المكثفات الكهربائية وأنواعها
تعريف المكثف : هو عنصر كهربائي يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية أثناء عملية الشحن على شكل مجال كهربائي وإطلاقها أثناء عملية التفريغ.
أو
هو أداة مكونة من صفيحتين معدنيتين بينهما مادة عازلة الغرض منها تخزين
الطاقة الكهربائية على شكل مجال كهربائي.
الغرض من المكثف : خزن الطاقة
الكهربائية على شكل مجال كهربائي بين لوحيه.
ملاحظة : المكثف يسمح بمرور التيار المتردد ولا يسمح بمرور التيار المستمر إلا
لحظياً (علل).
السعة: تعرف قدرة المكثف على تخزين الشحنة الكهربية بالسعة الكهربية أو السعة ووحدة قياسها الفاراد.
السعة: تعرف قدرة المكثف على تخزين الشحنة الكهربية بالسعة الكهربية أو السعة ووحدة قياسها الفاراد.
حجم المساحة السطحية لألواح المكثف ..
إن سعة المكثف تتناسب طرديا مع المساحة السطحية للألواح، فإذا زادت مساحة سطح اللوح زادت سعة المكثف وذلك لزيادة استيعابه للشحنات الكهربائية، وبالعكس تقل سعة المكثف كلما قلت هذه المساحة.
المسافة بين الألواح
تقل السعة عندما تزداد المسافة بين الألواح وتزداد كلما قلت تلك المسافة أي أنه يوجد تناسب عكسي بين سعة المكثف والمساحة بين ألواحه.
الوسط العازل (المادة العازلة)
سعة المكثف تقاس بوحدة تسمى الفراد farads .. نسبة لعالم الفيزياء و الكيمياء الانجليزي مايكل فاراداي Michael Faraday و المولود في September 22, 1791 والمتوفى في August 25, 1867
أنواع المكثفات :
تقسم المكثفات الى قسمين :
1- مكثفات ثابته. 2- مكثفات متغيرة .
انواع المكثفات الثابتة:
أ- المكثفات الورقية :
ولها عدة انواع واحجام وتتكون في الغالب من رقيقتين معدنيتين بينهما عازل من الورق المشبع بالزيت وتطوى على شكل أسطواني كما يبين الشكل التالي.
ب- المكثفات الكيميائية :
ولها عدة أنواع وأحجام كما هو موضع بالشكل التالي، ويتركب من لوحين من الألمنيوم يكونات قطبا المكثف الموجب والسالب وبينهما محلول.
ج- المكثفات الخزفية :
ولها انواع واحجام كثيرة وغالبا تتكون من لوحين معدنيين أو أكثير بينهما مادة عازلة من الخزف ( السيراميك) والشكل التالي يوضح مكثفا بشكل قرصاً خزفيا.
د- مكثفات الميكا
وهي عبارة عن لوحين أو أكثر من القصدير أو الفضة بينهما مادة عازلة من الميكا وتغطى بالبلاستيك كما هو موضع بالشكل التالي.
2- المكثفات المتتغيرة : وهي مكثفات ذات سعة متغيرة متحكم فيها ومن انواعها:
أ- المكثف ذو الألواح الدوارة (ذات العازل الهوائي).
ويتكون من عدد من الألواح الثابتة بينهما ألواح متحركة تتحرك في حدود معينة، بحيث يمكن ان تكون متداخلة تماما مع بعضها البعض فتكون سعة المكثف اكبر ما تكون كما هو موضع بالشكل التالي، ويستعمل هذا النوع في المذياع لاختيار المحطات.
ب- مكثفات الضبط (التهذيب) :
تتغير سعتها بتغير المسافة المحصورة بين الألواح عن طريق مسمار لولبي، حيث كلما قلت المسافة بين الألواح كلما زادت السعة. الشكل التالي.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
المفاعلة السعوية للمكثف (مقاومة المكثف الأومية):المكثف الكهربي له مقاومة أوميةXc (لأنها تقاس بوحدة الأوم) تتغير مع التردد(F) وتتناسب عكسيا مع كل من السعةC والترددF ، ويمكن حسابها من القانون التالي:في حالة التيار المستمر تكون قيمة الترددF تساوي (صفر)، وتكون بالتالي قيمة مقاومة المكثف الأوميةXc كبيرة جدا (ما لا نهاية) وبذلك فإن المكثف يمنع مرور التيار المستمر في الدائرة، بينما يمرر التيار المتغير وهذه الخاصية تعد أهم وظائف استعمالات المكثف في الدائرة الإلكترونية.:
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
طرق توصيل المكثفات
هنالك طريقتان لتوصيل المكثفات هما : طريقة التوصيل على التوالي ، وطريقة التوصيل على التوازي
1ـ طريقة التوصيل على التوالي : في هذه الطريقة تكون السعة الكلية للمكثفات أقل من أقل قيمة لسعات المكثفات ، لأن العلاقة الخاصة بحساب السعة الكلية تكون كسرية .
2ـ طريقة التوصيل على التوازي : في هذه الطريقة تكون السعة الكلية الكلية للمكثفات أكبر من أكبر قيمة ، لأن العلاقة الخاصة بحساب السعة الكلية تكون سطرية .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
للإطلاع على المزيد من المواضيع المتعلقة بدرس المكثف إضغط هنا