المحتوى
كيف تعمل حاسبة طاقة المكثف؟
أدخل سعة المكثف واختر الوحدة المكتوبة عليه، ثم أدخل الجهد بين طرفيه. تعرض الحاسبة الطاقة المثالية المخزنة، مع الشحنة الكهربائية وتحويل الطاقة إلى مللي جول وواط ساعة.
السعة والجهد يحددان نتيجتين مختلفتين
تمثل C السعة بالفاراد وV الجهد بالفولت. تخرج الطاقة E بالجول، بينما تخرج الشحنة Q بالكولوم. مضاعفة السعة تضاعف النتيجتين، لكن مضاعفة الجهد تجعل الطاقة أربعة أمثالها.
يدخل العامل 1/2 لأن الجهد يرتفع أثناء الشحن من الصفر إلى قيمته النهائية، فلا تتم إضافة كل الشحنة عند الجهد النهائي نفسه.
بادئة الوحدة تمنع خطأ ألف ضعف
يساوي المللي فاراد 10⁻³ F، والميكروفاراد 10⁻⁶ F، والنانوفاراد 10⁻⁹ F، والبيكوفاراد 10⁻¹² F. الفرق بين كل بادئتين متتاليتين في هذه السلسلة ألف ضعف.
اختر الوحدة كما تظهر على جسم المكثف أو في ورقة البيانات. إدخال 100 μF على أنها 100 mF يرفع الطاقة والشحنة المحسوبتين ألف مرة.
ثلاثة أمثلة لمراجعة النتيجة
- 1000 μF عند 12 V: الطاقة 0.072 J والشحنة 0.012 C. ويمكن كتابة الطاقة نفسها 72 mJ.
- 200 μF عند 100 V: الطاقة 1 J والشحنة 0.02 C. يوضح المثال أثر مربع الجهد رغم السعة الصغيرة.
- 1 F عند 5 V: الطاقة 12.5 J والشحنة 5 C. ولو ارتفع الجهد إلى 10 V ضمن حدود المكوّن تصبح الطاقة المثالية 50 J.
الطاقة المفيدة أقل من القيمة المثالية
لا تشمل الصيغة مقاومة المكثف الداخلية أو التسرب أو تفاوت السعة أو خسائر دائرة التحويل. كما أن الحمل يتوقف غالبًا قبل هبوط الجهد إلى الصفر، لذلك لا يستخدم كل الطاقة المحسوبة.
لا تحدد الحاسبة زمن التشغيل أو تيار التفريغ أو القطبية أو الجهد الآمن. تؤخذ هذه القيم من ورقة بيانات المكوّن. قد يبقى مكثف الجهد العالي خطيرًا بعد فصل مصدر الطاقة.
أسئلة عن طاقة المكثفات
توضح الإجابات الفرق بين نتيجة الصيغة ومتطلبات اختيار المكثف وتصميم دائرة التفريغ.
هل الجول والكولوم وحدتان للشيء نفسه؟
لا. الجول يقيس الطاقة، والكولوم يقيس مقدار الشحنة الكهربائية المخزنة على اللوحين.
ماذا يحدث عند جهد يساوي صفرًا؟
تساوي الطاقة والشحنة صفرًا في النموذج المثالي لعدم وجود فرق جهد.
هل تكفي الطاقة لحساب مدة التشغيل؟
لا. يلزم أيضًا معرفة قدرة الحمل والكفاءة والمقاومة ومجال الجهد الذي يعمل فيه الجهاز.
هل تحسب الأداة مقاومة ESR؟
لا. تسبب ESR فقدًا حراريًا وهبوطًا في الجهد أثناء التفريغ، ويجب حسابها بصورة منفصلة.
هل يجوز تجاوز الجهد المقنن؟
لا. قد يؤدي تجاوز حد الشركة المصنّعة إلى انهيار العازل وتلف المكثف وخطر كهربائي.
آلات حاسبة مماثلة
قد تجد الآلات الحاسبة التالية على نفس الموضوع مفيدة:
- حاسبة مقسم الجهد. أدخل جهد المصدر وقيمتي المقاومتين لمعرفة الخرج من دون حمل وتيار الدائرة.
- حاسبة حرارة خليط الماء. أدخل حجم وحرارة كميتين من الماء لمعرفة الحرارة المثالية للخليط ونسبتيهما.
- حاسبة الكثافة. اختر الكمية المجهولة وأدخل قياسين للحصول على الكثافة أو الكتلة أو الحجم.
- محول الكيلوجول والكيلوكالوري. أدخل مقدار الطاقة بوحدة kJ أو kcal لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول الأميال في الساعة إلى الكيلومترات في الساعة. أدخل السرعة بوحدة mph أو km/h لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول براميل النفط إلى لترات. أدخل الحجم بوحدة bbl أو اللتر لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول الميكروفاراد إلى النانوفاراد. أدخل السعة بوحدة µF أو nF لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول الجول إلى الكيلوواط ساعة. أدخل الطاقة بالجول أو الكيلوواط ساعة لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول الواط إلى الكيلوواط. أدخل القدرة بالواط أو الكيلوواط لتظهر القيمة المكافئة فورًا.
- محول الكيلوغرام إلى الغرام. أدخل الكتلة بالكيلوغرام أو بالغرام لتحصل فورًا على القيمة المكافئة.
شارك على وسائل التواصل الاجتماعي
إذا أعجبك ذلك، يرجى مشاركة الآلة الحاسبة على منصات التواصل الاجتماعي الخاصة بك. إنه سهل بالنسبة لك ومفيد لترويج المشروع. شكراً لك!