جواب فعالیت 4-1 صفحه 126 درس 4 فیزیک یازدهم ریاضی (القای الکترومغناطیسی و جریان متناوب)

گام اول: درک رفتار جریان در مدار (الف)

همان‌طور که در نمودار (ب) می‌بینی، مدار (الف) فقط شامل یک مقاومت و یک منبع متناوب است. جریان در این مدار به صورت سینوسی تغییر می‌کند؛ یعنی در نیم‌سیکل‌های مثبت (قله‌های بالای محور زمان)، جریان در یک جهت مشخص حرکت می‌کند و در نیم‌سیکل‌های منفی (دره‌های پایین محور زمان)، جهت جریان کاملاً برعکس می‌شود.

گام دوم: نقش دیود در مدار (پ)

حالا به مدار (پ) نگاه کن. یک دیود به صورت متوالی در مسیر جریان قرار گرفته است. دیود دقیقاً مثل یک شیر آب یک‌طرفه عمل می‌کند. علامت پیکانِ روی نماد دیود، تنها جهت مجاز عبور جریان را نشان می‌دهد و در جهت مقابل، مانند یک سد محکم جلوی جریان را می‌گیرد.

گام سوم: تحلیل و رسم نمودار جدید

حالا این مفاهیم را روی نمودار پیاده می‌کنیم:

• در نیم‌سیکل‌های مثبت: جهت جریان با جهت مجاز دیود هم‌سو است. دیود اجازه عبور می‌دهد و جریان دقیقاً مشابه نمودار (ب) از مدار عبور می‌کند. پس، قله‌های بالای محور افقی را دقیقاً همان‌طور که هستند رسم کن.
• در نیم‌سیکل‌های منفی: منبع تغذیه می‌خواهد جریان را در جهت مخالف بفرستد، اما دیود مانع می‌شود و اجازه عبور نمی‌دهد. در نتیجه، جریان در این بازه‌های زمانی کاملاً قطع شده و صفر می‌شود. پس، به جای دره‌های پایینی نمودار، فقط یک خط صاف مماس بر روی خود محور افقی (جریان صفر) رسم کن.

به این فرآیند جذاب در دنیای مهندسی برق، یکسوُسازی نیم‌موج می‌گویند. دقیقاً با همین منطق ساده است که آداپتورها و شارژرهای موبایل، برق متناوب شهر را برای استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی به جریان مستقیم تبدیل می‌کنند!