وجد أنه بوضع لوحين من المعدن في مواجهة بعضهما البعض ويفصل بينهما مسافة بها عازل، و تم توصيل مصدر للجهد بين هذين اللوحين كما هو بالشكل ، فإن شحنة كهربائية تتكون على هذه القطبين، وتتناسب مع الجهد المطبق بينهما. أي أن: Q = CV
يسمى هذا النظام بالمكثف ويسمى ثابت التناسب C بسعة المكثف وتقاس السعة بوحدات الفاراد Farad.
يسمى هذا النظام بالمكثف ويسمى ثابت التناسب C بسعة المكثف وتقاس السعة بوحدات الفاراد Farad.
نلاحظ من المعادلة الأخيرة أن القيمة القصوى للجهد تتناسب مع القيمة القصوى للتيار والعلاقة الأخيرة تذكرنا بقانون أوم V=I.R ولذلك نسمي الكمية الممانعة السعوية للمكثف وذلك لأنها تعارض مرور التيار في المكثفة .
وكما نلاحظ من الشكل الرياضي لعلاقة الجهد والتيار نجد أنه في هذه الحالة يكون التيار متقدما على الجهد أي يسبق الجهد بزاوية قدرها 90 درجة .
ويمكن رؤية منحنيات الجهد والتيار بواسطة راسم الإشارة في حال وجود مكثف كما في الشكل التالي وتظهر بجواره ممثلة بواسطة المتجهات .
إذا هناك مفاعلة تشبه المقاومة في تعاملها (قانون أوم ) حيث تسمى في هذه الحالة بالمفاعلة السعوية (Capacitive Reactance) وتقاس بواحدة الأوم ويلاحظ أن الممانعة السعوية للمكثف تساوي :
المنحني المبين بالشكل المجاور يبين كيفية تغير المفاعلة السعوية مع التردد حيث نجد أن Xc تتناسب عكساً مع تردد المنبع F
ونلاحظ مايلي :
عندما يكون تردد المنبع صغير F=0 سوف تكون Xc بالنسبة له كبيرة جدا ولن يمر تيار .
مع زيادة التردد تزدادقيمة الممانعة السعوية Xc .
عندما يكون تردد المنبع كبير جدا ∞ =F سيكون عندها Xc صغير جدا بالنسبة له وبالتالي وسوف يمر تيار أعظمي I=max .
الخلاصة :
في التيار المتناوب إذا كان التردد صغير مثل DC (حيث التيار المستمر هو تيار تردده صفر) يتحول المكثف إلى مقاومة كبيرة وتتحول الدارة إلى open circuit .
إذا كان التردد كبير فإن Xc تقترب من الصفر وبالتالي يمر تيار في الدارة .
المكثفة لا تمرر التيار المستمر وتشكل بالنسبة له open circuit (عند اكتمال الشحن ) أما التيار المتردد فإن المكثف يتحول إلى مقاومة ممانعتها متناسبة عكسا مع تردد المنبع حيث كلما زاد التردد قلت الممانعة وبالتالي زاد مرورو التيار عبر المكثف .
وفي التمثيل القطبي يكون لدينا :
تأثير تردد المنبع على المفاعلة السعوية
المنحني المبين بالشكل المجاور يبين كيفية تغير المفاعلة السعوية مع التردد حيث نجد أن Xc تتناسب عكساً مع تردد المنبع F
ونلاحظ مايلي :
عندما يكون تردد المنبع صغير F=0 سوف تكون Xc بالنسبة له كبيرة جدا ولن يمر تيار .
مع زيادة التردد تزدادقيمة الممانعة السعوية Xc .
عندما يكون تردد المنبع كبير جدا ∞ =F سيكون عندها Xc صغير جدا بالنسبة له وبالتالي وسوف يمر تيار أعظمي I=max .
الخلاصة :
في التيار المتناوب إذا كان التردد صغير مثل DC (حيث التيار المستمر هو تيار تردده صفر) يتحول المكثف إلى مقاومة كبيرة وتتحول الدارة إلى open circuit .
إذا كان التردد كبير فإن Xc تقترب من الصفر وبالتالي يمر تيار في الدارة .
المكثفة لا تمرر التيار المستمر وتشكل بالنسبة له open circuit (عند اكتمال الشحن ) أما التيار المتردد فإن المكثف يتحول إلى مقاومة ممانعتها متناسبة عكسا مع تردد المنبع حيث كلما زاد التردد قلت الممانعة وبالتالي زاد مرورو التيار عبر المكثف .
التمثيل في مجال المتجهات :
في التمثيل المتجهي الجهد على المكثف يعطى بالعلاقة التالية :وفي التمثيل القطبي يكون لدينا :