ملتقى الفيزيائيين العرب - أنواع الفلاتر في الدوائر الكهربية

بسم الله الرحمن الرحيم

أنواع الفلاتر في الدوائر الكهربية

هناك 4 أنواع رئيسيه للفلاتر:

High Pass Filter

ويمرر الترددات العالية.

LowPass Filter ويمرر الترددات المنخفضة.

BandPass Filter ويمرر حيز من الترددات.

Band Elimenate Filter=StopBand filter ويمنع مرور حيز من الترددات.

واستخدامات الفلاتر كثيره:

فعلى سبيل المثال عندما نحول التيار المتغير الى مستمر فإننا نريد أن نتخلص من

الترددات العاليه المصاحبه لعمليه التحويل فنستخدم

Low Pass Filter وهو الفلتر المعروف الذى يتكون من مكثفين على التوازى بينهما مقاومه أو ملف.

وفى حاله ارسال أكثر من موجه على خط واحد فإننا نستخلص كل موجه على حده فى الأستقبال بواسطه BandPass Filter خاص لكل موجه.

ويمكن استنتاج نوع الفلتر من شكل الدائره الكهربيه كالتالى:

وجود المكثفات على التوالى يعنى أننا نسمح للترددات العاليه ونمنع الترددات المنخفضه وذلك لأن ممانعه المكثفات للترددات العاليه أقل فتسمح لها

بالمرور والعكس بالنسبه للترددات المنخفضه

Xc= 1/jwc where w=2*3.14 * frequency

وجود الملفات على التوالى يعنى أننا نسمح بمرور الترددات المنخفضه ونمنع الترددات العاليه عكس الحاله السابقه وذلك لآن ممانعه الملفات

للترددات تزيد بارتفاع التردد.

وجود المكثفات على التوازى تعنى أننا نتخلص من الترددات العاليه ونترك الترددات المنخفضه تمر.

أخيرا وجود الملفات على التوازى تعنى أننا نتخلص من الترددات المنخفضه ونترك الترددات العاليه تمر.

ومن هنا يمكن أن نستنتج بأن الدوائر التي بها ملفات على التوالي تكافئ الدائرة التي بها مكثفات على التوازي والعكس

استخدامات المرشحات

استخدامات المرشحات كثيرة لايمكن حصرها هنا ولكن هذه فقط بعض الأمثلة:

جهاز الراديو يستخدم مرشح إمرار ترددات نطاقي يمكن من اختيار إذاعة معينة للإستماع.

http://www.uparab.com/files/tYwLaahWIUsIlBW2.gif

في جهاز التسجيل يمكنك تغيير الصوت من عالي الطبقة أو عميق النغمة أو وسط بين الإثنين. فعندما تستمع

إلى الصوت في وضع عالي الطبقة فأنت تستخدم مرشح إمرار الترددات العالية وإذا غيرت إلى صوت عميق النغمة فأنت تستخدم مرشح إمرار

الترددات المنخفضة. أما إذا وضعت الزر في الوسط فأنت تستخدم مرشح إمرار الترددات النطاقي.

http://www.uparab.com/files/qwcv9-98444ELvLa.gif

عندما تستخدم الريموت كنترول لتشغيل جهاز التلفزيون فأنت ترسل إشارة معينة لجهاز الإستقبال في

التلفزيون. وحتى يستجيب المستقبل لهذه الإشارة وليس لغيرها فهو يستخدم مرشح إمرار ترددات نطاقي.

http://www.uparab.com/files/fjZ4TBHxaQNdoOI8.gif

بناء المرشحات

تستخدم المكثفات والملفات والمقاومات لبناء المرشحات والفكرة من ذلك أنه يمكننا اعتبار أن المكثفات

والملفات مقاومات تتغير قيمتها بتغير

الذبذبة. سنورد هنا بعض الأمثلة وسنركز على المرشحات التي تستخدم المكثفات والمقاومات وذلك لشيوع استخدامها.

مرشح المقاومة والمكثف (RC filter)

مرشح امرار الترددات المنخفضة (Low Pass Filter)

هذا الشكل يوضح مرشح إمرارالترددات المنخفضة.

عند الترددات المنخفضة ستكون مقاومة المكثف منخفضة ولذلك سيكون الخارج مرتفعا بينما عند الترددات العالية ستكون مقاومة المكثف عالية جدا

ولذلك سيكون الخارج منخفضاً. ولذلك فهذا النوع من المرشحات يسمح للترددات المنخفضة بالمرور بينما يمنع الترددات العالية من المرور.

http://www.uparab.com/files/dBFsMOREf9KTagak.gif

ولو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي:

http://www.uparab.com/files/-aZfXxXxiGE7EO6L.gif

مرشح امرار الترددات العالية (High Pass Filter)

هذا الشكل يوضح مرشح إمرارالترددات العالية. عند الترددات العالية ستكون مقاومة المكثف منخفضة ولذلك سيكون الخارج مرتفعا بينما عند

الترددات المنخفضة ستكون مقاومة المكثف عالية جدا ولذلك سيكون الخارج منخفضاً. ولذلك فإن الترددات العالية يسمح لها بالمرور بينما لا يسمح

بمرور الترددات المنخفضة

http://www.uparab.com/files/8Tqk0n1KQ1xk9C7p.gif

ولو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي

http://www.uparab.com/files/3SmAUF0T1lKex-tJ.gif

مرشح امرار الترددات النطاقي (Band Pass Filter)
هذا المرشح عبارة عن مرشحين مرشح إمرارالترددات المنخفضة و مرشح إمرارالترددات العالية مربوطة ببعضها والنتيجة أن هذا المرشح يسمح

بمرور نطاق من الترددات بالمرور بينما أي تردد أعلى أو أقل من ذلك لايسمح له بالمرور

http://www.uparab.com/files/HosIAAcJu0VoqdKv.gif

لو رسمنا قيمة (الجهد الخارج/الجهد الداخل) مقابل التردد لوجدنا الشكل التالي:

http://www.uparab.com/files/Yy4w0lVlIPD6OmPu.gif

تردد القطع (Cut off Frequency)تردد القطع هو التردد الذي يبدأ عنده المرشح بعمله فمثلاً في مرشح إمرار الترددات المنخفضة تردد القطع هو ذلك التردد الذي يبدأ بعدة المرشح

بمنع الترددات من المرور.

يمكن حساب تردد القطع للمرشح بالقانون التالي:

تردد القطع = 1 / (2 ط م س)

حيث ط = 3.14159

م = قيمة المقاومة بالأوم

س = سعة المكثف بالفاراد

المصدر