التيار المتردد أوالتيار المتناوب Alternating current، هوتيار كهربائي يعكس اتجاهه بشكل دوري ويتذبذب في مكانه ذهابا وإيابا 50 أو60 مرة في الثانية حسب النظام الكهربائي المستخدم. يمكن توليده فقط حسب قانون فرداي عن طريق مولد كهربائي متردد. ويتم الآن استخدام التيار المتناوب لنقل الطاقة الكهربائية في جميع دول العالم رغم أسبقية التيار المستمر التاريخية ورغم حتى أول محطة تجارية لتوليد الكهرباء في العالم وهي التي أنشأها أديسون في نيويورك سنة 1882 م كانت كذلك محطة لتوليدة التيار المستمر حتى حتى أولى الأجهزة الكهربية كانت تعمل على التيار المستمر مثل مصباح أديسون إلا حتى الوضع انقلب رأسا على عقب بعيد حرب التيارات فأصبح التيار المتذبذب مفضلا في عملية ايصال الطاقة لأسباب لها علاقة بتقنتي نقل الطاقة من جهة ومعالجة الإشارات من جهة أخرى.

التاريخ

المميزات

ولكن يمتاز التيار المتناوب بعدد من الميزات عن التيار المستمر:

1. يمكن نقل القدرة الكهربائية عبر التيار المتردد إلى مسافات بعيدة جدا وهذا ما لا يمكن للتيار المستمر حتى يعمله بطريقة اقتصادية أوعملية. حيث يمكن خفض وحمل جهد المولد باستخدام جهاز يدعى المحول لا يمكن تطبيقه على التيار المستمر بسبب عدم وجود تغير في التدفق المغناطيسي. يقوم المحول حمل الجهد الآتي من المولد والذي يتراوح عادة بين 11-36 كيلوفولت ويقوم بحمله إلى مستويات تبلغ 110-765 كيلوفولت مما يجعل بالإمكان نقله إلى مسافات بعيدة جدا بين الدول أوحتى عبر القارات.
2. تمتاز التيارات المترددة على المستمرة بقدرتها على نقل المعلومات. فمكبر الصوت مثلا يقوم بتحويل المعلومات المحتواة في حدثة إلى تيار متردد
3. التيار المتناوب سهل التوليد من التوربينات حيث حتى الوشائع والمغانط الدوارة تنتج تيارا متناوبا وللحصول على التيار المستمر منها يجب إجراء تقويم وترشيح وهذه العملية من الصعب تحقيقها في التوترات العالية.
4. تنتج الخلايا الكهروكيميائة التيار المستمر مباشرة ولكنها تكون غير عملية لتلبية احتياجات مناطق سكانية كبيرة، بينما يمكن استعمال الطاقة الهائلة للمياه الساقطة من الأنهار والمد والجزر للمحيطات والرياح والوقود الاحفوري والتفاعلات النووية الامنة لتدوير عنفات والتي بدورها تدير مولدات تيار متناوب.

كان توماس اديسون يفضل التيار المستمر على المتناوب في نقل الطاقة الكهربائية في الايام الأولى لانشاء الشبكات الكهربائية ولكن زملاؤه رؤوا حتى التيار المتاوب يمكن ان يعمل بشكل أفضل وقد أخذ اديسون وقتا حتى اقتنع بخطأ موقفه لكن من الممكن كان يفهم شيئا لم يكن يعهده زملاؤه. هناك ميزة زائدة للتيار المستمر في الشبكات الكهربائية عند نقل الطاقة الكهربائية لمسافات يعيدة حيث أنها تنتقل بشكل أكثر فعالية عند التوترات العالية من التيار المتناوب لأن الأسلاك لها مقاومة أصغر عند مرور التيار المستمر منها عند مرور التيار المتاوب وأيضا تقل الطاقة المغناطيسية الضائعة على شكل حقل مغناطيسي حول الاسلاك. ويعتبر نقل الطاقة باستخدام التيار المستمر ذي التوتر العالي واعدا جدا في المستقبل ولكن في الوقت الحالي تكمن المشكلة الأساسية في الكلفة لأنه يلزم تجهيزات تحويل للطاقة مدروسة بشكل كبير.

أنواع التيارات المترددة الجيبية

هما نوعان :

• تيار متردد أحادي الطور
• تيار متردد ثلاثي الطور

• التيار المتغير (المتردد) AC وهوالذي نحصل عليه من مولدات التيار المتغير وهذا النوع من التيار متغير القيمة والاتجاه وهورائج الاستخدام في المنازل والمصانع ويمكن الحصول عليه بقدرات عالية ومن مميزات هذا النوع من التيار أنه يمكن حمله أوخفضه باستخدام المحولات الكهربائية ويمكن نقله إلى مسافات بعيدة بأقل فقد في القدرة المنقولة والتيار المتردد نوعين :

1. تيار متردد أحادي الطور Single Phase
2. تيار متردد ثلاثي الطور (تري فاز)Three Phase

النقل، التوزيع، وامدادات الطاقة المحلية

${\displaystyle P_{\rm {L =I^{2 R\,.$

${\displaystyle P_{\rm {T =IV\,.$

ترددات إمدادات الطاقة للتيار المترددد

The frequency of the electrical system varies by country; most electric power is generated at either 50 or 60 Hz. Some countries have a mixture of 50 Hz and 60 Hz supplies, notably Japan.

التأثير على الترددات العالية

تقنيات لتقليل مقاومة التيار المتردد

تقنيات للحد من فقدان الإشعاع

الأزواج الملتوية

الكابلات المحورية

الأدلة الموجية

الألياف البصرية

Mathematics of AC voltages

${\displaystyle v(t)=V_{\mathrm {peak \cdot \sin(\omega t)$,

حيث

• ${\displaystyle {\displaystyle V_{\mathrm{p}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{k}}}}$
• ${\displaystyle {\displaystyle \mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}}$
  • The angular frequency is related to the physical frequency, ${\displaystyle {\displaystyle f}}$${\displaystyle \displaystyle \omega =2\pi f$.
• ${\displaystyle {\displaystyle t}}$

Power and root mean square

${\displaystyle p(t)={\frac {v^{2 (t) {R$ where ${\displaystyle R$ represents a load resistance.

${\displaystyle P_{\rm {time~averaged ={\frac {{V^{2 _{\rm {rms {R .$

${\displaystyle V_{\mathrm {rms ={\frac {V_{\mathrm {peak {\sqrt {2 .$

مثال

${\displaystyle V_{\mathrm {peak ={\sqrt {2 \ V_{\mathrm {rms .$

انظر أيضا

قراءات إضافية

• Willam A. Meyers, History and Reflections on the Way Things Were: Mill Creek Power Plant - Making History with AC, IEEE Power Engineering Review, February 1997, Pages 22–24

وصلات خارجية

• "Alternating Current: Alternating Current". Interactive Java tutorial explaining alternating current. (National High Magnetic Field Laboratory)
• "AC/DC: What's the Difference?". Edison's Miracle of Light, American Experience. (PBS)
• "AC/DC: Inside the AC Generator". Edison's Miracle of Light, American Experience. (PBS)
• Kuphaldt, Tony R., "Lessons In Electric Circuits : Volume II - AC". March 8, 2003. (Design Science License)
• Nave, C. R., "Alternating Current Circuits Concepts". HyperPhysics.
• "Alternating Current (AC)". Magnetic Particle Inspection, Nondestructive Testing Encyclopedia.
• "Alternating current". Analog Process Control Services.
• Hiob, Eric, "An Application of Trigonometry and Vectors to Alternating Current". British Columbia Institute of Technology, 2004.
• "Introduction to alternating current and transformers". Integrated Publishing.
• "Wind Energy Reference Manual Part 4: Electricity". Danish Wind Industry Association, 2003.
• Chan. Keelin, "Alternating current Tools". JC Physics, 2002.
• Williams, Trip "Kingpin", "Understanding Alternating Current, Some more power concepts".
• "Table of Voltage, Frequency, TV Broadcasting system, Radio Broadcasting, by Country".
• Professor Mark Csele's tour of the 25 Hz Rankine generating station
• 50/60 hertz information
• AC circuits Animations and explanations of vector (phasor) representation of RLC circuits
• Blalock, Thomas J., "The Frequency Changer Era: Interconnecting Systems of Varying Cycles". The history of various frequencies and interconversion schemes in the US at the beginning of the 20th century
• Italiano: نطقب:Description/i18n
  Generating an a.c voltage.Interactive.