كيف تعمل المكثفة الكهربائية

كما هو معروف بالنسبة الى الاشخاص الذين لديهم بعض المعلومات حول الكهرباء فان المكثف هو أحد المكونات الاساسية للدوائر الكهربائية، وهو أداة تقوم بتخزين الطاقة الكهربائية أو الشحنة الكهربائية لفترة من الزمن, يتكون المكثف من لوحين متوازيين من مادة موصلة يفصل بينهما فراغ يسمى الطبقة العازلة، وتختلف أنواع المكثفات حسب نوع هذه الطبقة ، منها المكثف الهوائي إذا كان بين اللوحين هواء، ومنها مكثف السيراميك إذا كان بينهما مادة السيراميك ، وهكذا.

كيف يعمل المكثف

يتكون المكثف البسيط من صفيحتين متوازيتين وعند وصل الصفيحتين الى مصدر جهد مستمر (كبطارية مثلا) فان الالكترونات تدفع من القطب السالب للبطارية الى احد اقطاب المكثف, اما الكترونات القطب الاخر فانها تجذب من القطب الموجب للبطارية, اذا اصبح فرق الشحنة بين قطبي المكثف كبيرا يمكن ان تنشا شرارة بين القطبين وتفرغ المكثفة, يوضع عازل بين صفائح المكثف من اجل زيادة مقدار الشحنة التي يمكن خزنها في المكثف ويعمل العازل كمانع للشرارة, هناك عوامل اخرى تؤثر على سعة المكثف وهذه العوامل هي مساحة سطح صفيحتي المكثف, والمسافة الفاصلة بين الصفائح.

يمكن ان يكون العازل المستخدم بين الصفائح من الورق او شريحة البلاستيك او الميكا او الزجاج او السيراميك او الهواء, اما الصفائح فيمكن ان تكون من الالمنيوم او شرائح من المعدن الموضوع على طرفي العازل.

كيف ينتقل التيار في المكثف اذا كان بين صفيحتيه عازل ؟

من الجدير بالذكر ان الالكترونات لاتنتقل عبر عازل المكثف من قطب الى آخر وذلك حسب قوانين الفيزياء, ولكن وحسب المعادلة (I=C(dv/dt فانه يبدو كما لو ان هناك تيارا يتدفق عبر المكثف, كيف يمكن ان يكون هذا صحيحا ؟

في الواقع يمكن بسهولة فهم صحة ماذكر من ملاحظة ان الامر الذي يدعوا الى الشك هو اعتبار التيار I تيارا تقليديا كالتيار الذي يمر عبر مقاومة او عبر سلك, والتيار I في المكثف هو في الواقع تيار ازاحة, ويمثل تيار الازاحة تيارا ظاهريا عبر المكثف ناتجا عن عملية شحن صفائح المكثف مع الزمن, وانتاج حل مغناطيسي يحرض الالكترونات على الحركة في الصفيحة المعاكسة

تيار المكثف لايمر نهائيا عبر العازل وبدلا من ذلك فان الشحنات على احدى الصفائح تدفع بتاثير الحقل المغناطيسي المتغير الناتج عن الصفيحة الثانية والتاثير الكلي لهذه الظاهرة يجعل الامر يبدو كما لو ان تيارا يمر عبر الفجوة .

استعمالات المكثف في الدائرة إلكترونية

- يستعمل المكثف لترشيح إشارات التيار المتردد منع مرور التيار المستمر في الدائرة الكهربائية، حيث يعمل (كمكثف ربط) أو مكثف تسريب.

- يستعمل المكثف الكيماوي للشحن والتفريغ في دوائر تقويم التيار التي تحول التيار المتغير إلى تيار مستمر.

- يستعمل المكثف الكيماوي كبير السعة في دوائر فلاش كاميرا التصوير، حيث يخزن شحنات كهربية عالية، وعندما يُفرغ فجأة يعطي ضوءا أبيضا باهرا يساعد في التقاط الصورة.

- يستعمل المكثف المتغير على التوازي مع ملف لاختيار المحطات (تردد الموجات) في جهاز الراديو أو جهاز التلفزيون.

- يوصل المكثف مع المقاومة في الدائرة الإلكترونية للحصول على أشكال موجات متنوعة ويطلق على الدائرة في هذه الحالة دائرة تفاضل أو دائرة تكامل .



هذه المقالة ستساعدك ايضا: كيف تعمل المقاومة وماهي أهم إستخداماتها