ما هو التواتر أو التردد في الفيزياء
ماهو التردد Hz (التواتر- Frequency) و كيف هو مهم جدا في حياتنا ؟
أهلاً بكم زوارنا الكرام على موقع الحل المفيد الموقع الإلكتروني التعليمي المتميز والمتفوق بمعلوماته الصحيحة كما نقدم لكم اجوبة مختصرة على أسالتكم المتنوعة من المناهج الدراسية والعلوم الثقافية والتاريخية والاخبارية باجابة مفيدة كما ننشر لكم أعزائي الطلاب في صفحة موقع( الحل المفيد alhlmfid.com) ملخص أهم الدروس وحلول الواجبات والمراجعات لجميع المواد الدراسية للفصل الدراسي الأول والثاني المنهج الجديد كما نقدم لكم إجابة السؤال التالي...ما هو التواتر أو التردد في الفيزياء
. الحل هو
الشكل في الأسفل يمثل موجة جيبية و هي خاصة بالجهد المتناوب AC و هو الذي نستعمله لإنارة مصابيح المنزل و تغذيته بالكهرباء بشكل عام , لكن لماذا دائما هناك مقدار يرافق الجهد مثلا : نقول قيمة الكهرباء التي نغذي بها المنازل هي 220 V بتردد 60 Hz , لماذا علينا أن نضيف هذا المقدار(التردد) و لا نكتفي فقط بقيمة 220 V .
لفهم ماهية التردد (التواتر) علينا فهم تعريفه جيدا , فالتردد ببساطة هو عدد الدورات في الثانية الواحدة.
مثلا : الموجة التي رسمناها في الأسفل هي عبارة عن دورة واحدة للجهد(التوتر) , فلو تكررت هذه الموجة 60 مرة في ثانية واحدة فنقول أن التردد يساوي 60 Hz و لو تكررت 50 مرة في الثانية فنقول أن التردد يساوي 50 Hz و هكذا .
نعود للإجابة على سؤالنا , لماذا عندما نذكر 220 V نرافقها بقيمة التردد غالبا يكون 60Hz أو 50Hz ?!
نلاحظ في الشكل أسفله أن التوتر المتناوب يبدأ من ال 0 يعني 0 V المصباح لا يشتعل , ثم يبدأ الجهد في الإرتفاع شيئا فشيئا و بالتالي المصباح يزداد توهجه تدريجيا إلى أن يصل التوتر إلى أعلى قيمة و هنا المصباح يصل لأقصى شدة توهج , بعدها نلاحظ المنحنى يتناقص إلى أن يصل إلى 0 و هنا المصباح يبدأ توهجه بالتناقص بالتدريج إلى أن ينطفئ .
فعلى حسب المنحني يجب أن نشاهد المصباح يزداد توهجه بالتدريج , ثم يصل لأقصى قيمة توهج , ثم يبدأ توهجه يتناقص بالتدريج إلى أن ينطفئ , لكن في منازلنا لا نشاهد هذا و إنما نشاهد المصباح بإضاءة ثابتة وهنا بالذات يأتي دور التردد(التواتر) ,فالتردد إذا كان فوق 20 Hz , فالعين البشرية لن تلاحظ هذا الإشتعال و الإنطفاء المتكرر للمصباح , و في حالة التردد 60 Hz فهذه العملية تحدث 120 مرة في ثانية واحدة أي بسرعة كبيرة تعجز العين البشرية عن ملاحظتها (هذه العملية تحدث 120 مرة عند 60 Hz لأن المصباح يبلغ توهجه الأقصى مرتين في كل دورة , علماً بأنه من أجل التيار السالب ايضاً يضيء المصباح)
الخلاصة : عندما نقول أن تردد التوتر يساوي 60 Hz فهذا يعني أن المصباح إشتعل و انطفأ 120 مرة في الثانية الواحدة، , يعني ان مصابيحنا المنزلية لاتبقى مشتعلة فقط ولكن تشتعل و تنطفئ 120 مرة في الثانية و لكننا لا نلاحظ ذلك نظرا لأن العملية تتم بسرعة كبيرة جدا تعجز العين البشرية عن ملاحظتها.
ملاحظة : التردد لا نجده في الكهرباء فقط و إنما نجده في الأمواج الصوتية والكهرومغناطيسية بما فيها ترددات الراديو ، وتستخدم كذلك في وصف السرعات التي تشتغل عليها الحواسيب ومختلف الأجهزة الإلكترونية( كأن نقول سرعة المعالج للحاسوب 5 Ghz) .