تعتبر من أكثر المكونات إستعمالا في مجال الإلكترونيات، تتألف المكثفة من ورقتين معدنيتين سطحهما واسع، تفصلهما طبقة من الهواء أو من عازل سمكه ثابت. عند وصل الصفيحتين بقطبي مولد للتيار المتواصل عن طريق سلكين ناقلين فإن المكثفة تُشحن: تحمل الصفحة الموصولة بالقطب الموجب، شحنة موجبة و الصفحة الموصولة بالقطب السالب، شحنة سالبة مما ينشئ فرق في الكمون بين الصفيحتين. فالمكثفة إذن هي خزّان مؤقت للكهرباء.

charge

سعة المكثفة

كمية الكهرباء اللازمة لشحن المكثفة تسمى سعة المكثفة و تقاس بوحدة: الفاراد (F). الفاراد هي كمية كبيرة من الشحنة لذا نستعمل في العادة جزء من المليون من الفاراد أي الميكروفاراد : µF

الصورة التالية توضح الرمزين المستعملين لتمثيل المكثفة. الرمز على اليمين يمثّل مكثفة ذات قطب ما يعني أنه يجب مراعات إتجاه الوصل في الدارات و ذلك نظرا لما يحتويه العازل من مواد كيميائية تزيد في سعة المكثفة.

condensateur_opt

شحن مكثفة و ثابت الزمن

عندما نغلق الدارة في الوضع (1) كما في الشكل التالي، فإن المكثفة C تُشحن عبر المقاومة R.

rc_opt

تعمل المقاومة على تحديد شدة التيار أي سرعة تنقل الشحنات الكهربائية إلى المكثفة ما يزيد في زمن الشحن مع المقاومة كما هو موضح في الصورة التالية.

rc-charges_opt

ثابت زمن الشحن

يمكننا قياس زمن شحن المكثفة T (ثابت زمن الشحن) من العبارة:

T=R.C

عند مرور هذا القدر من الزمن T فإن المكثفة تكون قد شحنت بنسبة 63 % من الجهد الذي طُبِّق عليها. لاحظ الصورة التالية.

rc-const_opt

اإفراغ شحنة المكثفة

في الدارة السابقة بعد شحن المكثفة، إذا قمنا بغلق الدارة في الوضع (2) فإن المكثفة تفرغ كل شحنتها عبر المقاومة في مدة زمنية معينة كما هو موضح في الشكل التالي.

decharge_opt

لاحظ أن المكثفة (بهذه الخاصية) لا تتفاعل مع التغيرات المفاجئة للتيار الكهربائي و لهذه الخاصية تطبيقات كثيرة في مجال الإلكترونيات. ستكون لنا الفرصة لدراستها إن شاء الله.

أنواع المكثفات

المكثفات أنواع عديدة، تختلف حسب طبيعة المادة العازلة التي يحتويها كل مكثف :

مكثف هوائيcajusta_opt

تكون المادة العازلة هي الهواء و عادة يمكن تغيير سعة هذا المكثف و ذلك بتدوير إحدى الصفيحتين بعيدا أو قريبا من الصفيحة الأخرى

 

 

مكثفة ورقيةpapier

المادة العازلة تكون من الورق مشبع بمادة البرافين

 

 

مكثفة ذات الخزف (أو السيراميك)ceramique_opt

 تتميز بسعات يمكن أن تكون كبيرة تصل إلى الميكروفاراد و ذات حجم صغير نسبيا و تقوى على حمل توتر عالي.

 

 

 

مكثفة كيميائيةelectroch

 المادة العازلة هي حامض كيميائي على شكل هلام. تصل سعتها إلى الميلي فاراد. هذا النوع له قطب موجب و الآخر سالب.

 

فرق الكمون الأعظم

هو أكبر جهد يمكن للمكثفة أن تقوى على تحمله دون حدوث شرارة تعطب المكثفة باختراق العازل. لذا يكتب على سطح كل مكثفة زيادة على سعتها فرق الكمون الذي يجب عدم تجاوزه.

ضم الكثفات

كما في حال المقاومات يمكن ضم المكثفات على:

  • التوازي: و تكون سعة المجموعة هي مجموع السعات.

cparallel

Latex formula

  • التسلسل: يكون مقلوب سعة المجموعة هو مجموع مقلوب السعات المتسلسلة.

cserial

Latex formula