ما هي السعة الكهربائية؟
السعة الكهربائية هي مقياس لقدرة العنصر على تخزين الشحنة الكهربائية، وتُعرَّف بأنها النسبة بين الشحنة الكهربائية (Q) المخزَّنة على موصّل والجهد (V) بين طرفيه. والوحدة الدولية للسعة هي الفاراد (F)، حيث يساوي الفاراد الواحد كولوم واحد لكل فولت. ولأن الفاراد وحدة كبيرة جدًا، فإن المكثفات العملية عادةً ما تُقاس بالميكروفاراد (µF) أو النانوفاراد (nF) أو البيكوفاراد (pF).
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل قيمة الشحنة المخزَّنة على المكثف بالكولوم، والجهد بين طرفيه بالفولت. تقوم الحاسبة بقسمة الشحنة على الجهد لتُعطيك السعة بالفاراد، كما تحوّل النتيجة تلقائيًا إلى الميكروفاراد لتسهيل القراءة. واحرص على إدخال القيم بالوحدات الأساسية نفسها (الكولوم والفولت) للحصول على نتيجة دقيقة.
شرح القانون
المعادلة الأساسية هي $$C = \frac{\text{Charge (C)}}{\text{Voltage (V)}}$$، حيث تمثّل \(C\) السعة بالفاراد، وQ الشحنة بالكولوم، وV الجهد بالفولت. ويمكن إعادة ترتيب المعادلة لحساب أي متغيّر مفرد: فالشحنة تُحسب بالعلاقة \(Q = C \times V\)، والجهد بالعلاقة \(V = Q / C\). وهذه العلاقة ركيزة أساسية في تحليل الدوائر الكهربائية وتخزين الطاقة وتطبيقات التوقيت.
مثال تطبيقي
لنفترض أن مكثفًا يخزّن شحنة مقدارها 0.001 كولوم عند جهد 5 فولت. عندئذٍ تكون السعة $$C = 0.001 / 5 = 0.0002 \text{ فاراد}$$ أي ما يعادل 200 ميكروفاراد. والمكثف الذي يحمل شحنة أكبر عند الجهد نفسه تكون سعته أعلى بالتناسب.
الأسئلة الشائعة
ما الوحدة التي ينبغي استخدامها للشحنة؟ استخدم الكولوم (C). والكولوم الواحد مقدار كبير من الشحنة، أما المكثفات الصغيرة فكثيرًا ما تخزّن ميكروكولومات، لذا حوِّل القيم تبعًا لذلك.
لماذا تكون النتيجة صغيرة جدًا؟ لأن الفاراد وحدة ضخمة. فحتى مكثف بسعة 200 ميكروفاراد لا يساوي سوى 0.0002 فاراد، ولذا فإن ظهور نتائج عشرية صغيرة بالفاراد أمر طبيعي.
هل يمكنني إيجاد الجهد أو الشحنة بدلًا من السعة؟ نعم. أعِد ترتيب القانون \(C = Q / V\) لتحصل على \(Q = C \times V\) أو \(V = Q / C\) حسب المتغيّر المعلوم لديك.
