ما هي حاسبة المكثفات على التوالي؟
تحسب هذه الأداة السعة المكافئة (الكلية) لمكثفين أو أكثر موصّلين على التوالي. عندما توصَّل المكثفات الواحد تلو الآخر في مسار واحد، تكون السعة الناتجة دائمًا أقل من أصغر مكثف في الدائرة. وهذا عكس ما يحدث في المقاومات الموصّلة على التوالي، وعكس المكثفات الموصّلة على التوازي.
طريقة الاستخدام
أدخل سعة كل مكثف بوحدة الميكروفاراد (µF). الحقلان الأول والثاني إلزاميان، أما الثالث والرابع فاختياريان، بحيث يمكنك دمج مكثفين أو ثلاثة أو أربعة. اترك أي حقل فارغًا أو ضع فيه القيمة صفر لتجاهله. ثم اضغط على زر الحساب لتظهر لك السعة الكلية على التوالي.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي:
$$\frac{1}{C_{\text{الكلية}}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots + \frac{1}{C_n}$$
تجمع مقلوب كل سعة على حدة، ثم تأخذ مقلوب الناتج النهائي. وبما أننا نجمع المقاليب، فإن النتيجة يهيمن عليها أصغر مكثف. وفي حالة وجود مكثفين فقط تتبسّط المعادلة بأناقة إلى صيغة «حاصل الضرب على المجموع»: \(C_{\text{الكلية}} = \dfrac{C_1 \times C_2}{C_1 + C_2}\).
مثال محلول
لنفترض أنك وصّلت مكثفًا سعته 10 µF وآخر سعته 20 µF على التوالي. عندئذٍ يكون $$\frac{1}{C_{\text{الكلية}}} = \frac{1}{10} + \frac{1}{20} = 0.10 + 0.05 = 0.15.$$ ومن ثَمّ تكون \(C_{\text{الكلية}} = \dfrac{1}{0.15} \approx 6.667\ \text{µF}\) — أي أصغر من أيٍّ من المكثفين، كما هو متوقع.
الأسئلة الشائعة
لماذا تكون السعة على التوالي أصغر من أصغر مكثف؟ لأن الشحنة نفسها يجب أن تمر عبر كل مكثف، فيتوزّع الجهد الكلي عليها جميعًا، وهو ما يزيد فعليًا من المسافة بين الصفائح ويقلّل السعة.
ما الوحدة التي ينبغي استخدامها؟ استخدم الوحدة نفسها لجميع المدخلات. تستعمل هذه الأداة الميكروفاراد (µF) في المدخلات، والنتيجة تظهر بالميكروفاراد أيضًا. وتعمل المعادلة بالطريقة نفسها مع النانوفاراد (nF) أو البيكوفاراد (pF) ما دمت ثابتًا على وحدة واحدة.
وماذا عن جهد التشغيل؟ في التوصيل على التوالي يتجمّع جهد التشغيل عبر المكثفات، وهذا أحد أسباب اللجوء إلى التوصيل التوالي أحيانًا — لكن يُنصح باستخدام مكثفات متطابقة لتوزيع الجهد عليها بالتساوي.
