المكثفات الكهربائيه electrical capacitor

  المكثفات الكهربائية  electrical capacitor؟

ما هي المكثفات الكهربية
المكثفات الكهربائية  electrical capacitor



المكثف الكهربائي هو احد العناصر المستخدمه في الدوائر الكهربية والالكترونية ويعرف بعده اسماء منها المكثف Capacitor او المتسعه او الكنودنسر ويقوم المكثف بتخزين الطاقه الكهربيه في أثناء عمليه الشحن ((يقوم المكثف بتخزين الطاقه الكهربيه في شكل مجال مغناطيسي))ثم يقوم باطلاقها اثناء عمليه التفريغ (1).

اي ان وظيفه المكثف هي شحن وتفريغ الطاقه الكهربية ويشبه ذلك عمل خزان الماء المنزلي الذي يتم تخزين الماء بداخله عن توصيل المياه له ثم بعد ذلك يتم تفريغ تلك المياه عند الحاجه(2).

ما هو تركيب المكثف الكهربائي ؟

ابسط شكل للمكثف الكهربائي من حيث التركيب هو ان يكون عباره عن وضع لوحيين من المعدن , متوازيين ,ويوجد بينهما عازل, والعازل مثل الميكا او ماده سيراميكيه او ماده بلاستيكيه ونوع هذه الماده هو الذي يحدد نوع المكثف هل هو سيراميكي ام هوائي او غير ذلك (1)كم تختلف سعه المكثف بناء علي ذلك ودرجه تحمله للجهد (3) .
تركيب المكثف
تركيب المكثف
 

كيف يعمل المكثف ؟

وهنا نتحدث عن كيفيه الشحن والتفريغ ,فالمكثف يحفظ الشحنات المطبقه علي لوحيه بمعني عند توصيل المكثف ببطاريه يوجد بها طرف موجب والاخر سالب , فالطرف السالب يحتوي علي مجموعه كبيره من الالكترونات والتي تتنافر فيما بينها وتريد ان تجد متسع اكبر لها فتجد احد لوحي المكثف به ذلك المتسع فتذهب اليه وتقوم بملئه بالالكترونات ولكنها تظل متنافره , ونفس الامر للطرف الموجب للبطاريه فستنتقل الشحنات الموجبه الي لوح المكثف الاخر ,وبالتالي سيكون احد الوحين شحنته سالبه والاخر موجبه وهكذا تمت عمليه الشحن واصبح المكثف كما لوكان بطاريه, وعند فصل البطاريه عنه تظل مشحونه الي ان تجد منفذ اخر لتفرغ فيه هذه الشحنه(3)

ما هو رمز المكثف ؟

يوجد مكثفات مستقطبه (مستقطب تعني له طرف موجب واخر سالب ويجب مراعاه ذلك عند التوصيل في الدائره الالكترونيه)ومكثفات غير مستقطبه ومكثفات متغيره القيمه كما سنوضح في المقال الخاص بأنواع المكثفات ويرمز لهم كما في الصوره (4)
رمز المكثف في الدائره
رمز المكثف

ما هي وحده قياس المكثف ؟

وحده قياس سعه المكثف هي الفاراد وذلك نسبه للعالم فاراداي الذي قدم لنا فكره المكثف كما هي اليوم (2) , وسعه المكثف : هي مقدار الشحنه التي يستطيع ان يختزنها المكثف عند تطبيق جهد عليه
ويرمز لها بالرمز (C) , بينما يرمز للفاراد بالرمز F

ولحساب سعه المكثف يكون عن طريق العلاقه :

سعه المكثف= الشحنة المخزونه بالكولوم ÷ فرق الجهد بين طرفي المكثف بالفولت .وتختصر في العلاقه:  C= Q\V
والفاراد تعتبر وحده قياس كبيره لن تقابلك عند تعاملك مع الدوائر الالكترونيه ولكن ستجد قيم اصغر مثل الميكرو والنانو فاراد كما سنوضح ذلك عند الحديث عن الدوائر الالكترونيه باذن الله.

العوامل التي تتوقف عليها سعة المكثف (5)

 1-مساحة اللوحين وتقاس بالمتر مربع حيث كلما زادت مساحة اللوحين زادت قيمة السعة للمكثف
2-المسافة بين اللوحين وتقاس بالمتر حيث كلما زادت المساحة بين اللوحين قلت السعة
3-نوع المادة العازلة المستخدمه في المكثف


سلوك المكثف في الدائره 

عرفنا مما سبق ان المكثف عنصر يحتفظ بالشحنات المطبقه عليه ولكن كيف ستكون طبيعه عمل المكثف في الدائره انظر الدائره  القادمه (3)
سلوك المكثف
سلوك المكثف في الدائره
لدينا في الدائره السابقه مصدر جهد مستمر وهو البطاريه 12 فولت ولدينا مكثف ولمبه وسويتش (مفتاح تحكم )له نقطتين الاولي وهي A تجعل الدائره مغلقه بين البطاريه والمكثف ولكن اللمبه خارج الدائره .والنقطه B عند توصيله تجعل المكثف واللمبه داخل دائره مغلقه ولكن البطاريه تكون في دائره مفتوحه اي ليس لها دور نهائيا .
توقع ماذا سيحدث في الوضعA؟

المكثف له طرفان موجب وسالب ونفس الامر للبطاريه لذا ستنتقل من البطاريه الشحنات الموجبه للطرف الموجب في المكثف ونفس الامر للطرف السالب ولكن هذا الانتقال سيستمر حتي يشحن المكثف فقط ويتوقف الشحن .

ملحوظه: عند تشغيل الدائره يكون هناك تيار ولكن هذا التيار يتوقف نهائيا بمجرد اكتمال شحن المكثف , وعند اكتمال شحن المكثف يكون فرق الجهد علي طرفيه مساوي لجهد المصدر(البطاريه).
 .

وهنا يكون المكثف قد شحن وبالتالي اصبح كالبطاريه يمكنك استخدامه علي هذا الاساس في دائرتك
بمعني عند توصيل النقطهBوفصل النقطه Aستضئ اللمبه وذلك لان المكثف قد قام بتفريغ شحنته الكهربيه فيها وستظل اللمبه مضيئه حتي تنتهي شحنه المكثف وذلك يكون علي اساس سعه المكثف

ما هي المواصفات الفنيه للمكثفات ؟

 المكثفات مثلها ثل باقي العناصر الالكترونيه لها مواصفات فنيه وعلي هذا الاساس تتم الاستفاده منها في الدوائر الالكترونيه فهذه المواصفات تساعدك علي تحديد المكثف المناسب لدائرتك

1- سعه المكثف : والمقصود هنا قيمه المكثف سواء كان ذلك بالميكروفاراد او النانو فاراد او البيكو فاراد وهذه القيمه تكون مكتوبه علي جسم المكثف .

2- فولتيه المكثف : اي ان لكل مكثف قيمه معينه من الفولت يتحملها وزياده هذه القيمه يؤدي الي انهيار الطبقه العازله في المكثف وبالتالي يتلف المكثف وايضا تلك القيمه تكون مكتوبه علي جسم المكثف

3-  نسبه التفاوت او الدقه : وهو نسبه الزياده او النقصان في القيمه المكتوبه علي المكثف بمعني انك قد تشتري مكثف 100 ميكرو فاراد ونسبه التفاوت 10 % هذا يعني ان هذا المكثف عند قياتسه او عند عله في الدائره من الممكن ان يزيد عن 100 ميكرو فيصبح 110 او ان يقل فيصبح 90 وهذا يختلف حسب جوده التصنيع

4-  معامل درجه الحراره :  يتاثر المكثف بالتغير في درجه الحراره والمقصود بمعامل درجه الحراره هو تغير قيمه سعه المكثف مع التغير في درجه الحراره درجه مئويه واحده .

5-  التيار المتسرب : وهو التيار المستمر الذي يسري في العازل الكهربائي وذبك عند تسليط فولتيه التشغيل المحدده .

6-  مقاومه العزل : وهو مقاومه العزل الكهربائي عند تسليط الفولتيه المقرره ويعبر عن ذلك عند درجه حراره معينه

7-  الاستقرار : وهو التغير في قيمه المكثف وذلك عند تعرضه لظروف معينه ,وذلك يكون علي مده زمنيه معينه .

معلومات هامه جدا عن المكثف

1- الجهد علي طرفي المكثف يتغير بشكل تدريجي وليس فجاءه
2- المكثف يمنع التغيير المفاجئ للجهد
3- المكثف بعما علي تأخير الجهد في دوائر التيار المتردد
4 - عند اكتمال شحن المكثف ويصبح جهده مساوي للجهد الطبق عليه يصبح التيار في الدائره صفر
5-التيار الكهربي (متردد او مستمر ) لا يمر عبر المكثف , ولكن ينتشر علي طرفيه
5- عند فصل مصدر الجهد عن المكثف يظل المكثف محتفظ بالشحنه الكهربيه الي ان يتم تفريغه (لذا عند البدء في اجراء عمليه صيانه لجهاز ما يجب تفريغ شحنه المكثف ولا سيما ان بعضها يكون خطر كالمكثف الموجود في الميكروويف )
6- الزمن الذي يستغرقه المكثف في عمليه الشحن او التفريغ يتوقف علي سعه المكثف والمقاومه في الدائره   
7- المكثفات تمرر التيار المتردد وتمنع التيار المستمر وهذا اساس استخدامه في العديد من الدوائر
  

اعطال المكثفات (6)

للمكثفات أنواع كثيرة وستجد في هذا الموضوع  توضيح عن بعض الانواع في ايجاز (انواع المكثفات ) وأهم  الاعطال التي يتعرض لها المكثف هي
  1.  دارة القصر او الشورت 
  2.  فتح  الدائرة 
  3.  تفريغ الشحنة 
  4. تلف العازل
  5.  تغير السعة
  6. تسريب الزيت
  7.  تغير ثابت العزل أو فصل أطراف التوصيل 
  8. التلف الكلي الذي يحصل عند انفجار المكثفات الكيميائية 
.ويمكن تلخيصها كما يلي: قصر الدارة. فتح الدارة. تفريغ الشحنة. تلف العازل. تغير السعة.

مصادر المقال (كل رقم يعبر عن كتاب كان هو المصدر الرئيسي للمعلومه وان تغير النص الكتابي ولكنه المصدر الأصلي )
1-كتاب الالكترونيات الصناعيه الجزء الاول (المنهاج الفلسطيني)
2-كتاب ابجديه الالكترونيات للمهندس وسيم جابر
3- دوره الالكترونيات العمليه للدكتور وليد عيسي (فيديو )
4- كتاب العناصر الالكترونيه البنيه والفحص والتركيب
5-كتاب العناصر الالكترونية المناهج السعودية
6- كتاب استعمال جهاز قياس السعة  المناهج اليمنية

هذا المقال ما هو الا مدخل للمكثفات الكهربية وسيكون هناك العديد من المقالات التي تتناول المكثف بأذن الله لذا اذا كنت في عجله بامكانك الاستفاده من مصادر المقال.



ملحوظة: يمكن لأعضاء المدونة فقط إرسال تعليق.