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.

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.

شحن مكثفة و ثابت الزمن

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

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.

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.

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.

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 هوائي

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

 

 

مكثفة ورقية

المادة العازلة تكون من الورق مشبع بمادة البرافين

 

 

مكثفة ذات الخزف (أو السيراميك)

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

 

 

 

مكثفة كيميائية

 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.

[latex]C_p = C_1 + C_2 [/latex]

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

[latex]\frac{1}{C_s} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} [/latex]