لماذا توصل عدد من المكثفات على التوالي عند الحاجة إلى جهدٍ كبيرٍ؟

1 إجابة واحدة

المكثفات على التواليتتنوع طرق وأساليب تركيب وتجميع الدارات الالكترونية بشكلٍ كبيرٍ والهدف من ذلك تحقيق أهدافٍ عمليةٍ منها زيادة قيمة المقاومة الناتجة أو الحصول على جهدٍ أكبرٍ أو تيارٍ أكبرٍ وأحيانًا يكون تبسيط الدارة وتقليل المكونات هو الهدف وراء تنويع طرق توصيل المكونات. المكثفات هي أحد أهم أجزاء الدارات الالكترونية والتي تلعب دورًا هامًا عند الحديث عن الجهد أو التيار المارّ عبر الدارة حيث أن تغيير سعة المكثف يساعد على ضبط بارامتراتٍ أخرى في أية دارةٍ. عمومًا هناك طريقتين لتوصيل المكثفات: التوصيل على التوازي والتوصيل على التسلسل. بالنسبة للمكثفات الموصولة على التسلسل، فإن شدة التيار المتدفق عبر المكثفات (iC) متساوٍ، حيث إنه يسير في اتجاه واحدٍ فقط.

وبالتالي فإن التيار الكلي المار خلال عدة مكثفات iT = i1 = i2 = i3. لذلك، يقوم كل مكثفٍ بتخزين نفس القدر من الشحنة Q بغض النظر عن سعته، وذلك لأن الشحنة المخزنة في أي مكثفٍ يجب أن تكون قد أتت من المكثف المجاور. بناء على ذلك، يجب أن يكون للمكثفات المتصلة على التسلسل نفس الشحنة.

QT = Q1 = Q2 = Q3 ….etc.

 تنتج سلسلة المكثفات قيمة جهدٍ أكبرٍ. والجدير ذكره هون أن الجهد يتناسب عكسًا مع السعة؛ Qt هي الشحنة الإجمالية.

من أجل تفسير سبب تساوي الشحنات في كل مكثف بشكل متبادل، وتساوي الكمية الإجمالية للشحنة المخزنة في الدارة ككل، دعنا نفترض أن جميع المكثفات لم تشحن في وقتٍ واحد. عندما يتم تطبيق الجهد لأول مرةٍ عبر الدارة الكهربائية، يتدفق نفس التيار من خلال جميع المكثفات ونتيجة لذلك، يحدث انتقال الشحنة بين المكثفات. يتم نقل الإلكترونات من مكثفٍ إلى آخر، مما يعني أن الشحنة المخزنة بواسطة أي من المكثفات يجب أن تكون قد جاءت من المكثف المجاور. وهذا يعني أن حاملات الشحن (الإلكترونات) تحولت ببساطة عبر جميع المكثفات، وهذا هو السبب في أن الشحنة متساوية في كل مكثف.

هناك عدة ملاحظاتٍ لابد من مراعاتها عند توصيل الدارات سواء كانت على التسلسل او على التفرع وهي:

  • في التوصيل على التوازي كلما صادفنا مكثفين أو أكثر بالتوازي في دارة، يمكن استبدال مكثفٍ واحدٍ بقيمة مجموع المكثفات الأخرى. وبالمثل، في أي وقت نصادف فيه مكثفًا واحدًا في دارةٍ، يمكن استبدال مكثفين أو أكثر بالتوازي طالما أن قيمها تضاف إلى القيمة الأصلية.
  • في التوصيل على التوازي: السعة الإجمالية للمكثفات دومًا أكبر من السعة لأي من المكثفات الفردية. وذلك لأن كل مكثف يضيف سعته الخاصة إلى إجمالي القيمة الكلية.
  • القوانين المستخدمة لحساب السعة الإجمالية لدارةٍ ما (من عدة مكثفات) هي عكس القواعد التي يتم اتباعها في دارات المقاومات. أي أن الصيغة التي تستخدمها للمقاومات في الدارة تنطبق على دارات المكثفات الموصولة على التوازي، والصيغة التي تستخدمها للمقاومات على التوازي تنطبق على المكثفات الموصولة على التسلسل.

أخيرًا يمكن القول إن لكل من طريقتي التوصيل (المتسلسل والمتوازي) خصوصيته واستخداماته في عالم الدارات الالكترونية وبناء على هاتين الطريقتين تقوم شركات الالكترونيات بتعزيز خصائص منتجاتها وتحسينها بما يتناسب مع التقدم التكنولوجي واحتياجات السوق اليومية. كما أن التوقعات تشير إلى مستقبلٍ واعدٍ في مجال الدارات الالكترونية فهل يا ترى سيكون للمكثفات وتطبيقاتها نصيبٌ كبيرٌ من ذلك! نحن كمستخدمين للتكنولوجيا نتمنى هذا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "لماذا توصل عدد من المكثفات على التوالي عند الحاجة إلى جهدٍ كبيرٍ؟"؟