ما هي دائرة الخزان؟

تُعرف أيضًا باسم دائرة محث-مكثف ، دائرة LC ، دائرة مرنان أو دائرة مضبوطة ، دائرة الخزان هي دائرة كهربائية بسيطة تستخدم الرنين المغناطيسي لتخزين شحنة كهربائية أو إنتاج كهرومغناطيسي تردد. إذا تساءلت يومًا كيف يلتقط الراديو الخاص بك ترددات مفردة عند تشغيل القرص - بدلاً من تشغيل جميع ترددات الراديو في الهواء في نفس الوقت - فإن الإجابة هي دائرة خزان.

ظهرت أول دراسة عن التذبذبات الكهرومغناطيسية الموجودة في دائرة دبابة في فرنسا عام 1827 ، ونشرها فيليكس سافاري. استخدم سافاري Leyden Jar ، وهو نفس الجهاز الذي استخدمه بنجامين فرانكلين "لالتقاط" الكهرباء من تجاربه على الطائرات الورقية ، وثق كيف تسببت الشحنات المعاكسة في داخل وخارج الزجاجة في إرجاع الإبرة الممغنطة للخلف و إيابا. أظهر العمل الرائد لسافاري كيف تتأرجح الشحنة المغناطيسية بين الملف واللوحة المشحونة. تم التعرف على هذه التذبذبات لاحقًا على أنها ترددات كهرومغناطيسية وأصبحت حيوية لتقنية الراديو المبكرة التي طورها علماء مثل Guglielmo Marconi.

تتكون دائرة الخزان من مكثف متصل بملف ، ومحث ، بواسطة أسلاك. المكثف عبارة عن لوحين موصلين مفصولين بمادة غير موصلة مثل ورق الشمع. عندما يتلقى المكثف شحنة كهربائية ، تتراكم الشحنات الموجبة والسالبة على طرفي نقيض من السطح غير الموصّل. نظرًا لأن الشحنات المعاكسة تجتذب ولكن لا يمكن أن تمر عبر السطح غير الموصّل ، فإنها تتحرك عبر الأسلاك إلى ملف الحث ، وتقوم بشحن المحرِّض كهرومغناطيسيًا.

يتم إنشاء الرنين في دائرة الخزان من خلال الحركة بين المكثف والمحث ، وهي نفس الحركة التي لاحظها سافاري في Leyden Jar. عندما تنتقل الشحنة الكهربائية من المكثف إلى الملف ، يفقد المكثف الطاقة الكهرومغناطيسية ويصبح المحرِّض مشحونًا كهرومغناطيسيًا. بمجرد أن يتم شحن المحرِّض أكثر من المكثف ، تبدأ السحابة الكهرومغناطيسية حول الملف في التبدد وتتدفق الطاقة مرة أخرى عبر الأسلاك إلى المكثف. ثم تبدأ العملية مرة أخرى وتتكرر مرارًا وتكرارًا حتى يتم فقد كل الطاقة الأصلية للمقاومة في الدائرة.

ينبعث ذهابًا وإيابًا من الطاقة الكهربائية بين المكثف والمحث ترددًا كهرومغناطيسيًا مفيدًا جدًا في تكنولوجيا الاتصالات. غالبًا ما تستخدم في ضبط أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية ، يمكن شحن دوائر الخزان لإنتاج تردد معين. عندما تقوم بتحويل الراديو إلى محطة معينة ، فأنت تقوم بالفعل بتغيير الشحنة على دارة الخزان بحيث يتردد صداها عند هذا التردد. يتم استخدام هذا الرنين المحدد لتصفية الترددات الأخرى وتشغيل المحطة التي حددتها فقط. يتم استخدام نفس التكنولوجيا في جميع أنواع معدات الاتصالات ، من أبراج الراديو إلى أجهزة الاتصال اللاسلكي.