حاسبة طاقة المكثف والشحنة

طريقة الاستخدام

1. اكتب السعة C، µF للمكثف، مثلاً 470.
2. اكتب الجهد الابتدائي V، V الذي شُحن إليه المكثف، مثلاً 12.
3. اترك الجهد بعد التفريغ V، V (اختياري) صفراً للتفريغ الكامل، أو اكتب الجهد الذي يُفرَّغ إليه.
4. اقرأ الطاقة المخزّنة E، J والشحنة المخزّنة Q، C والقيم المُطلقة، ثم افتح طريقة الحساب خطوة بخطوة.

طاقة المكثف

تُخزَّن الطاقة في المجال الكهربائي بين اللوحين، وهي الشغل اللازم لشحن المكثف من الصفر. وتزداد الطاقة مع مربع الجهد، فمضاعفة الجهد تضاعف الطاقة المخزّنة أربع مرات. يعطيها OpenStax على الصورة ½ C V²، ويمكن كتابة الطاقة نفسها على الصورة ½ Q V أو Q² ÷ (2C).

E = ½ × C × V²
Q = C × V
E = ½ × Q × V = Q² ÷ (2 × C)

E  الطاقة، J
C  السعة، F
V  الجهد، V
Q  الشحنة، C

الطاقة المُطلقة بين جهدين

المكثف الذي يتفرغ من الجهد V1 إلى الجهد V2 يعطي فرق الطاقتين فقط. والطاقة المتبقية عند V2 تبقى مخزّنة في المكثف. والشحنة التي تمر هي C × (V1 − V2).

الطاقة المُطلقة = ½ × C × (V1² − V2²)
الشحنة المُطلقة = C × (V1 − V2)

ما لا يشمله هذا الحاسب

• تيار التسرب. فالمكثف الحقيقي يفقد شحنته ببطء، حتى دون أي توصيل به.
• المقاومة المكافئة على التوالي، والحرارة التي تولّدها عند مرور تيار كبير.
• جهد التصميم. اختر مكثفاً جهده المقدّر أعلى من الجهد الذي تكتبه، وتحقق من ورقة بياناته.
• التفريغ عبر مقاومة مع الزمن، وهذا هو حساب ثابت الزمن RC.

الأسئلة الشائعة