حاسبة المؤقت 555 (غير المستقر وأحادي الاستقرار)

أدخل قيمك. تتحدّث الإجابة والحل المفصّل الكامل أثناء الكتابة.

النتيجة

التردد1,387 Hz
زمن الحالة العالية395,1 ms
زمن الحالة المنخفضة325,8 ms
الزمن الدوري720,9 ms
دورة التشغيل54,81 %

في الدارة القياسية غير المستقرة تكون دورة العمل دائمًا فوق 50%، لأن المكثف يشحن عبر R₁ + R₂ لكنه يفرغ عبر R₂ فقط. ويتيح وجود ثنائي عبر R₂ دورات عمل دون 50%.

صمّم دارة بالمؤقت 555. في الوضع غير المستقر تعطي الحاسبة التردد وزمني الحالتين العالية والمنخفضة والدور ودورة العمل من R₁ وR₂ وC؛ وفي الوضع أحادي الاستقرار تعطي عرض النبضة من R وC. ويمكن إدخال المكثفات بوحدة µF أو nF أو pF، ويُعرض كل زمن بوحدة مناسبة.

الحل خطوة بخطوة

أزمنة الشحن والتفريغ

C = 10 µF = (1 × 10⁻⁵) F
tH = ln 2·(R₁ + R₂)·C = 0,693·(10000 + 47000)·(1 × 10⁻⁵) = 395,1 ms
tL = ln 2·R₂·C = 0,693·47000·(1 × 10⁻⁵) = 325,8 ms

التردد ودورة العمل

T = tH + tL = 720,9 ms
f = 1/T ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂)·C) = 1,387 Hz
D = tH/T = 54,81%

الصيغ الأساسية

زمنا المستوى المرتفع والمنخفض في الوضع غير المستقر
tH = 0,693·(R1 + R2)·C, tL = 0,693·R2·C
التردد في الوضع غير المستقر
f = 1/(tH + tL) ≈ 1,44/((R1 + 2R2)·C)
دورة التشغيل
D = tH/T = (R1 + R2)/(R1 + 2R2)
عرض النبضة في الوضع أحادي الاستقرار
T = ln 3·R·C ≈ 1,1·R·C

كيف تحسب تردد المؤقت 555

  1. غير مستقر: يشحن المكثف عبر R₁ + R₂ ويفرغ عبر R₂، بين ⅓ و⅔ من جهد المصدر.
  2. زمن الحالة العالية: t_H = ln 2 × (R₁ + R₂) × C ≈ 0,693 (R₁ + R₂) C.
  3. زمن الحالة المنخفضة: t_L = ln 2 × R₂ × C ≈ 0,693 R₂ C.
  4. التردد: f = 1/(t_H + t_L) ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂) C). دورة العمل: t_H/(t_H + t_L).
  5. أحادي الاستقرار: يبقى الخرج عاليًا لمدة T = ln 3 × R × C ≈ 1,1 RC بعد الزناد.

أسئلة وأجوبة

لماذا تكون دورة العمل دائمًا فوق 50%؟

في الدارة القياسية يشحن المكثف عبر R₁ + R₂ لكنه يفرغ عبر R₂ فقط، لذلك يكون زمن الحالة العالية أطول دائمًا. وثنائي عبر R₂ (المصعد عند الطرف 7) يتجاوز R₂ أثناء الشحن ويتيح دورات عمل دون 50%.

هل يغيّر جهد المصدر التردد؟

مثاليًا لا: فالعتبات نسب ثابتة من جهد المصدر، لذلك يعتمد التوقيت على R وC فقط. وعمليًا ينحرف التردد قليلًا مع الجهد ودرجة الحرارة.

ما القيم المعقولة لـ R وC؟

أبقِ R₁ وR₂ فوق نحو 1 kΩ ودون نحو 1 MΩ، وأبقِ C فوق نحو 100 pF. للمكثفات الإلكتروليتية الكبيرة تفاوتات واسعة وتسرّب، مما يجعل الأزمنة الطويلة غير دقيقة.

من أين تأتي 0.693 و1.1؟

يتغير جهد المكثف أسّيًا. الشحن من ⅓ إلى ⅔ من جهد المصدر يستغرق RC·ln 2 = 0,693 RC؛ والشحن من 0 إلى ⅔ يستغرق RC·ln 3 = 1,0986 RC.

تدرّب بنفسك

تدرّب على الثنائيات والترانزستورات

الآلة الحاسبة تعطي الإجابة. أما في الامتحان فتحتاج إلى الطريقة: تدرّب عليها بمسائل جديدة وتلميحات وحلول مفصّلة.

</> تضمين

مجانًا للمعلمين والمدارس: الصق هذا الرمز في صفحة مقررك أو نظام إدارة التعلم أو موقعك. يمكن للطلاب استخدام الحاسبة وحلها خطوة بخطوة دون حساب.

مزيد من الآلات الحاسبة