إجابات أسئلة وحدة الانظمة للصف العاشر لمادة التكنولوجيا
ص63: أ. دارة كهربائية بسيطة .
مدحلات النظام : الضغط على مفتاح التشغيل
المعالجة : انغلاق دائرة البطارية وسريان التيار الكهربائي فيها وارتفاع حرارة سلك التوهج في المصباح
المخرجات: الضوء (إضاءة المصباح)
ملاحظة: يمكننا التحدث عن (وحدة إدخال ) هي المفتاح و(وحدة معالجة) هي البطارية والاسلاك و(وحدة إخراج) هي المصباح.
ب. بكرة :
مدخلات: جهد العامل في سحب الحبل أفقياً
معالجة : دوران البكرة وتحريك أجزاء الحبل
مخرجات: ارتفاع الحمل الى النقطة المطلوبة في الاعلى.
ص64: تطبيقات أخرى للمجسات :
1. مجسان ضوئيان للتحكم في مسار شريط الفيديو أثناء الدوران (يكونان على الجانبين للتأكد من عدم خروج الشريط عن المسار المحدد)
2. مجس ضوئي في ماكنة تصوير الوثائق للتأكد من وجود الورق.
3. مجس حراري تيرموستات للرادييتر في السيارة من أجل تشغيل مروحة التبريد إذا ارتفعت حرارة الموتور عن درجة محددة .
4. مجس ضوئي لإيقاف المحرك إذا تكدست المنتجات على خط الإنتاج في مصنع.
5. مجس حراري لتشغيل إنذار صوتي في حالة الحريق.
ص65+66 : كيف نحصل على أفضل منتج (تحسين جودة البضاعة المنتجة):
تقوم الشركة المنتجة بعمل دراسة تجيب عن الاسئلة التالية:
1. أي المواد الممكن استخدامها ذات متانة أعلى؟
2. ماهي الأبعاد الأكثر ملاءمة وراحة للمستخدم؟
3. ما هو شكل القاعدة والايدي والظهر بحيث توفر أكبر قدر من الراحة؟
4. هل يمكن تخفيف الوزن دون التقليل من المتانة؟
5. ما هو مدى تحمل المواد الداخلة في التركيب للحرارة وظروف الجو المختلفة؟
وبناءً على إجابات الدراسة على هذه الاسئلة يتخذ مهندسو التصميم والإنتاج القرارات المناسبة حول عملية التصنيع.
ص66: نظام بيئي : هذا نظام مركب لأنه يمكن تقسيمه الى عدة أنظمة فرعية .
أ‌. الشجرة نظام له مدخلات هي : CO2... وغيره (ماء+غذاء+أشعة شمس)
ومخرجات هي : O2 ... وغيره (بخار ماء مثلاً)
ب‌. الحيوان نظام له مدخلات هي : O2 ... (وغيره)
ومخرجات هي : CO2... (وغيره)
ومعالجة في كلا النظامين هي عملية التنفس النباتي أو الحيواني.
ت‌. الموقد نظام له مدخلات (…O2)ومخرجات ( CO2 ...) ومعالجة (عملية الاحتراق).
ث‌. المسطحات المائية نظام... وهو أيضاً يمكن تقسيمه الى أنظمة فرعية.
هي (الحيوانات البحرية)... و(النباتات البحرية) و (عمليات ذوبان الهواء في الماء.. بما فيه O2 و CO2).
ص66: تحليل المشاهدات التالية:
أ‌. عند دخولك الباب وهو في حالة إغلاق .. يفتح من جديد بسبب وجود مجس ضوئي يعمل بالأشعة تحت الحمراء ... فعندما يدخل الشخص ينقطع الشعاع الضوئي عن المجس مما يؤدي الى تشغيل دائرة كهربية تقوم بإغلاق الباب.
ب‌. عند اقترابك من باب محل تجاري يفتح تلقائياً : نفسر التفسير السابق.
ت‌. عند فتح باب السيارة أو الثلاجة يضيء المصباح بداخلها : عندما يكون الباب مغلقاً فإنه يكون ضاغطاً على مفتاح كهربائي (من النوع المغلق عادةً NC)
وبذلك تكون الدارة الكهربائية التي تضيء المصباح مفتوحة.
وعند انفتاح الباب يعود المفتاح NC الى وضعه الطبيعي وتنغلق الدارة فيضيء المصباح.



ص67 : كيف يعمل الثيرموستات:
يحتوي الثيرموستات على إزدواج معدني من معدنين مختلفين .. لهما معاملي تمدد مختلفين بالحرارة .. كما في الشكل. فإذا كان المعدن في الجزء العلوي أسرع تمدداً بالحرارة فإن عملية التسخين تؤدي الى تقوّس الازدواج بحيث يتقعر للأسفل وهكذا تنفتح الدارة ...
وتتوقف عملية مرور التيار الكهربائي (في مقاومة التسخين)..
ويمكننا عن طريق تغيير مسافة الفجوة ... أن تنحكم بدرجة الحرارة اللازمة ليحصل التقوّس الكافي وبالتالي انفتاح الدائرة.
ص67: ما هو أنسب ارتفاع للمجس الحراري داخل الغرفة؟
بعيداً عن تأثير مصادر الحرارة البيتية المعتادة (مدفأة / غاز/ موقد...)
وقد يكون مناسباً تركيبه في السقف بعيداً عن اللمبات إن وجدت)
ص67: هل يمكن الاستغناء عن مجس قياس درجة الحرارة؟
نعم. ولكن البديل قد يكون مؤقت زمني Timer لتشغيل التدفئة فترات محددة وإطفائها فترات أخرى/ أو البديل هو المراقبة الفردية والتشغيل والإطفاء اليدوي حسب الحاجة ... ولا يخفى كم هذه البدائل سيئة.
ص68: هل يمكن التحكم في منسوب الماء أوتوماتيكياً؟
نعم. بالإمكان مثلاً تثبيت قطعتين معدنيتين عند المستوى المطلوب في الاعلى داخل الخزان ثم توصيل مرحل Relay مع النظام كما في الشكل...
عندما يصل الماء الى المستوى المطلوب تتصل دائرة الملف ( الماء يحتوي عادةً على نسبة من الأملاح تجعل منه موصلاً)...
وهكذا تنجذب التلامسات بعيداً وتصبح دائرة المضخة مفتوحة ففتوقف عن العمل ويتوقف ضخ الماء في الخزان.
ملاحظة: قد يكون التيار الناتج في ملف المرحل غير كاف لتشغيله مما يتطلب إضافة عناصر أخرى للدائرة لمعالجة ذلك وزيادة التيار.
ملاحظة : الطريقة الأخرى والأكثر عمليةً وهي (العوامة الكهربائية) والتي نتعلمها في درس لاحق... وهناك طرق غيرها أيضاً.
ص70: نشاط2 : أ. عند سقوط الضوء على LDR تقل مقاومتها بشكل كبير فيمر تيار كبير نسبياً داخل الدائرة فيشتغل المرحل وبالتالي تنجذب تلامساته ويشتغل المحرّك.
ب. عند حجب الضوء يقل التيار جداً ولا يعود كافياً لتشغيل المرحل ... فتنفصل التلامسات ويتوقف المحرك.
لاحظ : لا يمكن التحكم بمقدار سرعة المحرك عن طريق زيادة الضوء أو إنقاصه ... فهو إمّا أن يشتغل أو لا يشتغل.
ص71: لماذا تمّ استخدام المحوّل ؟
الهدف هو من اجل الأمان ... حيث قمنا بإبعاد وعزل الفولتية العالية 220V عن المياه في الخزان... ووصلنا العوامة بفولتية 24V فقط (وهي الفولتية التي تكفي لتشغيل المرحّل ... وهذا الأخير بدوره يشغل دائرة المضخة التي تعمل على 230V)
ص71: أسئلة وتدريبات :
1. مباشر من الكتاب المقرر
2. نظام العوامة يتكون من مدخلات : مستوى الماء في الخزان
عمليات : إغلاق (أو فتح ) مفتاح العوامة من خلال انخفاضها (أو ارتفاعها ) داخل الخزان... لتشغيل (أو عدم تشغيل المرحل وبالتالي المضخة...
مخرجات : انصباب الماء في الخزان .
(أو توقفه)
وهو نظام مغلق ... لأن المخرجات (وهي انصباب الماء أو توقفه) يتم تعديلها بشكل ذاتي من أجل الحفاظ على المواصفات المطلوبة (المستوى الصحيح للماء)
3. العوامة لها 3 أسلاك تتصل بالملامسات الثلاثة للمفتاح الموجود داخلها، وهي Common, NO, NC
في حالة استخدام العوامة للتحكم في مستوى الماء في الخزان نستخدم الطرفين Common, NC بحيث تنقطع الدارة عن العمل عند ارتفاع العوامة .
في حالة ضخ الماء من البئر نستخدم الطرفين Common, NO فعندما يقلّ مستوى الماء في البئر تنخفض العوامة ويعود الملامس NO الى وضعه الأصلي (OPEN) فتنقطع الدارة الكهربائية وتتوقف المضخة.
:حالة ملامسات العوامة من الداخل الى الوضع الطبيعي.
(أي عندما تكون العوامة مخفوضة)
: حالة ملامسات العوامة من الداخل في الوضع المختلف (أي عندما تكون العوامة مرفوعة)
ملاحظة : يمكنك تحديد الاطراف الثلاثة عملياً بسهولة ... باستخدام الأوميتر ... بنفس الطريقة التي نفحص بها الـ Short Circuit والـ Open Circuit في حالتي خفض العوامة ورفعها.
ص75 : نشاط 3: في حالة تبديل موقع LDR مع المقاومة المتغيرة 10KΩينعكس عمل الدائرة .. بحيث تصبح فولتية المخرج Vout عالية في حالة الإضاءة (النهار) .
التفسير : استناداً الى قانون توزيع الفولتية يمكننا حساب جهد النقطة A كما يلي :
(إن جهد البطارية 5V يتوزع بين المقاومتين LDR و Rمتغيرة الموصلتين على التوالي حسب العلاقة