مكثف (كهرباء)

عودة للموسوعة
مكثف (كهرباء)
النوع مكونات إلكترونية فعالة
المخترع ايوالد جورج فون كلايست
الرمز الإلكتروني
العناصر الأساسية لدائرة كهربائية
  • مكثف
  • مستحث
  • مقاومة ذاكرية
  • مقاومة كهربائية
رسم توضيحي للمكثف وبين لوحيه مادة عازلة
أشكال مختلفة من المكثفات
مكثفات رفيعة لتطبيقات درجة الحرارة العالية

المكثف أو السعة (بالإنجليزية: Capacitor)‏ (باللاتينية: Condensatrum) (يطلق عليه أيضاً متسعة أومكثفة) هوأحد مكونات الدوائر الكهربائية، وهوأداة تقوم بتخزين الطاقة الكهربائية أوالشحنة الكهربائية لفترة من الزمن على شكل مجال كهربائي، يتكوّن من لوحين موصلين يحمل جميع منهما شحنة كهربائية متساوية في المقدار ومتعاكسة في الإشارة. ومن ثم تُستخدم الشحنة الكهربائية أوتتبدد في الوقت المناسب. ويفصل اللوحين مادة عازلة (كالهواء مثلاً).

عند هجريبه في دائرة كهربية يمكنه تفريغ الشحنة المخزونة فيه لحظيا، كما يمكن إعادة شحنه. والمكثفات المصنّعة لها صفائح معدنية رقيقة موصلة للكهرباء توضع فوق بعضها وبينها طبقات العوازل أوتلف حول بعضها لتصغير حجم المواسع. يطلق على المكثف أيضا اسم مواسعة أومتسعة. وفي اللغة الإنجليزية يستخدم اسم "مواسعة (Capacitaire)" في الوقت الحالي بشكل أكبر، فيما كان يشار له بالاسم "مكثف (Condenser)" في السابق.

يتسبب عزل لوحي المكثف المشحون في توليد مجال كهربائي بينهما. الشحنة السالبة -Q على اللوح A والشحنة الموجبة +Q على اللوح الآخر.

تعمل المتسعات تحت جهد كهربائي مختلف من بضع عشرات فولت كما في الدوائر الإلكترونية والكهربائية إلى آلاف الفولتات كما في شبكات القدرة الكهربائية.

قوانين

تعريف سعة المكثف :

  • سعة المواسع = الشحنة كولوم ÷ فرق الجهد بين طرفي المواسع فولت.

أوبالإنجليزية :

C = Q/V

حيث:

Q الشحنة كولوم

V فرق الجهد فولت.

يتضح من ذلك ان سعة المكثف تزيد بزيادة المساحة حيث حتى الشحنة تزيد بزيادة مساحة سطح المكثف.

توصيل مكثفان على التوازي

توصيل المكثفات على التوازي.

ربط مكثفين على التوازي يتم كالآتي: في حالة المكثفات الأسطوانية، نوصل الصفيحة الخارجية للمكثف الأول بالصفيحة الخارجية للمكثف الثاني بسلك. بسلك آخر نوصل الصفيحة الداخلية للمكثف الأول بالصفيحة الداخلية للثاني. بعد ذلك نوصل الصفائح الخارجية بأحد أقطاب الدائرة الكهربية وليكن القطب الموجب، ونوصل السلك الآخر بالقطب السالب في الدائرة. بذلك تكبر سعة المواسع طبقا للعلاقة الآتية:

  • السعة المكافئة موسعتين مربوطة على التوازي:

Ceq = c1 + c2

ويتم التوصيل علي التوازي حيث يتم توصيل الأطراف السالبه مع بعضها والموجبة مع بعضها

توصيل مكثفان على التوالي

توصيل المكثفات على التوالي.

في التوصيل على التوالي نوصل الصفيحة الخارجية للمكثف الأول بالصفيحة الداخلية بالمكثف الثاني بواسطة سلك. والآن نوصل الصفيحة الداخلية للمكثف الأول بالقطب الموجب في الدائرة والصفيحة الخارجية للمكثف الثاني بالقطب السالب.

  • السعة المكافئة لموسعتين مربوطين على التوالي:

1/س (مكافئة)= 1/س1 + 1/س2

ويتم توصيل الطرف الموجب بالطرف السالب والسالب بالموجب والموجب بالسالب إلى غير ذلك

-+
-+
-+
-+

أنواع المكثفات

يتكون المكثف الكهربي من لوحين من مادة موصلة بينهما مادة عازلة كما هومبين في الشكل التالي، ويتحدد نوع المكثف على حسب المادة العازلة المستخدمة في صناعته، فإذا كانت المادة العازلة الموجودة بين لوحي المكثف هي الهواء فيطلق على المكثف في هذه الحالة اسم المكثف الهوائي، وإذا كانت مصنوعة من مادة البلاستيك سمي المكثف البلاستيكي، وإذا كانت المادة العازلة من الميكا أطلق على المكثف اسم مكثف ميكا. وإذا كانت المادة العازلة من السيراميك أطلق على المكثف اسم المكثف السيراميكي. أما إذا استخدم محلول كيماوي كمادة عازلة بين لوحي المكثف أطلق على المكثف اسم المكثف الكيماوي أوالإلكتروليتي.

أنواع وأشكال المكثفات

يطلق على المكثف ذي السعة الثابتة (المكثف الثابت)، أما المكثف الذي يمكن تغيير سعته (وذلك بتغيير المساحة المحصورة بين الألواح) فيطلق عليه اسم المكثف المتغير. يوجد أيضا نوع ثالث من المكثفات يمكن حتى نتحكم في تغيير سعته، أويهجر دون تعديل لفترات زمنية طويلة ويطلق عليه اسم (مكثف تريمر) الذي قد نلجأ لضبط قيمته عند إجراء أعمال الصيانة والإصلاح في الدائرة الإلكترونية. والشكل التالي يبين الرموز الاصطلاحية لهذه الأنواع من المكثفات.

السعة

تعهد قدرة المكثف على تخزين الشحنة الكهربية بالسعة الكهربية أوالسعة ووحدة قياسها فاراد.

اختيار سعة المكثف في الدائرة الإلكترونية يتحدد بعاملين أساسيين هما سعة المكثف، وفرق الجهد المطبق على طرفيه، ووحدة قياس السعة فاراد. وبحسب الغرض من الاستخدام توجد مكثفات بوحدات أصغر مثل: ميللي فاراد، ومايكروفاراد، وهي الأكثر استعمالاً.

العوامل المؤثرة على سعة المكثف

يوجد ثلاثة عوامل أساسية تؤثر على سعة المكثف بصورة مباشرة وهذه العوامل هي:

  • المساحة السطحية لألواح المكثف (a):

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 حدثا قلت هذه المساحة.

  • المسافة بين الألواح (d):

تقل السعة عندما تزداد المسافة بين الألواح وتزداد حدثا قلت تلك المسافة، أي أنه يوجد تناسب عكسي بين سعة المكثف والمسافة بين ألواحه.

  • الوسط العازل (المادة العازلة) ε:

تتغير سعة المكثف بتغير المادة العازلة بين الألواح ويعتبر الهواء الوحدة الأساسية لمقارنة قابلية عزل المواد الأخرى المستعملة في صناعة المكثفات. يوجد لكل مادة ثابت عزل يطلق عليه إبسلون ε.

مما تجاوز نجد حتى سعة المكثف C بدلالة المساحة السطحية للوح A والمسافة بين اللوحين d وثابت العزل للمادة العازلة εقد يكون:

.

والجدول التالي يبين قيمة ثابت العزل εr لبعض المواد المستعملة في صناعة المكثفات.

وثابت العزل ε في المعادلة يساوي حاصل ضرب ثابت العزل للهواءεo مضروب في ثابت العزل النسبي للمواد العازلة، بالتالي تكون

المفاعلة (مقاومة المكثف الأومية)

المكثف الكهربي له مقاومة أومية Xc (لأنها تقاس بوحدة الأوم) تتغير مع التردد (f) وتتناسب عكسيا مع جميع من السعة C والتردد f، ويمكن حسابها من القانون

في حالة التيار المستمر تكون قيمة الترددF تساوي (صفر)، وتكون بالتالي قيمة مقاومة المكثف الأومية Xc كبيرة جدا (ما لا نهاية) وبذلك فإن المكثف يمنع مرور التيار المستمر في الدائرة، بينما يمرر التيار المتغير وهذه الخاصية تعد أبرز وظائف استعمالات المكثف في الدائرة الإلكترونية.

استعمالات المكثف في الدائرة إلكترونية

  • يستعمل المكثف لترشيح إشارات التيار المتردد منع مرور التيار المستمر في الدائرة الكهربائية، حيث يعمل (كمكثف ربط) Coupling أو(مكثف تسريب) Bypass.
  • 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(عملية توليف (راديو).) أوجهاز التلفزيون، كما هومبين في الشكل التالي.
  • يوصل المكثف مع المقاومة في الدائرة الإلكترونية للحصول على أشكال موجات متنوعة ويطلق على الدائرة في هذه الحالة دائرة تفاضل أودائرة تكامل، كما هومبين في الأشكال التالية.

انظر أيضا

  • مكثف المبلمر
  • مكثف كهرلي
  • مكثف خزفي
  • مكثف ورقي
  • عازل كهربائي
  • ممانعة
  • دائرة مقاومة ومكثف
  • دائرة رنان توافقي
  • دائرة رنين
  • مقاومة
  • ملف كهربائي
  • دائرة كهربائية
  • محول جهد سعوي

المراجع

  1. ^ المكثفات تاريخ الولوجعشرة مايو2010 نسخة محفوظة 24 يناير 2010 على مسقط واي باك مشين.
  2. ^ British Engineering Standards Association, British Standard Glossary of Terms in Electrical Engineering, C. Lockwood & son, 1926


تاريخ النشر: 2020-06-01 21:59:28
التصنيفات: اختراعات القرن 18, اختراعات هولندية, العلوم والتكنولوجيا في جمهورية هولندا, تخزين طاقة, مكثفات, مكونات إلكترونية, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, مقالات تحتوي نصا بالإنجليزية, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P227, صفحات تستخدم خاصية P268, بوابة القرن 18/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة إلكترونيات/مقالات متعلقة, بوابة كهرباء/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

ننشر نموذج الـ«بابل شيت» المتوقع لامتحانات الثانوية العامة 2022 (صور)

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:10
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 68%

شريف سلامة.. كيف تكتسب «كراهية» الجمهور بالموهبة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:00
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 52%

التحقيق فى مصرع شاب سقطت عليه عارضة مرمى أثناء لعب الكرة بالجيزة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:09
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 63%

حج الجمعيات 2022.. يبدأ الأحد المقبل والتقديم بـ6 شروط - أخبار مصر

المصدر: الوطن - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:20:45
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 58%

اعرف موعد صرف معاشات شهر مايو 2022

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:04
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 69%

إصابة 6 أشخاص فى انقلاب ميكروباص بالطريق الإقليمى جنوب الجيزة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:09
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 69%

عبير صبرى: يوتيرن حقق نجاحًا كبيرًا والهجوم عليه مُدبّر (حوار)

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:00
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 66%

الرئيس السيسى يهنئ نظيره الصربى بفوزه بفترة رئاسية جديدة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:00
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 64%

«الأرصاد» تكشف حالة الطقس خلال أعياد شم النسيم

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:01
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 61%

التصريح بدفن جثة طفلة دهستها سيارة فى أصفيح

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:09
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 68%

أبو غزالة: نعيش مرحلة مفصلية وبداية تقسيم موازين القوى العالمية

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:04
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 67%

محافظ المنيا يتابع تنفيذ مشروعات المبادرة الرئاسية «حياة كريمة»

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:07
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 51%

«حماية المستهلك» يُداهم مركز صيانة وهمي استغل علامة تجارية شهيرة

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:03
مستوى الصحة: 50% الأهمية: 56%

«اتحاد طلاب سوهاج» ينظم إفطارًا جماعيًا بمقر الجامعة القديم

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:08
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 60%

اصابة شخصين باختناق في حريق مخزن خشب في كفر الشيخ

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:08
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 64%

ورقة المفاهيم للصف الاول الثانوي العام الدراسي 2022

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:04
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 58%

«السياحة» تستضيف 2 من أشهر الطهاة في الشرق الأوسط

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-04-21 21:21:03
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 61%

تحميل تطبيق المنصة العربية