المواسع الكهربائي هو جهاز يستخدم لتخزين الشحنات الكهربائية، والطاقة الكهربائية، لاستخدامها حين الحاجة إليها. وهو مكون من موصلين، بينهما مادة عازلة. وتوجد المواسعات في أشكال متعددة،
[rtl]وتستخدم المواسعات في كثير من التطبيقات العملية؛ فهي تستخدم في تركيب معظم الدارات الكهربائية والإلكترونية، وفي دارات الإرسال والاستقبال في الإذاعة والتلفاز.
[/rtl]
إن مقدار انفراج ورقتي الكشاف الكهربائي، يزداد بازدياد فرق الجهد بين قرص الكشاف وقاعدته. وبما أن القاعدة موصولة بالأرض فإن جهدها صفر. وعليه، فإن مقدار انفراج الورقتين يعبر عن جهد القرص (أي: جهد اللوح المتصل بقرص الكشاف).
[rtl] وعند تقريب اللوح الثاني غير المشحون من اللوح الأول المشحون، فإنه يُشحن بالحث: السطح القريب يشحن بشحنة مقيدة مخالفة، والبعيد بشحنة حرة مماثلة؛ فيقل جهد اللوح بفعل الجهد الحثي، ويقل انفراج ورقتي الكشاف. وعند وصل اللوح الثاني بالأرض، تتسرب الشّحنة الحرة (البعيدة) إلى الأرض، وتبقى الشّحنة المقيّدة (القريبة)؛ فيزداد انخفاض جهد اللوح الأول. وحتى يعودَ جهده إلى ما كان عليه، فإنه يلزمنا تزويده بشحنات كهربائية إضافية. من ذلك نستنتج أن النظام المؤلف من موصلين مشحونين بشحنتين مختلفتين، تفصل بينهما مادة عازلة، يكون قادراً على تخزين الشحنات الكهربائية. مثل هذا النظام يسمى المواسع الكهربائي. ويُشحن المواسع عادة بوصل أحد الموصلين بمصدر قدرة كهربائية (بطارية)؛ في حين يوصل الموصل الآخر بالأرض أو بالطرف الآخر للمصدر. وفي كلتا الحالتين، تكون الشحنة على كلا الموصلين متساوية في المقدار ومختلفة في النوع (إحداهما موجبة والأخرى سالبة).[/rtl]
[rtl] وللمواسعات الكهربائية أشكال مختلفة؛ فمنها الكروي، والأسطواني، وذو اللوحين المتوازيين، وتكون مواسعاتها ثابتة أو متغيرة. ويرمز للمواسع ذي اللوحين المتوازيين الثابت المواسعة في الدارات الكهربائية، بخطين متوازيين، وللمواسع ذي اللوحين المتوازيين المتغير المواسعة، بخطين متوازيين يقطعهما سهم، انظر الشكل (3-26).[/rtl]
[rtl] وتعرف
مواسعة المواسع بأنها النسبة بين مقدار الشحنة على احد موصليه وفرق الجهد بينهما
؛ أي أن: [/rtl]
[rtl]المواسع الكهربائي ذي اللوحين المتوازيين:[/rtl]
[rtl]يتألف المواسع الكهربائي ذو اللوحين المتوازيين من لوحين متوازيين، مساحة كل منهما( أ ). أحدهما مشحون بشحـنـة(+ )، والآخر مشـحون بشـــحنة (- )، وتفصل بينهما مــادة عـــازلــة، انظـــر الشكــــل (3-27). فإذا فرضنا أن الهواء هو الوسط العازل، وأن المسافة بين اللوحين هي (ف)، فما مواسعة هذا النوع من المواسعات؟[/rtl]
[rtl] إذا كانت المسافة بين لوحي المواسع صغيرة جداً، مقارنة بأبعاد اللوحين، فإنه يمكننا إهمال انحناءات خطوط المجال عند طرفي المواسع، الشكل (3-28)، ويمكن أن نَعُدَّ المجال بين اللوحين منتظماً؛ أي ثابتاً في المقدار والاتجاه. وحينئذ يمكننا حساب المجال الكهربائي بين لوحي المواسع باستخدام قانون غاوس على النحو الآتي:[/rtl]
[rtl] يبين الشكل (3-29) مقطعاً من مواسع ذي لوحين متوازيين. نختار سطحاً غاوسياً افتراضياً مناسباً: مثلاً متوازي مستطيلات ارتفاعه (ل)، ومساحة قاعدته تساوي مساحة اللوح الواحد للمواسع (أ) [الخط المنقط في الشكل (3-29)]، إن التدفق الكهربائي على السطحين الجانبيين يساوي صفراً (لماذا؟) كما أن التدفق الكهربائي على السطح العلوي، الواقع داخل الموصل الفلزي يساوي صفراً أيضاً (لماذا؟)، أما السطح السفلي، الموجود بين اللوحين، فإن التدفق الكهربائي عليه يساوي: مـ أ (لاحظ أن المجال ثابت بين اللوحين). بتطبيق قانون غاوس، نجد أن:[/rtl]
[rtl] يُلاحظ من المواسعة هنا، تعتمد على أبعاد المواسع الهندسية؛ فتزداد بازدياد المساحة المتقابلة بين لوحيه (أ)، كما تزداد بنقصان المسافة (ف) بينهما، كما تعتمد على طبيعة المادة بين لوحيه[/rtl]
الموقع
العمل/الترفيه
المزاج
الأربعاء ديسمبر 10, 2014 2:11 am