انواع شکل موج الکتریکی
در مقاله امروز قصد داریم تا انواع شکل موج الکتریکی را بیان کنیم و استفاده کردن از آنها را مورد بررسی قرار دهیم.
با ما همراه باشید.
اسیلاتور چیست؟
در ابتدا بهتر است تا با بررسی اسیلاتور به ماهیت شکل موج سیگنال بپردازیم و با آن آشنا شویم.
اسیلاتور یک مدار الکتریکی است که در خروجی خود جریان الکتریکی سینوسی تولید میکند و این جریان در یک فرکانس یا طول موج مشخص باعث نوسان بخش های دیگر مدار میشود.
اما این شکل موج الکتریکی گاها مورد نیاز نبوده و به انواع دیگر شکل موج سیگنال مانند؛موج مربعی،موج مستطیلی،موج مثلثی،موج دندانه دار و انواع مختلفی از توابع ضربه و پالس احتیاج است.
انواع کلی شکل موج الکتریکی
در ابتدا بهتر است تا پیش از توضیح انواع شکل موج سیگنال به بررسی این موضوع که این تفاوت ها در انواع شکل موج چگونه بوجود می آید بپردازیم.
شکل موج الکتریکی در اصل به نمایش بصری انواع مختلف مقادیر ولتاژ روی کاغذ و بر محور x گفته میشود.با بررسی این امر به طور کلی هم میتوان گفت که شکل موج سیگنال به دو دسته کلی تقسیم میشود.
این نوع شکل موج تنها دارای میزان مثبت و منفی بوده و هیچگاه از مقدار صفر عبور نمیکند و همین امر هم شکل آن را در هنگام ترسیم به صورت یک سویه نمایان میکند.از مشهورترین این نوع امواج میتوان به موج مربعی زمانی،پالس های کلاک و پالس های راه انداز اشاره کرد.
مشخصه های اصلی شکل موج
تمام شکل موج ها در دنیای برق و فیزیک صرف‌نظر از اینکه یک جهته هستند یا دو جهته،دارای چند مشخصه اصلی میباشند.
تناوب یا دوره
مدت زمانی است که یک موج الکتریکی کامل میشود را دوره تناوب میگویند.
فرکانس
فرکانس عبارت است از تعداد دفعاتی که یک شکل موج سیگنال به طور کامل در زمان یک ثانیه تکرار میشود.
دامنه
بزرگی یا شدت شکل موج را گویند که با واحد ولت یا آمپر اندازه گیری میکنند.
انواع شکل موج الکتریکی
در بخش بعدی به قسمت اصلی مقاله یعنی؛انواع شکل موج سیگنال میرسیم و انواع آنها را بررسی میکنیم.
شکل موج متناوب(سینوسی)
همانگونه که پیشتر هم گفتیم شکل موج متناوب یکی از رایج ترین اشکال موج سیگنال است که امروزه استفاده بسیاری هم دارد.
از این شکل موج امروزه در خطوط برق متناوب یا همان AC در خانه ها استفاده میشود که در اصل موج سینوسی هستند.
البته که امروزه میتوان شکل موج متناوب را به موج مستقیم یا همان DC تبدیل کرد که پیشنهاد میکنیم برای آموزش این موضوع مقاله”تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم” را مطالعه کنید.
شکل موج الکتریکی مربعی
این شکل موج در مدارهای الکتریکی و میکروالکترونیک برای سیگنال های زمان و کلاک بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
شکل مربعی،متقارن بوده و در هر نیم تناوب مربع تشکیل شده در این موج سیگنال با مربع بعدی برابر و هم شکل است.
از این شکل موج هم بسیار در مدار های دیجیتال در ورودی و خروجی آنها استفاده میشود.
موح مربعی دارای شکل متقارنی بوده و پهنای سیکل آن در نیم سیکل مثبت با پنهای سیکل در نیم سیکل منفی برابر است.
شکل موج مربعی بر خلاف شکل موج سینوسی،در نقاط حداکثر و حداقل گرد و میزان متفاوتی نیست بلکه در این دو نقطه مقدار ثابت و یکسانی دارد و این شکل در مدار های منطقی میزان حداکثر یک و حداقل صفر را به کاربر و دستگاه ارائه میدهد.
شکل موج مستطیلی
برای تعریف شکل موج مستطیلی میتوان گفت؛که اگر چرخه کار یک شکل موج،هر عدد دیگری به جز ۵۰ باشد آن شکل موج مستطیلی است.به عبارت دیگر اگر مدت زمان روشن بودن مدار بسیار کوتاه باشد شکل موج سیگنال مورد نظر مستطیلی است.
در موج الکتریکی مستطیلی همانگونه که پهنای پالس منفی بزرگتر از پنهای مثبت است،ممکن است که پهنای پالس مثبت از منفی بزرگتر باشد،اما در آخر نتیجه بدست آمده این است که شکل موج مورد نظر مستطیلی میباشد.
با تغییر چرخه کار موج الکتریکی مستطیل میتوان مقدار اعمال شده به یک بار مثل لامپ یا موتور را تنظیم کرد،هر چه درصد چرخه کار بالاتر باشد مقدار متوسط توان اعمال شده به بار بیشتر است و برعکس این امر هم اتفاق می‌افتد.
شکل موج الکتریکی مثلثی
شکل موج مثلثی به طور کلی یک شکل موج سیگنال یک جهته و غیر سینوسی میباشد که بین مقدار حداکثر و حداقل در حال نوسان کردن میباشد.سیگنال ولتاژ شکل موج الکتریکی مثلثی هم با یک میزان ثابت با فرکانس کم و زیاد میشود.
در این شکل موج سیگنال مدت زمان شیب مثبت و منفی هم در یک چرخه و تناوب کامل یکسان و برابر میباشد و چرخه این موج ۵۰ درصد میباشد.در هر دامنه ولتاژ داده شده،فرکانس شکل،سطح ولتاژ موج را در مدار تعیین میکند.
شکل موج الکتریکی دندانه اره‌ای
شکل موج دندانه‌ای اره‌ای همانگونه که از نام آن پیدا است به شکل دندانه های یک اره میباشد و این شکل،مشهورترین نوع شکل موج مثلثی میباشد.ممکن است که این شکل یک تصویر آینه ای هم از خودش در دو رمپ مثبت و منفی داشته باشد.افزایش و کاهش این نوع شکل موج هم میتواند به صورت بسیار تند و یا بسیار کند باشد که در هر دو قسمت کاهش و افزایش هم قابل اعمال است.
شکل موج دندانه‌ای اره‌ای با رمپ یا همان شیب مثبت بسیار کاربردی تر از این موج با شیب منفی است.این موج سیگنال بیشتر در ژنراتورها مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین میتوان از آن در سینتی سایزر های موسیقی استفاده کرد تا به فایل موسیقی با کیفیت و بدون اعوجاج دست پیدا کرد.
این شکل موج الکتریکی شامل یک فرکانس با تمام ضریب های زوج آن یا همان هارمونیک های آن میباشد.
شکل موج پالس و راه انداز
پالس و راه انداز دو موج سیگنال متفاوت هستند اما میتوان آنها را باهم ترکیب کرد و یک شکل موج واحد بدست آورد.راه انداز یک پالس بسیار باریک هم به حساب می‌آید.تفاوت این دو شکل موج در این امر است که راه انداز میتواند اعداد مثبت و منفی داشته در حالی که تنها پالس میتواند مقدار مثبت داشته باشد.
معروف ترین شکل موج الکتریکی پالس،قطار پالس نام دارد که بسیار شبیه به موج مستطیلی است اما با این تفاوت که شکل دقیق پالس در این حالت با استفاده از نسبت نشانه به فاصله در یک تناوب تعیین میشود.
این شکل موج الکتریکی رفتار متفاوتی با دیگر شکل های موج سیگنال دارد و هدف از آن کنترل زمان آغاز یک فرآیند مانند؛شروع به کار یک تایمر،شمارنده،تریستور،فلیپ فلاپ و یا دیگر قطعات نیمه هادی میباشد.
عنوان جعبه آیکون دار
پیشنهاد میکنیم برای آشنایی بیشتر با جریان و استاندارد‌های برق مطالب زیر را هم مطالعه کنید.
فانکشن ژنراتور چیست؟
در بخش بعدی به سراغ وسیله ای به نام فانکشن ژنراتور در تولید شکل موج الکتریکی میرویم و کارکرد این وسیله را بررسی میکنیم.
فانکشن ژنراتور یا ژنراتور شکل موج یک دستگاه با مدار الکتریکی است که توانایی تولید و ایجاد شکل موج مختلف و متنوعی را در مدار دارد.
این دستگاه قابلیت تولید موج الکتریکی مختلفی مانند؛شکل مربعی،موج مستطیلی،موج دندانه‌ای اره‌ای یا دیگر انواع شکل موج سیگنال را در یک فرکانس مطلوب دارد.
انواع مختلفی از انواع IC های تولید کننده شکل موج الکتریکی وجود دارد که همه این ها را میتوان در یک مدار به کار برد تا به شکل موج مورد نظر دست پیدا کرد.
یکی از این IC ها قطعه ای به نام ۸۰۳۸ است که با فناوری IC میتواند انواع مختلفی از شکل موج اصلی را مانند؛موج سیگنال مربعی،شکل موج مثلثی،موج الکتریکی سینوسی را در خروجی خود تولید کند و برای این کار هم به مدار های تطبیق احتیاجی ندارد.
فرکانس کاری این قطعه هم در تولید شکل موج با انتخاب دقیق مولفه های IC میتواند از یک هزارم تا سیصد کیلو‌هرتز باشد.
فرکانس نوسان در بازه وسیعی در دما و ولتاژ منبع در این قطعه قابل کنترل است و میتوان هر سه شکل موج مربعی،مثلثی و سینوسی را به صورت همزمان از این قطعه خروجی گرفت.
شکل موج مربعی در اینورتر
در این بخش قصد داریم تا به بررسی استفاده از موج الکتریکی مربعی در خروجی اینورتر ها بپردازیم.
همانگونه که قبل تر ذکر کردیم از شکل موج دیگری هم به غیر از شکل سینوسی در بسیاری از دستگاه ها مورد استفاده قرار میگیرد،یکی از مثال های این امر هم شکل موج سیگنال خروجی در اینورتر‌های پنتاکس است که به شکل مربعی میباشد.
شکل موج مربعی خروجی در اینورتر پنتاکس دارای هارمونیک های خاصی است که نسبت به ولتاژ سینوسی ورودی برای کارکرد بهینه الکتروموتور توسط اینورتر طراحی شده است،در نتیجه همین امر یکی از فواید استفاده از تنوع شکل موج الکتریکی در دنیای صنعتی امروز،در اینورتر ها مشخص میشود.
خرید محصول
شما میتوانید با مراجعه به صفحه فروشگاه در سایت الکترو‌ثامن،به خرید اینورتر های کمپانی پنتاکس با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت و برترین ضمانت،در کوتاهترین زمان ممکن بپردازید.
محصولی متناسب با انتخاب شما یافت نشد
امیدواریم که مطلب فوق برای شما مناسب بوده و به شما کمک کرده باشد.در صورت مفید بودن این مقاله،با اشتراک گذاری آن دوستانتان را به خواندن آن دعوت کنید و نظرات و انتقادات خود را در بخش دیدگاه ها با ما و دیگر کاربران در‌میان بگذارید.
