قوانين أوم: المقاومة والوشيعة والمكثّفة

في تجارب الكتاب، الصفحتان 138 و139، نطبّق توتّراً متواصلاً ثمّ متناوباً على ناقلٍ أوميّ، ثمّ على وشيعة، ثمّ على مكثّفة، ونقيس التوتّر والشدّة في كلّ مرّة. مع الناقل الأوميّ تبقى النسبة ${\displaystyle \frac{U_{\text{e<!-- -->f<!-- -->f}}}{I_{\text{e<!-- -->f<!-- -->f}}}}=R$ في التيّارين.

تذكّر: «يسلكُ النّاقلُ الأوميّ السّلوكَ نفسَه في التيّارَين المُتواصِلِ والمُتناوب.» «تقومُ الوشيعةُ بدورِ مُقاوَمةٍ أوميّةٍ في التيّارِ المُتواصِلِ وتقومُ بدورِ مُقاوَمةٍ وذاتيّةٍ في التيّارِ المُتناوب.» «لا تسمحُ المُكثِّفةُ بمرورِ التيّارِ المُتواصِلِ في حينِ أنّها تمرِّرُ التيّارَ المُتناوب.» الكتاب، الصفحة 139.

العازل بين لبوسي المكثّفة يمنع التيّار المتواصل. أمّا في المتناوب فالإلكترونات الحرّة تشحن اللبوسين بشحنتين متساويتين ومختلفتين خلال ربع دور، ثمّ تفرّغهما في الربع الثاني، وتتكرّر العمليّتان مع تغيّر الشحنة، دون أن تخترق العازل. والحقل الكهربائيّ الناتج عن شحنتها يجعلها تبدي ممانعةً للتيّار المتناوب. الكتاب، الصفحة 140.

و$\bar{\phi }=+{\displaystyle \frac{\pi }{2}}$، فـ $\cos \phi =0$ والاستطاعة المتوسّطة معدومة: «فالوشيعةُ مُهمَلةُ المُقاوَمة تختزنُ طاقةً كهرطيسيّةً خلالَ ربعِ دورٍ لتعيدَها كهربائيّاً إلى الدّارةِ الخارجيّةِ خلالَ ربعِ الدّورِ الذي يليه، أي أنّ الوشيعةَ لا تستهلكُ طاقة» الكتاب، الصفحة 142.

وإذا كانت للوشيعة مقاومةٌ أوميّة $r$، فممانعتها وعامل استطاعتها، كما في ملاحظة الكتاب، الصفحة 142:

ويتقدّم التوتّر على الشدّة بمقدار ${\phi }_L$، بين $0$ و${\displaystyle \frac{\pi }{2}}$، و$U_{\text{e<!-- -->f<!-- -->f}}=Z_L{I}_{\text{e<!-- -->f<!-- -->f}}$. والاستطاعة المتوسّطة تُستهلك في المقاومة $r$ وحدها.

انتبه: 🚨 في وشيعةٍ لها مقاومة لا تنسَ $r$: الممانعة $Z_L$ لا $X_L$، وعامل الاستطاعة ${\displaystyle \frac{r}{Z_L}}$ لا صفر.

و$\bar{\phi }=-{\displaystyle \frac{\pi }{2}}$، فـ $\cos \phi =0$: «فالمُكثِّفةُ لا تستهلكُ أيّةَ طاقةٍ، لأنّها تختزنُ الطّاقةَ كهربائيّاً خلالَ ربعِ دورٍ، وتعيدُها كهربائيّاً في ربعِ الدّورِ الذي يليه» الكتاب، الصفحة 143.

تذكّر: خلاصة العناصر الثلاثة: المقاومة $\bar{\phi }=0$ وتستهلك $R{I}_{\text{e<!-- -->f<!-- -->f}}^2$؛ الوشيعة مهملة المقاومة $\bar{\phi }=+{\displaystyle \frac{\pi }{2}}$ و$X_L=L\omega$ تكبر مع التواتر؛ المكثّفة $\bar{\phi }=-{\displaystyle \frac{\pi }{2}}$ و$X_C={\displaystyle \frac{1}{C\omega }}$ تصغر مع التواتر. الوشيعة مهملة المقاومة والمكثّفة لا تستهلكان استطاعة.