المكثف هو مكون كهربائي يخزن الطاقة في مجال كهربائي. يتكون الجهاز من لوحين معدنيين يفصل بينهما عازل أو عازل. عندما يتم تطبيق جهد تيار مستمر عبر أطرافه ، يقوم المكثف بسحب تيار ويستمر في الشحن حتى يصبح الجهد عبر المحطات مساويًا للإمداد. في دائرة التيار المتردد التي يتغير فيها الجهد المطبق باستمرار ، يتم شحن المكثف أو تفريغه باستمرار بمعدل يعتمد على تردد الإمداد.
غالبًا ما تستخدم المكثفات لتصفية مكون التيار المستمر في الإشارة. عند الترددات المنخفضة جدًا ، يعمل المكثف مثل دائرة مفتوحة ، بينما يعمل الجهاز عند الترددات العالية كدائرة مغلقة. عندما يقوم المكثف بالشحن والتفريغ ، فإن التيار مقيد بالمقاومة الداخلية ، وهي شكل من أشكال المقاومة الكهربائية. تُعرف هذه الممانعة الداخلية بالمفاعلة السعوية وتُقاس بالأوم.
ما هي قيمة 1 فاراد؟
الفاراد (F) هو وحدة SI للسعة الكهربائية ويقيس قدرة المكون على تخزين الشحنة. يخزن مكثف فاراد واحد كولوم من الشحنة بفارق جهد واحد فولت عبر أطرافه. يمكن حساب السعة من الصيغة
C = \ frac {Q} {V}
أينجهل السعة بالفاراد (F) ،سهي الشحنة في كولوم (C) ، والخامسهو فرق الجهد في فولت (V).
مكثف بحجم فاراد واحد كبير جدًا حيث يمكنه تخزين الكثير من الشحنات. لن تحتاج معظم الدوائر الكهربائية إلى قدرات بهذا الحجم ، لذا فإن معظم المكثفات المباعة تكون أصغر بكثير ، عادةً في النطاق البيكو ، والنانو ، والميكرو فاراد.
آلة حاسبة من mF إلى μF
يعد تحويل الميلي فاراد إلى ميكروفاراد عملية بسيطة. يمكن للمرء استخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت من mF إلى μF ، أو تنزيل مخطط تحويل مكثف pdf ولكن الحل رياضيًا هو عملية سهلة. الملي فاراد الواحد يساوي 10-3 farads وميكروفاراد واحد يساوي 10-6 فاراد. تحويل هذا يصبح
1 \ text {mF} = 1 \ times 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ times (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ times 10 ^ 3 \ نص {μF}
يمكن للمرء تحويل بيكوفاراد إلى ميكروفاراد بنفس الطريقة.
المفاعلة السعوية: مقاومة المكثف
عندما يشحن المكثف ، ينخفض التيار من خلاله بسرعة وبشكل أسي إلى الصفر حتى يتم شحن لوحاته بالكامل. عند الترددات المنخفضة ، يكون للمكثف وقت أطول للشحن وتمرير تيار أقل ، مما ينتج عنه تدفق تيار أقل عند الترددات المنخفضة. عند الترددات العالية ، يقضي المكثف وقتًا أقل في الشحن والتفريغ ، ويقلل شحنه بين ألواحه. ينتج عن هذا مرور المزيد من التيار عبر الجهاز.
هذه "المقاومة" لتدفق التيار مشابهة للمقاومة ولكن الاختلاف الحاسم هو مقاومة التيار للمكثف - المفاعلة السعوية - تختلف باختلاف التردد المطبق. مع زيادة التردد المطبق ، تقل المفاعلة التي تقاس بالأوم (Ω).
المفاعلة السعوية (Xج) بالصيغة التالية
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
أينXجهي المفاعلة السعوية بالأوم ،Fهو التردد بالهرتز (هرتز) ، وجهي السعة بالفاراد (F).
حساب المفاعلة السعوية
احسب المفاعلة السعوية لمكثف 420 نانوفاراد بتردد 1 كيلو هرتز
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ times 1000 \ times 420 \ times 10 ^ {- 9}} = 378.9 \ Omega
عند 10 كيلو هرتز ، تصبح مفاعلة المكثف
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ times 10000 \ times 420 \ times 10 ^ {- 9}} = 37.9 \ Omega
يمكن ملاحظة أن مفاعلة المكثف تتناقص مع زيادة التردد المطبق. في هذه الحالة ، يزداد التردد بمعامل 10 وتنقص المفاعلة بمقدار مماثل.