ما هي المفاعلة السعوية؟
المفاعلة السعوية (Xc) هي مقدار المعارضة التي يبديها المكثّف لمرور التيار المتردد (AC). وعلى عكس المقاومة الكهربائية، تعتمد معارضة المكثّف على تردد الإشارة؛ فكلما ارتفع التردد انخفضت قيمة المفاعلة. وتُقاس المفاعلة بالأوم (Ω) تمامًا كالمقاومة، لكنها لا تبدّد الطاقة على شكل حرارة، بل تخزّنها ثم تطلقها.
كيف تستخدم هذه الحاسبة
أدخل تردد التيار المتردد بالهرتز (Hz) وقيمة السعة بالميكروفاراد (µF)، وستتولى الحاسبة تحويل الميكروفاراد إلى فاراد تلقائيًا لتعطيك المفاعلة السعوية بالأوم. وهي أداة عملية في تصميم المرشّحات (الفلاتر)، وشبكات الربط والفصل (Coupling/Decoupling)، وتحليل دوائر التيار المتردد عمومًا.
شرح المعادلة
تُحسب المفاعلة وفق العلاقة $$X_C = \frac{1}{2\pi f C}$$ حيث f هو التردد بالهرتز وC هي السعة بالفاراد. ويعمل الثابت \(2\pi\) على تحويل التردد إلى تردد زاوي (\(\omega = 2\pi f\)). ومع زيادة \(f\) أو \(C\) يكبر حاصل الضرب في المقام فتنخفض قيمة \(X_C\)، وهذا ما يفسّر لماذا يُمرّر المكثّف الترددات العالية ويحجب التيار المستمر (إذ يعطي التردد 0 هرتز مفاعلة لا نهائية).
مثال محلول
لمكثّف سعته 10 µF عند تردد 60 هرتز: تكون \(C = 10 \times 10^{-6} = 0.00001\) فاراد. ومنه: $$X_C = \frac{1}{2 \times \pi \times 60 \times 0.00001} = \frac{1}{0.0037699} \approx 265.26\ \Omega$$ أما عند تردد 1000 هرتز فإن المكثّف نفسه تنخفض مفاعلته إلى نحو 15.9 Ω فقط.
الأسئلة الشائعة
لماذا تنخفض المفاعلة كلما ارتفع التردد؟ لأن المكثّف يشحن ويفرّغ بسهولة أكبر مع تسارع تذبذب الإشارة، فتقل عرقلته لمرور التيار.
كم تبلغ المفاعلة عند التيار المستمر (DC)؟ عند تردد 0 هرتز يصبح المقام صفرًا فتكون المفاعلة لا نهائية، أي إن المكثّف يحجب التيار المستمر.
ما الوحدات التي ينبغي استخدامها؟ أدخل التردد بالهرتز (Hz) والسعة بالميكروفاراد (µF)، وستكون النتيجة بالأوم. وإذا كانت السعة بالنانوفاراد فاقسمها على 1000 لتحويلها إلى µF، أو على 1,000,000 إذا كانت بالبيكوفاراد.
