احسب السعة من الشحنة المخزّنة والجهد، أو اجمع عدة مكثفات على التوالي أو التوازي.
📂 الكهرباء والإلكترونياتعبّئ الحقول الموجودة على يمين الصفحة بالقيم المطلوبة، ثم اضغط الزر لرؤية النتيجة فورًا. لا حاجة للتسجيل، ولا تُرسَل أي بيانات لأي خادم — كل الحساب يتم داخل متصفحك مباشرة.
تقيس السعة قدرة المكثف على تخزين شحنة كهربائية عند فرق جهد معيّن، وتُحسَب من العلاقة الأساسية C = Q ÷ V، حيث Q كمية الشحنة المخزّنة وV فرق الجهد بين طرفي المكثف. عند توصيل أكثر من مكثف معًا، تختلف طريقة حساب السعة الإجمالية باختلاف طريقة التوصيل: في التوازي، تُجمع السعات مباشرة (C_total = C1 + C2 + ...)، لأن كل مكثف يخزّن شحنة إضافية عند نفس الجهد؛ أما في التوالي، تُجمع مقلوبات السعات (1/C_total = 1/C1 + 1/C2 + ...)، مع كون السعة الإجمالية الناتجة دائمًا أصغر من أصغر سعة فردية في المجموعة — وهو نفس مبدأ حساب المقاومات في التوازي، لكن بترتيب معكوس، لأن المكثفات في التوالي تتصرف رياضيًا كالمقاومات في التوازي. هذا التماثل العكسي بين قواعد جمع المكثفات والمقاومات من أكثر التماثلات الأنيقة في نظرية الدوائر الأساسية، وفهمه يساعد في تجنّب مصدر خطأ شائع عند تحليل شبكات مكوّنات مختلطة. ويصف السعة الكهربائية قدرة عنصر معين على تخزين شحنة كهربائية لكل وحدة فرق جهد، وتُقاس بوحدة الفاراد، مع أن أغلب المكثفات العملية تُقاس بوحدات أصغر بكثير كالميكروفاراد أو النانوفاراد.
أي شخص يتعلم نظرية الدوائر الأساسية يلاحظ في النهاية نمطًا يبدو معكوسًا في البداية: المقاومات في التوالي تُجمَع ببساطة، والمقاومات في التوازي تُدمَج عبر مقلوباتها — لكن المكثفات تفعل العكس بالضبط، تُجمَع مباشرة في التوازي وتُدمَج عبر مقلوباتها في التوالي. هذه ليست قاعدة عشوائية للحفظ؛ تنبع مباشرة من ما يفعله كل مكوّن فعليًا فيزيائيًا.
مقاومة في التوالي مع مقاومة أخرى تُجبِر التيار على المرور عبر كلتيهما، واحدة تلو الأخرى، وكل واحدة تُضيف معارضتها الخاصة لذلك التيار — فالمقاومة الإجمالية هي ببساطة الجمع. يعمل المكثف بشكل مختلف: هو أساسًا جهاز تخزين شحنة، وعند توصيل مكثفين في التوازي، يتعرّض كلاهما للجهد نفسه بالضبط ويخزّن كل منهما شحنته الخاصة بشكل مستقل، فتكون سعة التخزين الإجمالية (وبالتالي السعة الإجمالية) ببساطة مجموع الاثنتين.
في التوالي، تتصرّف المكثفات بشكل أقل بديهية: يجب أن تمر الشحنة نفسها عبر كلا المكثفين بالتتابع، وينقسم الجهد بينهما بدل أن يكون متطابقًا على كل منهما — المكثف بسعة أصغر ينتهي بحمل جهد أكبر نسبيًا لنفس الشحنة، وهذا بالضبط ما تلتقطه صيغة المقلوب. النتيجة دائمًا سعة مُجمَّعة أصغر من أصغر مكثف فردي في سلسلة التوالي، معاكسة كيف تُنتج المقاومات في التوازي دائمًا مقاومة أصغر من أصغر مقاومة فردية.
هذا التماثل — المكثفات في التوالي تُعكِس رياضيًا المقاومات في التوازي، والمكثفات في التوازي تُعكِس المقاومات في التوالي — ليس مصادفة؛ ينبع من الفيزياء الأساسية، حيث ترتبط السعة عكسيًا بـ"صلابة" مكوّن ما نسبةً لتخزين الشحنة بطريقة مزدوجة رياضيًا لكيفية ارتباط المقاومة بتدفق التيار. التعرّف على هذه الازدواجية يساعد عند التحقق السريع من منطقية حساب: إذا أعطى توليف مكثفات في التوالي إجابة أكبر من أصغر قيمة فردية، فقد حدث خطأ ما في الحساب.
عمليًا، يهم هذا لمصممي الدوائر الذين يجمعون مكثفات بقيم قياسية للوصول لسعة مستهدفة غير قياسية، أو لأي شخص يحلّل دوائر متعددة المكثفات موجودة كبنوك تصفية مصادر الطاقة، حيث تُدمَج المكثفات غالبًا في توليفات توالي وتوازي معًا لموازنة السعة الإجمالية مقابل متطلبات تصنيف الجهد، بما أن المكثفات في التوالي تتشارك أيضًا إجمالي الجهد المُطبَّق عليها، ما يسمح باستخدام مكثفات بتصنيف جهد قياسي في دوائر تتطلب في العادة تصنيف جهد أعلى من ما يوفّره أي مكوّن مفرد.
لأن السعة تقيس الشحنة المخزّنة لكل فولت لا المقاومة لتدفق التيار — إضافة صفائح مكثفات متوازية تزيد مساحة تخزين الشحنة الإجمالية، بينما التوصيل التوالي يزيد فعليًا المسافة بين الصفائح، مما يقلّل السعة الإجمالية.
تُدخَل الشحنة بوحدة المايكروكولوم (μC) والسعة بوحدة المايكروفاراد (μF)، وهما الوحدتان العمليتان الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات اليومية؛ للقيم الكبيرة أو الصغيرة جدًا، حوّل من/إلى الفاراد بضرب أو قسمة القيمة على 1,000,000.
تدعم هذه الأداة ما يصل إلى ثلاثة مكثفات في العملية الحسابية الواحدة لتسهيل الاستخدام؛ للمجموعات الأكبر، اجمعها على مراحل زوجًا بزوج باستخدام نتيجة كل حساب كمدخل للحساب التالي.