المقوّم

المناهج: Sek II, electronics courses

الهدف¶

دراسة مقوّم الموجة الكاملة القنطري وتنعيم التموج بمكثف.

التجهيز¶

المصدر: موجة جيبية، السعة 10 V، التردد 50 Hz. قنطرة من أربعة دايودات، وحمل 1 kΩ. مكثف التنعيم 100 µF موصول بالحمل عبر مفتاح مفتوح. راسم الإشارة موصول على الحمل: CH1، 5 V/قسم، 5 ms/قسم.

خطوات العمل¶

انظر إلى شكل الموجة على الحمل وأوجد دور التموج.
أغلق مفتاح المكثف. لرؤية التموج، حوّل CH1 في قائمة راسم الإشارة إلى الدخل AC، واضبط بالمقابض 0.2 V/قسم ومستوى القدح 0؛ وقدّر قيمة التموج من القمة إلى القمة.
اضبط 1000 µF في بطاقة معاملات المكثف، وحوّل CH1 إلى 20 mV/قسم.
افتح المفتاح وأزِل الدايود الأيسر، فتحصل على مقوّم نصف موجة.

النتيجة المتوقعة

على الحمل أنصاف موجات موجبة بلا انخفاض تحت الصفر. القيمة العظمى نحو 8.6 V: يُفقد نحو 1.4 V على الدايودين الموصلين، نحو 0.7 V على كل منهما. تردد التموج 100 Hz، أي قسمان. مع المكثف 100 µF يكاد الجهد يكون ثابتًا، نحو 8.2 V؛ والتموج نحو 0.66 V، أي 3.3 أقسام على الدخل AC؛ ومع 1000 µF نحو 0.07 V. وبعد إزالة دايود واحد يبقى نصف موجة واحد في كل دور، 50 Hz.

الأسئلة¶

لماذا يكون تردد التموج في مقوّم الموجة الكاملة ضعف تردد الشبكة؟
كيف تتوقف قيمة التموج من القمة إلى القمة على تيار الحمل؟

الإجابات

تقلب القنطرة نصف الموجة السالب، فيتلقى الحمل كلا نصفي الموجة في كل دور بالاتجاه نفسه. دور واحد للمصدر، 20 ms عند 50 Hz، يعطي حدبتين متماثلتين، ويتكرر التموج كل 10 ms: أي 100 Hz.
التموج يتناسب تقريبًا مع تيار الحمل. بين القمم يغذي المكثف وحده الحمل ويفقد شحنة مقدارها \(I \cdot \Delta t\)، فينخفض جهده بمقدار \(\Delta U \approx I \cdot \Delta t / C\)، حيث \(\Delta t\) لا يتجاوز 10 ms بين القمم. ولتيار 8.2 V / 1 kΩ = 8.2 mA ومكثف 100 µF يعطي ذلك على الأكثر 8.2 mA · 10 ms / 100 µF = 0.82 V؛ وتُظهر المنضدة 0.66 V، لأن المكثف يبدأ إعادة الشحن قبل القمة التالية.