ما هي العلاقة بين السعة والتيار، الجهد، المقاومة والإعاقة؟ لماذا توجد هذه العلاقة؟

السعة، التيار، الجهد والمقاومة هي المعلمات الكهربائية الأساسية في الدائرة، ويمكن فهم العلاقة بينها من خلال قانون أوم والخصائص السعة. فيما يلي العلاقات الرئيسية بينها:

العلاقة بين الجهد والتيار

• قانون أوم: في دائرة مقاومة خالصة، فإن العلاقة بين الجهد (V) والتيار (I) تتبع قانون أوم، أي I = V/R، حيث R هي المقاومة (Ω)، مما يشير إلى أن التيار يتناسب طردياً مع الجهد ومعكوسياً مع المقاومة.

• تأثير السعة: في الدوائر التبديلية، يكون تأثير السعة على التيار مختلفًا. تحول المكثفات التيار المستمر ولكنها تسمح بمرور التيار المتغير. عملية الشحن والتفريغ للمكثف تؤدي إلى تغيير التيار خلال فترة الإشارة التبديلية، وهذا يعكس في المعاوقة السعة (المفاعلة السعة).

العلاقة بين السعة والجهد

• خصائص الجهد والتيار للمكثف: في الدائرة المباشرة، يكون التيار للمكثف متناسباً مع معدل تغير الجهد عند طرفيه، أي I = C * dV/dt، حيث C هي السعة (F)، مما يشير إلى أن قدرة المكثف على تخزين الشحنة مرتبطة بمعدل تغير الجهد.

• علاقة المعاوقة السعة والتواتر: في الدوائر التبديلية، تكون المعاوقة (المفاعلة السعة) للمكثف عكسياً نسبية للتواتر، أي Zc = 1 / (2 * π * f * C)، مما يعني أن كلما زاد التواتر، كان المكثف أقل في عرقلة التيار.

العلاقة بين السعة والمقاومة

مكافئ متوازي للمكثفات والممانعات: في التطبيقات العملية، غالبًا ما يتم استخدام المكثفات والممانعات بشكل متوازي، والمكثفات يمكن أن تعوض تأثير الممانعات على الإشارات التبديلية، مما يشكل مكافئ متوازي للمكثفات والممانعات. يلعب هذا التركيب المتوازي دورًا في تقسيم الجهد والتصفية في تصميم الدوائر.

العلاقة بين المعاوقة السعة والمعاوقة

• المعاوقة السعة: في الدائرة التبديلية، يبدو المكثف كمعاوقة معقدة، أي المفاعلة السعة، والتي تتعلق بالسعة للمكثف وتواتر الإشارة التبديلية. في بعض تحليلات الدائرة، يمكن فهم المعاوقة للمكثف كمقاومة "خاصة".

يأتي وجود هذه العلاقات من الخصائص الأساسية للمكثفات والممانعات كعناصر دوائر. قدرة المكثفات على تخزين الشحنة وردود فعلها على الإشارات التبديلية تجعلها تلعب دورًا مختلفًا عن الممانعات في الدوائر، خاصة عند معالجة الإشارات التبديلية. فهم هذه العلاقات ضروري لتصميم وتحليل الدوائر.