الحمل الكهربائي

الحمل الكهربائي هو عنصر كهربائي أو جزء من دائرة كهربائية يستهلك طاقة كهربائية (فعّالة) ، ^{[ 1 ] [ 2 ]} مثل الأجهزة الكهربائية والإضاءة داخل المنزل. وقد يشير المصطلح أيضًا إلى الطاقة التي تستهلكها الدائرة. وهذا يختلف عن مصدر الطاقة ، مثل البطارية أو المولد ، الذي يزود الطاقة. ^{[ 2 ]}

يُستخدم هذا المصطلح على نطاق أوسع في الإلكترونيات للإشارة إلى أي جهاز متصل بمصدر إشارة ، سواءً كان يستهلك طاقة أم لا. ^{[ 2 ]} إذا كانت الدائرة الكهربائية تحتوي على منفذ إخراج ، أي زوج من الأطراف يُنتج إشارة كهربائية، فإن الدائرة المتصلة بهذا الطرف (أو بمقاومة دخله ) تُعتبر الحمل . على سبيل المثال، إذا تم توصيل مشغل أقراص مدمجة بمضخم صوت ، فإن مشغل الأقراص المدمجة هو المصدر، ومضخم الصوت هو الحمل. ^{[ 2 ]} ولتوضيح المفهوم، إذا تم توصيل مكبرات صوت بهذا المضخم، فإن هذا المضخم يصبح مصدرًا ثانيًا جديدًا (لمكبرات الصوت)، وستكون مكبرات الصوت هي الحمل لمضخم الصوت (ولكن ليس لمشغل الأقراص المدمجة، فهناك مصدران منفصلان وحملان منفصلان، موصولان على التوالي).

يؤثر الحمل على أداء الدوائر الكهربائية فيما يتعلق بفولتية أو تيارات الخرج ، كما هو الحال في أجهزة الاستشعار ومصادر الجهد والمضخمات. وتُعدّ مقابس التيار الكهربائي مثالًا بسيطًا على ذلك: فهي تُزوّد ​​الطاقة بجهد ثابت، وتُشكّل الأجهزة الكهربائية المتصلة بدائرة الطاقة مجتمعةً الحمل. وعند تشغيل جهاز عالي الطاقة، فإنه يُقلّل بشكل كبير من مقاومة الحمل .

سينخفض ​​الجهد الكهربائي إذا لم تكن مقاومة الحمل أعلى بكثير من مقاومة مصدر الطاقة. لذلك، قد يؤدي تشغيل جهاز تدفئة في المنزل إلى انخفاض ملحوظ في إضاءة المصابيح المتوهجة .

عند مناقشة تأثير الحمل على الدائرة الكهربائية، من المفيد تجاهل التصميم الفعلي للدائرة والنظر فقط في مكافئ ثيفينين . ( يمكن استخدام مكافئ نورتون بدلاً من ذلك، مع الحصول على النتائج نفسها. ^{[ 3 ]} ) يبدو مكافئ ثيفينين للدائرة الكهربائية كما يلي:

في حالة عدم وجود حمل (أطراف مفتوحة الدائرة)، جميع${\displaystyle V_{S}}$ينخفض ​​الجهد عبر المخرج؛ جهد الخرج هو${\displaystyle V_{S}}$مع ذلك، سيختلف سلوك الدائرة عند إضافة حمل. لذا، سنتجاهل تفاصيل دائرة الحمل، كما فعلنا مع مصدر الطاقة، ونمثلها بأبسط صورة ممكنة. على سبيل المثال، إذا استخدمنا مقاومة دخل لتمثيل الحمل، فستبدو الدائرة الكاملة كما يلي:

بينما كان مصدر الجهد بحد ذاته دائرة مفتوحة ، فإن إضافة الحمل تُنشئ دائرة مغلقة وتسمح بتدفق الشحنة. هذا التيار يُحدث انخفاضًا في الجهد عبر${\displaystyle R_{S}}$وبالتالي، لم يعد الجهد عند طرف الإخراج${\displaystyle V_{S}}$يمكن تحديد جهد الخرج من خلال قاعدة تقسيم الجهد :

${\displaystyle V_{OUT}=V_{S}\cdot {\frac {R_{L}}{R_{L}+R_{S}}}}$

إذا لم تكن مقاومة المصدر صغيرة بشكل لا يمكن إهماله مقارنة بمقاومة الحمل، فإن جهد الخرج سينخفض.

يستخدم هذا الرسم التوضيحي مقاومات بسيطة ، ولكن يمكن تطبيق مناقشة مماثلة في دوائر التيار المتردد باستخدام عناصر مقاومة وسعوية وحثية.

• حمولة وهمية