أنواع ووظائف المكثفات

المكثفات هي أجهزة كهربائية تخزن الطاقة ، وهي موجودة في معظم الدوائر الكهربائية. النوعان الرئيسيان من المكثفات هما الاستقطاب وغير المستقطب. تحدد الطريقة التي يتم بها توصيل عدد من المكثفات قيمتها في الدائرة. تكون قيمتها المجمعة أعلى عندما تكون متصلة في سلسلة ، موجبة إلى سالبة. تكون قيمتها المجمعة أقل عندما تكون متصلة بالتوازي ، من طرف إلى طرف. يتم استخدام المكثفات جنبًا إلى جنب مع المقاومات والمحثات في دائرة كهربائية في التوقيت الكهربائي للأحداث وكذلك في المحركات والمراوح وأجهزة التلفزيون والسيارات والعديد من المنتجات الاستهلاكية الأخرى والطاقة العالية البيئات.

•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

تحتوي بعض المكثفات على أقطاب موجبة وسالبة مميزة. يطلق عليهم المكثفات المستقطبة. تقاس قيمة المكثف بالسعة ، وتقاس السعة بوحدات فاراد. تحتوي معظم المكثفات عادةً على قيم صغيرة لفاراد تسمى ميكرو فاراد (uF) وبيكو فاراد. تم تصميم المكثف بأحد الشكلين: نصف قطري أو محوري. في التصميم الشعاعي ، يكون كلا طرفي المكثف في نفس الطرف ؛ في التصميم المحوري ، تكون الخيوط في كل طرف من المكثف. عادة ما تكون المكثفات المستقطبة كبيرة ومحللة كهربائيا ومصممة لدارات التيار المباشر (DC). عادة ما يكون لديهم سعة عالية. عيوب المكثفات المستقطبة هي أن لديها جهد انهيار منخفض وأعمار أقصر وتسرب أعلى للتيار.

•••Hemera Technologies / PhotoObjects.net / Getty Images

معظم المكثفات غير المستقطبة ليست كهربائيا وليس لها قطب محدد موجب أو سالب. وتسمى أيضًا المكثفات ثنائية القطب. تستخدم في كثير من الأحيان في دوائر التيار المتردد (AC) ، وعادة ما يكون لها قيم سعة صغيرة في نطاق micro-Farad و nano-Farad. تتحمل بعض المكثفات غير المستقطبة تقلبات الجهد حتى 200 فولت دون أن تنكسر. يتم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر واللوحات الأم ولوحات الدوائر البسيطة. المكثفات غير المستقطبة غير مكلفة ومصنوعة من السيراميك والميكا ، على الرغم من أن القليل منها يكون كهربائيا.

تُستخدم المكثفات في الدوائر الإلكترونية كمرشحات تمرير منخفض وعالي التمرير وشريط. المرشح عبارة عن دائرة تسمح بمرور التيار والجهد لتردد وشكل موجة محددين. مفاعلة المكثف تتناسب عكسياً مع التردد. من خلال التحكم في التفاعل أو تغييره ، يمكنك التحكم في التردد المسموح به عبر الدائرة. تلعب المكثفات أيضًا دورًا مهمًا في الدوائر المنطقية للتبديل عالي السرعة. يمكن أن يتغير مستوى جهد هذه الدوائر ، الذي يجب أن يكون ثابتًا ، مع تذبذب التيار ، وبالتالي إدخال إشارات ضوضاء أو خطأ. مكثفات الفصل مدمجة في دوائر لتثبيت التيار وتقليل إشارات الضوضاء.

للمكثفات عالية الجهد العديد من التطبيقات في إمدادات الطاقة والمحولات ومصابيح الفلاش. يتم استخدامها في أجهزة الأشعة السينية وأنظمة الليزر. يستخدم اللحام الموضعي أنظمة إمداد طاقة سعوية ، وتحتوي أنظمة الميكروويف عالية الطاقة (HPM) على مكثفات عالية الطاقة. تستخدم أنظمة HPM في الدفاع لتعطيل المعدات الإلكترونية. إنها تنتج دفعات قصيرة من طاقة الميكروويف عالية الطاقة ، مميتة للإلكترونيات ولكنها غير ضارة بالبشر. يمكن لبنوك المكثفات عالية الطاقة تخزين طاقة هائلة ويمكن برمجتها لتفريغ أو توصيل الطاقة للأنظمة الكهربائية التي تعاني من انقطاع التيار الكهربائي.