المكثف الكهربائي ، استخداماته ، فكرة عمله ، شرح عمله ، أنواعه
المكثف الكهربائي ، استخداماته ، فكرة عمله ، شرح عمله ، أنواعه
س : ما هو عنصر المكثف " Capacitor" ؟
جـ : المكثف عبارة عن لوحين موصلين , يفصل بينهما مادة عازلة كما هو موضح في الشكل التالي :
وتقسم المكثفات إلى أنواع " حسب نوع المادة العازلة التي يحتويها كل مكثف " إلى :
* مكثف هوائي ( المادة العازلة هي الهواء )
* مكثف ورقي ( المادة العازلة هي الورق )
* مكثف سيراميكي ( المادة العازلة هي السيراميك )
* مكثف كيميائي ( المادة العازلة هي حامض كيميائي )
كما يمكن تقسيمها " حسب القطبية " إلى قسمين :
1) مكثفات ذات قطبية ( وهي المكثفات الكيميائية فقط ) ويرمز له بالرمز
2) مكثفات ليس لها قطبية ( كبقية الأنواع الأخرى من المكثفات ) ويرمز لها بالرمز
ويستخدم الحرف C في أغلب الأحيان كرمز للمكثف في الدوائر , مثل الدائرة التالية :
س : اذكر بعض استخدامات المكثف ؟
جـ : يستخدم في الأجهزة الإلكترونية مثل الراديو والتلفزيون الكمبيوتر وغيرها..
ولكن ، ما هي فكرة عمل المكثف ؟
فكرة العمل :
عندما يكون المفتاح في حالة open فإن الدائرة الكهربية تكون مفتوحة ولايسري التيار في الدائرة , فلا تعمل الدائرة , ولكن عند غلق المفتاح , فإن فرق الجهد للبطارية سوف يعمل على جذب الإلكترونات من اللوح الأعلى , وترسيبها على اللوح الأسفل ( أي مرور تيار كهربي ) , وتلك العملية سوف تؤدي إلى تكون فرق جهد بين لوحي المكثف يعاكس جهد البطارية . تستمر عملية ترحيل الإلكترونات هذه , وبالتالي فرق الجهد بين لوحي المكثف يزيد شيئا فشيئا حتى يصل فرق الجهد بين طرفي المكثف إلى 12 فولت ( نفس جهد البطارية ) , وبالتالي يتوقف مرور الإلكترونات ( أي يصبح التيار صفرا ) , ولذا نقول بأن توصيل المكثف على التوالي يمنع مرور الإشارة الـ DC , ولكن هذا يحدث بعد زمن شحن المكثف , وسوف نتحدث عن هذا الزمن فيما بعد .
س: كيف تتم عملية شحن المكثف ؟؟
جـ : عن طريق توصيلة بمصدر جهد مناسب.
س : هل يتم توصيل المكثف مع أي مصدر جهد بأي شده ؟
جـ : لا , فإن لكل مكثف ما يعرف باسم " جهد التشغيل " , ويكتب هذا الجهد على المكثف , فإذا كان لدينا مكثف جهد تشغيله 12 فولت , وقمنا بتوصيله على التوازي مع بطارية جهدها 50 فولت , فإن المكثف لن يشحن حتى يصل جهده إلى 50 فولت , بل ستتدمر المادة العازلة بين لوحيه ويتلف , أي يصبح " زي حتة سلك " .
س : بما أن لكل مكثف جهد تشغيل , أي أقصى جهد يمكن أن ينشأ بين لوحيه , إذا , هل هناك ما يعرف بأكبر كمية من الشحنة يمكن تخزينها داخل المكثف ؟
جـ : نعم , يستطيع كل مكثف تخزين كميه محدده من الشحنات ( الكولوم ) , ونطلق على ذلك " سعة المكثف "
إذاً فسعة المكثف هي : مقدار ما يستطيع أن يحتويه من شحنه كهربية .
ويتم قياس سعة المكثفات بوحدة تسمى " الفاراد " "Farad " F
حيث يطلق على المكثف أن سعته تساوي 1 فاراد , إذا قام بتخزين شحنة قدرها 1 كولوم عند توصيله بمصدر جهد شدته 1 فولت .
ولكن كيف يمكن حساب سعة المكثف بالقوانين ؟ ؟
هناك قانونين : * قانون باستخدام أبعاد المكثف * وقانون يتعلق بالجهد والتيار
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
في الدرس القادم بإذن الله تعالى سنتعرف على طرق حساب سعة المكثف
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
يمكنكم من أدناه تحميل كتاب