لا يتعلق بالدين
25-7-2022
نشأة الإمام زين العابدين ( عليه السّلام )
2/10/2022
معنى {شَهِدَ اللّٰهُ}
16-11-2015
آداب الجهاد
25-11-2015
زسر-كا-رع-سنب.
2024-05-18
نبات الغلف Cissus rotundifolia
17-8-2021

AC circuits  
  
3152   05:29 مساءً   date: 9-1-2017
Author : Richard Fitzpatrick
Book or Source : Classical Electromagnetism
Page and Part : p 216


Read More
Date: 17-10-2020 1647
Date: 5-10-2020 1522
Date: 20-12-2020 2147

AC circuits

Alternating current (AC) circuits are made up of e.m.f. sources and three different types of passive element; resistors, inductors, and capacitors, Resistors satisfy Ohm's law:

 (1.1)

where R is the resistance, I is the current flowing through the resistor, and V is the voltage drop across the resistor (in the direction in which the current flows). Inductors satisfy

 (1.2)

where L is the inductance. Finally, capacitors obey

 (1.3)

where C is the capacitance, q is the charge stored on the plate with the more positive potential, and I = 0 for t < 0. Note that any passive component of a real electrical circuit can always be represented as a combination of ideal resistors, inductors, and capacitors. Let us consider the classic LCR circuit, which consists of an inductor L, a capacitor C, and a resistor R, all connected in series with an e.m.f. source V . The circuit equation is obtained by setting the input voltage V equal to the sum of the voltage drops across the three passive elements in the circuit. Thus,

 (1.4)

This is an integro-differential equation which, in general, is quite tricky to solve. Suppose, however, that both the voltage and the current oscillate at some angular frequency , so that

 (1.5)

where the physical solution is understood to be the real part of the above expressions. The assumed behaviour of the voltage and current is clearly relevant to electrical circuits powered by the mains voltage (which oscillates at 60 hertz). Equations (1.4) and (1.5) yield

 (1.6)

giving

 (1.7)

It is helpful to define the ''impedance" of the circuit;

 (1.8)

Impedance is a generalization of the concept of resistance. In general, the impedance of an AC circuit is a complex quantity. The average power output of the e.m.f. source is

 (1.9)

where the average is taken over one period of the oscillation. Let us, first of all, calculate the power using real (rather than complex) voltages and currents. We can write

 (1.10)

where θ is the phase lag of the current with respect to the voltage. It follows that

 (1.11)

giving

 (1.12)

since  = 0 and = 1/2. In complex representation, the voltage and the current are written

 (1.13)

where I0 and V0 are assumed to be real quantities. Note that

 (1.14)

It follows that

 (1.15)

Making use of Eq. (1.8), we find that

 (1.16)

Note that power dissipation is associated with the real part of the impedance. For the special case of an LCR circuit,

 (1.17)

It is clear that only the resistor dissipates energy in this circuit. The inductor and the capacitor both store energy, but they eventually return it to the circuit without dissipation. According to Eq. (1.8), the amplitude of the current which flows in an LCR circuit for a given amplitude of the input voltage is given by

 (1.18)

The response of the circuit is clearly resonant, peaking at , and preaching of the peak value at  (assuming that R << ). In fact, LCR circuits are used in radio tuners to filter out signals whose frequencies fall outside a given band. The phase lag of the current with respect to the voltage is given by

 (1.19)

The phase lag varies from –π/2 for frequencies significantly below the resonant frequency, to zero at the resonant frequency(), to π/2 for frequencies significantly above the resonant frequency. It is clear that in conventional AC circuits the circuit equation reduces to a simple algebraic equation, and the behaviour of the circuit is summed up by the impedance Z. The real part of Z tells us the power dissipated in the circuit, the magnitude of Z gives the ratio of the peak current to the peak voltage, and the argument of Z gives the phase lag of the current with respect to the voltage.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.