المفاعلة السعوية والمكثّفات والتيار

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تمتلك المفاعلة الحثية "توأماً أخوياً" هو المفاعلة السعوية (Fratenal Twin) التي تعتبر أيضاً كمية سلّميّة.

وتبدأ المفاعلة السعوية عند نفس نقطة الصفر للمفاعلة الحثية، لكنها تذهب في الاتجاه المعاكس وتأخذ قيماً سالبة.

 

المكثّفات والتيار

تخيّل صفيحتين معدنيتين مستويتين ومتوازيتين وكبيرتين جداً وتنقل كل منهما الكهرباء بشكلٍ مثالي. تشكل هاتان الصفيحتان مكثفة (تستعمل بعض النصوص القديمة بدلاً من ذلك تعبير مكثف). إذا غُذيّتا بواسطة تيار مستمرّ، تُشحن الصفيحتان وتكتسبان في النهاية فرق فولطية يساوي فولطية مصدر التيار المستمر.

وينخفض التيار إلى الصفر عندما تبلغ الصفيحتان أكبرَ قدرٍ ممكن من كمية الشحنات الكهربائية .

افترض الآن أننا نغيِّر مصدر التغذية من التيار المستمرّ إلى التيار المتناوب، وتخيّل أنّه يمكننا ضبطُ تردّد التيار المتناوب من عدد صغير من الهرتز إلى عدّة ميغا هرتز. في البداية، تَتْبَعُ الشحناتُ على الصفيحتين تماماً تقريباً الفولطيةَ المطبقة مع انعكاس قطبية التيار المتناوب؛ إذن تسلك الصفيحتان سلوكَ دارة مفتوحة.

ومع ازدياد التردّد، لا يمكن للشحنات أن تَثْبُت في كلّ دورة، وبالتالي يستمرّ مرورُ التيار في الصفيحتين دخولاً وخروجاً مع تغير قطبية الفولطية ذهاباً وإياباً. وعندما يصبح التردّد مرتفعاً جدّاً، لا تقترب الصفيحتان حتى من الشحن الكامل خلال كل دورة، ويمر التيار – هكذا – دخولاً وخروجاً منهما، فيسلك إذن زوجُ الصفيحتين سلوكَ دارة قصْر.

تقيس المفاعلةُ السعوية (يُرمز لها X_C) المقاومةَ التي تبديها المكثفة تجاه التيار المتناوب. وتتغير X_C، مثل المفاعلة المستحثة، مع التردّد، لكن X_C تأخذ، بالاصطلاح، قيماً أومية سالبة عوضاً عن القيم الموجبة. يعتبر الفاراد -الذي يُرمز له بالحرف الكبير غير المائل F– الوحدة المعيارية للسعة.

 

ألا تزال تكافح؟

يتحدث ويكتب المهندسون عن X_C من حيث قيمتها المطلقة مع استبعاد الإشارة السالبة. مع ذلك، وفي حسابات الممانعة كعدد مركب، يجب علينا دائماً النظر إلى X_C ككمية غير موجبة (أي أنها سالبة أو معدومة).

ويمنعنا هذا الاصطلاح من الالتباس بين X_C  والمفاعلة المستحثة X_L التي تمتلك دائماً قيمة غير سالبة (موجبة أو معدومة).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]