الدرس الرابع

المكثف (capacitor)

  كما تعاملنا مع العناصر السابقة (المقاومة و الدايود) سنتعامل مع المكثف و سوف نضعه في دائرة الكترونية لنتعرف على سلوكه تجاه الجهد و التيار

 

 

المكثف عبارة عن لوحين متقابلين من المعدن يفصل بينهما عازل  و هذا العازل يكون من السيراميك أو البوليستر أو الهواء

 

 

طبعا  في هذه الدائرة يبدو انها دائرة مفتوحة و لا مجال لمرور تيار بسبب العازل بين لوحي المكثف و هذا صحيح فالسيراميك أو الهواء عبارة عن مواد غير موصلة و بالتالي فلن يمر أي تيار بين لوحي المكثف .ولكن

 

صحيح أنه لن يمر من خلال العازل بين لوحي المكثف لكن هناك تيار يجري بالدائرة .

 

 

 

البطارية  كما قلنا في الموضوع الاول عبارة  عن قطبين سالب و موجب و التيار يجري من الموجب للسالب حتى يتساوى القطبان في الجهد ثم يتوقف هذا التدفق

الآن هذا المكثف هو عبارة عن لوحين معزولين و هذين اللوحين قبل توصيلهم بالبطارية هما كأي قطعة معدن لا يوجد اي فرق بالجهد بينهما ولكن  بمجرد وصلهما  سيأخذ كل لوح شحنة قطب البطارية الموصول به و يصبح فرق الجهد بين اللوحين نفس فرق جهد البطارية

و أذا أردنا شرحها بحسب الاتجاه الاصطلاحي للتيار

 

يجري التيار من الطرف الموجب للبطارية الى اللوح الاول  حتى تصبح شحنته موجبه و يحصل العكس مع اللوح الثاني حيث تجري الشحنات الموجبة من اللوح و تذهب للقطب السالب من البطارية فتصبح شحنته سالبة

 

هاتين العمليتين تحدثان معا و تسمى عملية شحن المكثف و بمجرد ما ينشحن اللوحين يتوقف تدفق التيار

 

لو فصلنا المكثف من الدائرة و قمنا بتوصيل طرفية سيحدث تدفق للتيار من اللوح الموجب الى اللوح السالب حتى يتعادلان فيتوقف التدفق و تسمى عملية تفريغ المكثف

 

هذا الفيديو من اليوتيوب يسهل فهم العملية

 

 

 

 

 

 

 ماهي الفائدة من هذا العنصر ؟؟

ربما تبدو فكرة المكثف بسيطة و قد تتسائل ماهي الفائدة منه ؟

وظيفة المكثف بالدوائر الالكترونية اكبر مما تتخيل لولا هذا المكثف لما كان هناك شيء اسمه تخزين بيانات تخيل معي اجهزة الكمبيوتر و الهواتف النقالة  و كثير من الاجهزة التي تعتمد على الذاكرة كيف ستعمل بدون هذا المكثف

 

الذواكر الالكترونية مثل رامات الكمبيوتر وذاكرة الهاتف النقال تخزن البيانات داخلها على شكل شحنات داخل هذه المكثفات .

طبعا مكثفات احجامها صغيرة جدا وقد لا تراها الا من خلال مجهر مكبر.

 

 

سعة المكثف

نحن عرفنا من خلال هذا الموضوع ان المكثف عبارة عن خزان كهربائي اذا تم توصيلة في الدائرة فان هناك تيار يجري حتى ينشحن المكثف فيتوقف هذا التيار .

و بما انه خزان فانه بالتأكيد له سعة معينة وفي حال خزانات المياه فالسعة تقاس باللتر . بالمكثف تقاس هذه السعة بالفاراد نسبة الى مكتشف المكثف العالم فاراداي

هذه السعة تعتمد على عدة عوامل

1 - مساحة لوحي المكثف

2-المسافة بين اللوحين

3-نوع المادة العازلة

 

طبعا الفاراد الواحد سعة كبيره و نادرا ما تستعمل في الدوائر الالكترونية لذلك تم تقسيمة كالآتي

 

1 فاراد  =1000 ميكرو فاراد       

1ميكرو فاراد =1000 نانو فاراد      

1 نانوفاراد =1000 بيكو فاراد

 

رموز السعات

F فاراد

uF ميكرو فاراد

 nF نانو فاراد

pF   بيكو فاراد

 



 

 انواع المكثفات :

 

المكثف السيراميكي و العازل بين اللوحين يكون من السيراميك

 

المكثف الكيميائية  وتوجد بداخلها سائل الكتروليتي و تستخدم عندما نريد سعة كبيرة

 

 

 

 

المكثف المتغير و هو مكثف نتحكم بسعتة عن طريق التحكم بالمسافة بين اللوحين كالمستخدم باختيار ترددات الراديو

 

 

 

 

و هناك انواع اخرى من المكثفات لها استخدامات خاصة و كلها لها نفس الفكرة