محاكاة المولد الكهربائي التزامني
غيّر سرعة الدوار وعدد الأقطاب وشاهد كيف يتحدد تردد الجهد الناتج ومقداره.
المستوى: متوسطالآلات الكهربائيةبدون تسجيل دخول
ابدأ التجربة ↓ اقرأ الشرح النظري في الموسوعة
الهدف من التجربة
أن تربط بين سرعة دوران الدوار وعدد الأقطاب والتردد، وتعرف كيف يتناسب الجهد المتولد مع السرعة عند ثبات التدفق.
الشرح النظري المختصر
في المولد التزامني يدور الدوار المغناطيسي داخل ملفات الجزء الثابت، فيقطع مجاله اللفات ويولّد جهدًا متناوبًا. كل قطبين (شمال وجنوب) يمرّان أمام اللفة يصنعان دورة كاملة. تشبيه: إذا كان على عجلة أربعة أزواج من الأسنان فإن دورة واحدة للعجلة تعطي أربع نبضات؛ وكذلك كلما زاد عدد الأقطاب ارتفع التردد عند السرعة نفسها.
يجب أن يعمل المولد عند السرعة التزامنية المطابقة لتردد الشبكة (مثلًا 1500 rpm لمولد بأربعة أقطاب على 50 Hz) قبل الربط بالشبكة.
المعادلات المستخدمة
f = P · N / 120
التردد بدلالة عدد الأقطاب والسرعةN_s = 120 · f / P
السرعة التزامنيةE_ph = 4.44 · f · Φ · N_ph · k_w
جهد الطور الفعال (RMS)V_L = √3 · E_ph
جهد الخط في توصيل نجمةتعريف المتغيرات والوحدات
| الرمز | المعنى | الوحدة |
|---|---|---|
| f | التردد | Hz |
| P | عدد الأقطاب | قطب |
| N | سرعة الدوران | rpm |
| Φ | التدفق لكل قطب | Wb |
| N_ph | عدد لفات الطور | لفة |
| k_w | معامل اللف (0.95 ثابت) | بلا وحدة |
| E_ph | جهد الطور | V |
التجربة التفاعلية
كيف أستخدم التجربة؟
- اضبط 4 أقطاب و1500 rpm لتحصل على 50 Hz.
- غيّر الأقطاب وراقب منحنيات التردد مقابل السرعة.
- الدوار المتحرك مبطّأ 50 مرة ليظهر؛ الدوران الفعلي مكتوب تحته.
لوحة التحكم
النموذج التفاعلي
النتائج المباشرة
تفسير النتائج
الافتراضات وحدود النموذج
- التدفق لكل قطب Φ ثابت (تهيج ثابت)، فيتناسب الجهد مع التردد.
- مولد بلا حمل (جهد القطبين المفتوح) وبدون تشبع أو تسرب أو هبوط مفاعلة تزامنية.
- معامل اللف k_w = 0.95 قيمة تمثيلية ثابتة.
- تباطؤ الرسم المتحرك للعرض فقط، ولا يؤثر في الحسابات.
النتائج مأخوذة من معادلات فيزيائية معروفة تُحسب لحظيًا من المدخلات، وليست أرقامًا عشوائية. لكنها نماذج مبسطة للتعلم وليست بديلًا عن التصميم الهندسي.
اختبر نفسك (5 أسئلة)
تابع التعلم
مقالات ذات صلة في الموسوعة
المولد الحثي: الفكرة والاستخدام في طاقة الرياح وقيودهGenerator Synchronous Speed Calculator (N = 120f/P)