ماذا تفعل هذه الحاسبة
تساعدك حاسبة حجم المكثف على اختيار السعة المناسبة في حالتين هندسيتين شائعتين: تخزين شحنة كهربائية معلومة عند جهد محدد، وتنعيم جهد التموّج في مصدر تغذية بالتيار المستمر. أدخل القيم الخاصة بك لتعرض الأداة السعة المطلوبة بالفاراد والميكروفاراد والنانوفاراد.
طريقة الاستخدام
اختر الوضع المناسب أولاً. في وضع الشحنة والجهد، أدخل الشحنة Q بالكولوم والجهد V بالفولت. أما في وضع تنعيم التموّج، فأدخل تيار الحمل I بالأمبير، وتردد التموّج f بالهرتز (100 هرتز لمقوّم موجة كاملة على شبكة 50 هرتز، و120 هرتز على شبكة 60 هرتز)، وأقصى جهد تموّج يمكنك تحمّله. ثم اقرأ النتيجة من المربع المميّز ومن جدول التحويل أسفله.
شرح المعادلة
تُعرَّف السعة الكهربائية بالعلاقة $$C = \frac{\text{Charge }Q\text{ (C)}}{\text{Voltage }V\text{ (V)}}$$ أي الشحنة التي يخزّنها المكثف مقسومة على الجهد بين طرفيه، وتُقاس بالفاراد. وعند حساب مكثف التنعيم نستخدم التقريب $$C = \frac{\text{Current }I\text{ (A)}}{\text{Frequency }f\text{ (Hz)} \times \text{Ripple }V\text{ (V)}}$$ وهو ينبع من كون المكثف يجب أن يغذّي تيار الحمل I طوال دورة تموّج واحدة تقريباً (\(1/f\)) بينما يُسمح للجهد بالهبوط بمقدار \(V_{ripple}\).
مثال محلول
حمل بقيمة 1 أمبير على مصدر مقوَّم موجة كاملة بتردد 50 هرتز (أي f = 100 هرتز) مع السماح بتموّج قدره 1 فولت يحتاج إلى $$C = \frac{1}{100 \times 1} = 0.01 \text{ فاراد} = 10{,}000 \text{ ميكروفاراد}$$ ويُفضَّل اختيار قيمة قياسية أكبر قليلاً لإعطاء هامش أمان يراعي التفاوت في التصنيع والتقادم.
الأسئلة الشائعة
ما تردد التموّج الذي ينبغي استخدامه؟ يضاعف جسر التقويم الكامل تردد الشبكة، لذا استخدم 100 هرتز لشبكة 50 هرتز و120 هرتز لشبكة 60 هرتز. أما مقوّم نصف الموجة فيستخدم تردد الشبكة نفسه.
لماذا تأتي النتيجة بهذا الحجم الكبير؟ مكثفات التنعيم كبيرة لأنها يجب أن تورّد تياراً فعلياً لمدة مللي ثوانٍ. فعشرات الآلاف من الميكروفاراد أمر طبيعي للأحمال التي تبلغ أمبيرات.
ما تصنيف الجهد الذي أحتاجه؟ اختر مكثفاً بتصنيف جهد يفوق بكثير ذروة جهد التيار المستمر لديك — بمقدار 1.25 إلى 1.5 ضعف جهد التشغيل على الأقل لضمان الموثوقية.
