مكثف كهربائي. أنواع المكثفات. المكثفات: الغرض والجهاز ومبدأ التشغيل التيار في المكثف متناوب أو ثابت
المكثف (الغطاء) عبارة عن "بطارية" صغيرة يتم شحنها بسرعة عندما يكون هناك جهد حولها ويتم تفريغها بسرعة عندما لا يكون هناك جهد كافٍ لحمل الشحنة.
السمة الرئيسية للمكثف هي قدرته. يشار إليه بالرمز جووحدة قياسه هي الفاراد. كلما كانت السعة أكبر، كلما زادت كمية الشحن التي يمكن للمكثف الاحتفاظ بها عند جهد معين. ايضا من أكثرالقدرة، أقلسرعة الشحن والتفريغ.
القيم النموذجية المستخدمة في الإلكترونيات الدقيقة: من عشرات البيكوفاراد (pF، pF = 0.000000000001 F) إلى عشرات الميكروفاراد (μF، μF = 0.000001). أكثر أنواع المكثفات شيوعًا هي المكثفات الخزفية والإلكتروليتية. السيراميك أصغر حجمًا وعادةً ما تصل سعته إلى 1 ميكروفاراد؛ إنهم لا يهتمون بأي من جهات الاتصال سيتم توصيلها بعلامة الجمع وأيها بالطرح. تحتوي المكثفات الإلكتروليتية على سعات تبدأ من 100 pF وهي قطبية: يجب توصيل جهة اتصال معينة بالموجب. أصبحت الساق المقابلة للزائد أطول.
يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. تتراكم الشحنات على الصفائح: إحداهما موجبة والأخرى سالبة؛ وبالتالي خلق التوتر في الداخل. يمنع العازل الكهربائي الجهد الداخلي من التحول إلى تيار داخلي، مما يؤدي إلى مساواة الصفائح.
الشحن والتفريغ
النظر في هذا الرسم البياني:
عندما يكون المفتاح في الموضع 1، يتم إنشاء جهد كهربائي على المكثف - ويتم شحنه. تكلفة سعلى اللوحة في وقت معين يتم حسابه بواسطة الصيغة:
ج- سعة، ه- الأس (ثابت ≈ 2.71828)، ر- الوقت من بداية الشحن. دائمًا ما تكون قيمة الشحنة الموجودة على اللوحة الثانية هي نفسها تمامًا، ولكن بإشارة معاكسة. إذا كان المقاوم رقم بإزالته، ستبقى مقاومة صغيرة فقط للأسلاك (ستصبح هذه القيمة ر) وسيتم الشحن بسرعة كبيرة.
وبرسم الدالة على الرسم البياني نحصل على الصورة التالية:
كما ترون، فإن الشحنة لا تنمو بشكل موحد، ولكن بشكل عكسي بشكل كبير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع تراكم الشحنة، فإنها تخلق المزيد والمزيد من الجهد العكسي رأس المال الاستثماريالذي "يقاوم" الخامس في.
كل شيء ينتهي بهذا رأس المال الاستثماريتصبح متساوية في القيمة الخامس فيويتوقف التيار عن التدفق تمامًا. عند هذه النقطة يقال أن المكثف قد وصل إلى نقطة التشبع (التوازن). تصل الشحنة إلى الحد الأقصى.
تذكر قانون أوم، يمكننا تصوير اعتماد التيار في دائرتنا عند شحن مكثف.
الآن بعد أن أصبح النظام في حالة توازن، ضع المفتاح في الموضع 2.
تحتوي لوحات المكثف على شحنات ذات إشارات معاكسة، فهي تولد جهدًا - يظهر تيار من خلال الحمل (الحمل). سوف يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس مقارنة بإتجاه مصدر الطاقة. سيحدث التفريغ أيضًا بالطريقة المعاكسة: في البداية سيتم فقد الشحن بسرعة، ثم مع انخفاض الجهد الناتج عنه، سيكون أبطأ وأبطأ. إذا ل س 0حدد الشحنة التي كانت على المكثف في البداية، ثم:
تبدو هذه القيم على الرسم البياني كما يلي:
مرة أخرى، بعد مرور بعض الوقت، سيصل النظام إلى حالة من الراحة: ستفقد كل الشحنات، وسيختفي الجهد، وسيتوقف تدفق التيار.
إذا استخدمت المفتاح مرة أخرى، سيبدأ كل شيء في دائرة. لذا فإن المكثف لا يفعل شيئًا سوى قطع الدائرة عندما يكون الجهد ثابتًا؛ و"يعمل" عندما يتغير الجهد فجأة. تحدد هذه الخاصية متى وكيف يتم استخدامها عمليًا.
التطبيق في الممارسة العملية
من بين الأنماط الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات الدقيقة هي الأنماط التالية:
مكثف احتياطي (غطاء تجاوز) - لتقليل تموجات جهد الإمداد
مكثف المرشح - لفصل مكونات الجهد الثابت والمتغير، لعزل الإشارة
مكثف الاحتياطي
تم تصميم العديد من الدوائر لتوفير طاقة ثابتة ومستقرة. على سبيل المثال، 5 فولت. مزود الطاقة يزودهم بها. لكن الأنظمة المثالية غير موجودة، وفي حالة حدوث تغيير مفاجئ في الاستهلاك الحالي للجهاز، على سبيل المثال، عند تشغيل أحد المكونات، فإن مصدر الطاقة ليس لديه الوقت "للرد" بشكل فوري وعلى المدى القصير يحدث انخفاض الجهد. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات التي يكون فيها السلك من مصدر الطاقة إلى الدائرة طويلًا بما فيه الكفاية، فإنه يبدأ في العمل كهوائي ويدخل أيضًا ضوضاء غير مرغوب فيها إلى مستوى الجهد.
عادة، لا يتجاوز الانحراف عن الجهد المثالي ألف فولت، وهذه الظاهرة غير ذات أهمية على الإطلاق عندما يتعلق الأمر بالطاقة، على سبيل المثال، المصابيح أو المحرك الكهربائي. ولكن في الدوائر المنطقية، حيث يحدث تبديل المنطق صفر والمنطق واحد بناءً على التغيرات في الفولتية الصغيرة، يمكن الخلط بين ضوضاء مصدر الطاقة وإشارة، مما سيؤدي إلى تبديل غير صحيح، والذي، مثل تأثير الدومينو، سيضع النظام في حالة لا يمكن التنبؤ بها.
ولمنع مثل هذه الإخفاقات، يتم وضع مكثف احتياطي مباشرة أمام الدائرة
في اللحظات التي يكون فيها الجهد ممتلئا، يتم شحن المكثف حتى التشبع ويصبح شحنة احتياطية. بمجرد انخفاض مستوى الجهد على الخط، يعمل المكثف الاحتياطي كبطارية سريعة، حيث يطلق الشحنة المتراكمة مسبقًا لملء الفجوة حتى يعود الوضع إلى طبيعته. تحدث مثل هذه المساعدة لمصدر الطاقة الرئيسي عددًا كبيرًا من المرات كل ثانية.
إذا فكرنا من وجهة نظر مختلفة: يقوم المكثف باستخراج المكون المتناوب من الجهد المباشر، ويمرره عبر نفسه، ويأخذه من خط الطاقة إلى الأرض. وهذا هو السبب في أن المكثف الاحتياطي يسمى أيضًا "المكثف الالتفافي".
ونتيجة لذلك، يبدو الجهد السلس كما يلي:
المكثفات النموذجية المستخدمة لهذه الأغراض هي المكثفات الخزفية ذات القيمة الاسمية 10 أو 100 nF. الخلايا الإلكتروليتية الكبيرة غير مناسبة لهذا الدور، لأن فهي أبطأ ولن تكون قادرة على إطلاق شحنتها بسرعة في هذه الظروف، حيث يكون الضجيج عالي التردد.
في جهاز واحد، يمكن أن تكون المكثفات الاحتياطية موجودة في العديد من الأماكن: أمام كل دائرة، وهي وحدة مستقلة. على سبيل المثال، يحتوي Arduino بالفعل على مكثفات احتياطية تضمن التشغيل المستقر للمعالج، ولكن قبل تشغيل شاشة LCD المتصلة به، يجب عليك تثبيت خاصتك.
مكثف التصفية
يتم استخدام مكثف مرشح لإزالة الإشارة من المستشعر الذي ينقلها على شكل جهد متفاوت. ومن أمثلة هذه المستشعرات الميكروفون أو هوائي Wi-Fi النشط.
دعونا نلقي نظرة على مخطط الاتصال لميكروفون الإلكتريت. يعد ميكروفون الإلكتريت هو الأكثر شيوعًا وفي كل مكان: وهذا هو بالضبط ما يتم استخدامه فيه الهواتف المحمولة، في ملحقات الكمبيوتر، وأنظمة العناوين العامة.
يتطلب الميكروفون طاقة للتشغيل. وفي حالة الصمت تكون مقاومتها عالية وتصل إلى عشرات الكيلو أوم. عندما يتعرض للصوت، تنفتح بوابة ترانزستور التأثير الميداني المدمج بالداخل ويفقد الميكروفون مقاومته الداخلية. يحدث فقدان المقاومة واستعادتها عدة مرات كل ثانية ويتوافق مع مرحلة الموجة الصوتية.
عند الإخراج، نحن مهتمون فقط بالجهد في تلك اللحظات التي يوجد فيها صوت. إذا لم يكن هناك مكثف ج، سيتأثر الإخراج دائمًا بشكل إضافي ضغط متواصلتَغذِيَة. جيحجب هذا المكون الثابت ويسمح فقط للانحرافات التي تتوافق مع الصوت بالمرور.
الصوت المسموع الذي يهمنا يقع في نطاق التردد المنخفض: 20 هرتز - 20 كيلو هرتز. من أجل عزل إشارة الصوت عن الجهد، وليس عن ضوضاء الطاقة عالية التردد، كما جيتم استخدام مكثف إلكتروليتي بطيء بقيمة اسمية تبلغ 10 ميكروفاراد. إذا تم استخدام مكثف سريع، على سبيل المثال 10 nF، فإن الإشارات غير الصوتية سوف تمر عبر إلى الإخراج.
لاحظ أنه يتم توفير إشارة الخرج كجهد سلبي. أي أنه عندما يكون الخرج متصلاً بالأرض، فإن التيار سوف يتدفق من الأرض إلى الخرج. قيم الجهد القصوى في حالة الميكروفون هي عشرات الميلي فولت. لعكس الجهد وزيادة قيمته، الخرج الخامس خارجعادة ما يتم توصيله بمضخم تشغيلي.
توصيل المكثفات
إذا ما قورنت بتوصيل المقاومات، فإن حساب القيمة النهائية للمكثفات يبدو في الاتجاه المعاكس.
عند توصيلها على التوازي، يتم تلخيص السعة الإجمالية:
عند التوصيل على التوالي، يتم حساب السعة النهائية باستخدام الصيغة:
إذا كان هناك مكثفان فقط، فمن خلال التوصيل التسلسلي:
في حالة خاصة لمكثفين متطابقين، السعة الإجمالية اتصال تسلسليما يعادل نصف قدرة كل منهما.
خصائص الحد
تشير الوثائق الخاصة بكل مكثف إلى الحد الأقصى للجهد المسموح به. تجاوزه يمكن أن يؤدي إلى انهيار العازل الكهربائي وانفجار المكثف. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية، يجب مراعاة القطبية. خلاف ذلك، إما أن يتسرب المنحل بالكهرباء أو سيحدث انفجار مرة أخرى.
الجهد المستمر وضبط الجهد على تماسيحه على 12 فولت. نأخذ أيضًا مصباحًا كهربائيًا بقوة 12 فولت. نقوم الآن بإدخال مكثف بين أحد مسبار مصدر الطاقة والمصباح الكهربائي:
لا، لا يحترق.
ولكن إذا قمت بذلك مباشرة، فسوف يضيء:
وهذا يطرح الاستنتاج: العاصمة.لا يوجد تدفق من خلال مكثف!
لنكون صادقين، في اللحظة الأولى لتطبيق الجهد، لا يزال التيار يتدفق لجزء من الثانية. كل هذا يتوقف على سعة المكثف.
مكثف في دائرة التيار المتردد
لذلك، لمعرفة ما إذا كان تسرب التيار المتناوبمن خلال مكثف، نحن بحاجة إلى المولد. أعتقد أن مولد التردد هذا سيكون جيدًا:
نظرًا لأن المولد الصيني الخاص بي ضعيف جدًا، فبدلاً من تحميل المصباح الكهربائي، سنستخدم مولدًا بسيطًا بقدرة 100 أوم. لنأخذ أيضًا مكثفًا بسعة 1 ميكروفاراد:
نحن نلحم شيئًا كهذا ونرسل إشارة من مولد التردد:
ثم يبدأ العمل. ما هو راسم الذبذبات وما يستخدم معه، اقرأ هنا. سوف نستخدم قناتين في وقت واحد. سيتم عرض إشارتين على شاشة واحدة في وقت واحد. هنا على الشاشة يمكنك بالفعل رؤية التداخل من شبكة 220 فولت. لا تولي اهتماما.
سنطبق الجهد المتناوب ونراقب الإشارات، كما يقول مهندسو الإلكترونيات المحترفون، عند الإدخال والإخراج. معًا.
سيبدو كل شيء مثل هذا:
لذا، إذا كان التردد صفرًا، فهذا يعني تيارًا ثابتًا. كما رأينا من قبل، فإن المكثف لا يسمح بمرور التيار المباشر. يبدو أن هذا قد تم تسويته. ولكن ماذا يحدث إذا قمت بتطبيق الجيوب الأنفية بتردد 100 هرتز؟
على شاشة راسم الذبذبات قمت بعرض معلمات مثل تردد الإشارة وسعة الإشارة: F هو التردد أماه - السعة (يتم تمييز هذه المعلمات بسهم أبيض). القناة الأولى محددة باللون الأحمر، والقناة الثانية باللون الأصفر، لسهولة الإدراك.
تُظهر الموجة الجيبية الحمراء الإشارة التي يرسلها لنا مولد التردد الصيني. الموجة الجيبية الصفراء هي ما نحصل عليه بالفعل عند الحمل. في حالتنا، الحمل هو المقاوم. حسنا هذا كل شيء.
كما ترون في مخطط الذبذبات أعلاه، أقوم بتزويد إشارة جيبية من المولد بتردد 100 هرتز وسعة 2 فولت. نرى بالفعل على المقاوم إشارة بنفس التردد (الإشارة الصفراء)، لكن سعتها تبلغ حوالي 136 مللي فولت. علاوة على ذلك، تبين أن الإشارة كانت "أشعث" إلى حد ما. ويرجع ذلك إلى ما يسمى "". الضوضاء هي إشارة ذات سعة صغيرة وتغيرات عشوائية في الجهد. يمكن أن يكون سببه عناصر الراديو نفسها، أو قد يكون أيضًا تداخلًا يتم التقاطه من الفضاء المحيط. على سبيل المثال، المقاوم "يُصدر ضوضاء" بشكل جيد للغاية. وهذا يعني أن "أشعث" الإشارة هو مجموع الجيوب الأنفية والضوضاء.
أصبح اتساع الإشارة الصفراء أصغر، وحتى الرسم البياني للإشارة الصفراء يتحول إلى اليسار، أي أنها تتقدم على الإشارة الحمراء، أو باللغة العلمية تظهر مرحلة التحول. إنها المرحلة المقبلة، وليس الإشارة نفسها.إذا كانت الإشارة نفسها أمامنا، فسنجعل الإشارة الموجودة على المقاوم تظهر في الوقت المناسب قبل الإشارة المطبقة عليها من خلال المكثف. ستكون النتيجة نوعًا من السفر عبر الزمن :-) وهو أمر مستحيل بالطبع.
مرحلة التحول- هذا الفرق بين المراحل الأولية لكميتين مقاستين. في في هذه الحالةالجهد االكهربى. ومن أجل قياس تحول الطور، يجب أن يكون هناك شرط لهذه الإشارات نفس التردد. السعة يمكن أن تكون أي. يوضح الشكل أدناه هذا التحول الطوري بالذات، أو كما يطلق عليه أيضًا، فرق الطور:
دعونا نزيد تردد المولد إلى 500 هرتز
لقد تلقى المقاوم بالفعل 560 مللي فولت. تحول المرحلة يتناقص.
نقوم بزيادة التردد إلى 1 كيلوهيرتز
في الإخراج لدينا بالفعل 1 فولت.
اضبط التردد على 5 كيلوهيرتز
السعة هي 1.84 فولت ومن الواضح أن تحول الطور أصغر
زيادة إلى 10 كيلو هرتز
السعة هي نفسها تقريبًا عند الإدخال. تحول المرحلة أقل وضوحا.
وضعنا 100 كيلو هرتز:
لا يوجد تقريبا أي تحول المرحلة. السعة هي نفسها تقريبًا عند الإدخال، أي 2 فولت.
ومن هنا نستخلص استنتاجات عميقة:
كلما زاد التردد، قلت مقاومة المكثف للتيار المتردد. يتناقص تحول الطور مع زيادة التردد إلى الصفر تقريبًا. في الترددات المنخفضة بشكل لا نهائي يبلغ حجمه 90 درجة أوπ/2 .
إذا قمت برسم شريحة من الرسم البياني، فسوف تحصل على شيء مثل هذا:
لقد رسمت الجهد عموديا والتردد أفقيا.
إذن، تعلمنا أن مقاومة المكثف تعتمد على التردد. لكن هل يعتمد الأمر فقط على التردد؟ لنأخذ مكثفًا بسعة 0.1 ميكروفاراد، أي قيمة اسمية أقل بعشر مرات من القيمة السابقة، ونقوم بتشغيله مرة أخرى بنفس الترددات.
دعونا ننظر ونحلل القيم:
قارن بعناية قيم سعة الإشارة الصفراء عند نفس التردد، ولكن بقيم مكثف مختلفة. على سبيل المثال، عند تردد 100 هرتز وقيمة مكثف 1 ميكروفاراد، كان سعة الإشارة الصفراء 136 مللي فولت، وعلى نفس التردد، كان سعة الإشارة الصفراء، ولكن بمكثف 0.1 ميكروفاراد، بالفعل 101 ميلي فولت (في الواقع أقل بسبب التداخل). على تردد 500 هرتز - 560 مللي فولت و 106 مللي فولت على التوالي ، بتردد 1 كيلو هرتز - 1 فولت و 136 مللي فولت وما إلى ذلك.
ومن هنا الاستنتاج يقترح نفسه: كلما انخفضت قيمة المكثف، زادت مقاومته.
باستخدام التحولات الفيزيائية والرياضية، اشتق الفيزيائيون وعلماء الرياضيات صيغة لحساب مقاومة المكثف. أرجو الحب والاحترام:
أين، اكس جهي مقاومة المكثف أوم
ف -ثابت ويساوي حوالي 3.14
F- التردد، ويقاس بالهرتز
مع- السعة، وتقاس بالفاراد
لذا، اجعل التردد في هذه الصيغة عند صفر هرتز. تردد صفر هرتز هو تيار مباشر. ماذا سيحدث؟ 1/0 = اللانهاية أو المقاومة العالية جدًا. باختصار، دائرة كهربائية مكسورة.
خاتمة
وبالنظر إلى المستقبل، أستطيع أن أقول أننا في هذه التجربة حصلنا على (مرشح التمرير العالي). باستخدام مكثف ومقاوم بسيطين، وتطبيق هذا المرشح على مكبر الصوت في مكان ما في المعدات الصوتية، سوف نسمع فقط نغمات عالية صارخة في مكبر الصوت. لكن تردد الجهير سيتم إضعافه بواسطة هذا المرشح. يتم استخدام اعتماد مقاومة المكثف على التردد على نطاق واسع جدًا في الإلكترونيات الراديوية، خاصة في المرشحات المختلفة حيث يكون من الضروري قمع تردد وتمرير آخر.
حيث ينتج المولد جهدًا جيبيًا. دعونا نلقي نظرة على ما يحدث في الدائرة عندما نغلق المفتاح. سننظر في اللحظة الأولية عندما يكون جهد المولد صفراً.
في الربع الأول من الفترة، سيزداد الجهد عند أطراف المولد، بدءًا من الصفر، وسيبدأ المكثف في الشحن. سيظهر تيار في الدائرة، ولكن في اللحظة الأولى لشحن المكثف، على الرغم من أن الجهد على لوحاته قد ظهر للتو ولا يزال صغيرًا جدًا، فإن التيار في الدائرة (تيار الشحن) سيكون الأكبر. مع زيادة شحنة المكثف، يتناقص التيار في الدائرة ويصل إلى الصفر في اللحظة التي يتم فيها شحن المكثف بالكامل. في هذه الحالة، يصبح الجهد على لوحات المكثف، بعد جهد المولد بدقة، في هذه اللحظة الحد الأقصى، ولكن العلامة المعاكسة، أي موجهة نحو جهد المولد.
أرز. 1. تغير التيار والجهد في دائرة ذات سعة
وهكذا، يندفع التيار بأقصى قوة إلى المكثف الخالي من الشحن، ولكنه يبدأ على الفور في الانخفاض حيث تمتلئ ألواح المكثف بالشحنات وينخفض إلى الصفر، مما يؤدي إلى شحنه بالكامل.
دعونا نقارن هذه الظاهرة بما يحدث مع تدفق الماء في أنبوب يربط بين وعاءين متصلين (الشكل 2)، أحدهما ممتلئ والآخر فارغ. بمجرد سحب الصمام الذي يسد مسار الماء، سوف يندفع الماء على الفور من الوعاء الأيسر تحت ضغط مرتفع عبر الأنبوب إلى الوعاء الأيمن الفارغ. ومع ذلك، على الفور، سيبدأ ضغط الماء في الأنبوب بالضعف تدريجياً، بسبب استواء المستويات في الأوعية، وسوف ينخفض إلى الصفر. سوف يتوقف تدفق المياه.
أرز. 2. إن التغير في ضغط الماء في الأنبوب الذي يربط الأوعية المتصلة يشبه التغير في التيار في الدائرة أثناء شحن المكثف
وبالمثل، يتدفق التيار أولاً إلى مكثف غير مشحون، ثم يضعف تدريجيًا أثناء شحنه.
مع بداية الربع الثاني من الفترة، عندما يبدأ جهد المولد ببطء في البداية، ثم يتناقص بشكل أسرع فأسرع، سيتم تفريغ المكثف المشحون إلى المولد، مما سيؤدي إلى حدوث تيار تفريغ في الدائرة. مع انخفاض جهد المولد، يتم تفريغ المكثف أكثر فأكثر ويزداد تيار التفريغ في الدائرة. ويكون اتجاه تيار التفريغ في هذا الربع من الفترة معاكسا لاتجاه تيار الشحن في الربع الأول من الفترة. وبناء على ذلك، فإن المنحنى الحالي، بعد أن تجاوز القيمة الصفرية، يقع الآن أسفل محور الزمن.
بحلول نهاية نصف الدورة الأولى، فإن الجهد على المولد، وكذلك على المكثف، يقترب بسرعة من الصفر، والتيار في الدائرة يصل ببطء إلى قيمته القصوى. تذكر أن شدة التيار في الدائرة أكبر، وكلما زادت كمية الشحنة المنقولة على طول الدائرة، سيتضح سبب وصول التيار إلى الحد الأقصى عندما يكون الجهد على لوحات المكثف، وبالتالي شحن المكثف، يتناقص بسرعة.
مع بداية الربع الثالث من المدة، يبدأ المكثف بالشحن مرة أخرى، لكن قطبية ألواحه، وكذلك قطبية المولد، تتغير إلى العكس، ويستمر التيار بالتدفق في نفس الاتجاه يبدأ بالتناقص مع شحن المكثف، وفي نهاية الربع الثالث من الفترة، عندما تصل الجهود عبر المولد والمكثف إلى الحد الأقصى، يصبح التيار صفرًا.
في الربع الأخير من الفترة، ينخفض الجهد إلى الصفر، ويصل التيار، الذي يغير اتجاهه في الدائرة، إلى قيمته القصوى. وبهذا تنتهي الفترة، وبعدها تبدأ الفترة التالية، وتكرر الفترة السابقة بالضبط، وما إلى ذلك.
لذا، تحت تأثير AC الجهديقوم المولد بشحن المكثف مرتين في كل فترة (الربعين الأول والثالث من الدورة) ويفرغه مرتين (الربعين الثاني والرابع من الدورة).ولكن بما أن التناوب تلو الآخر يصاحبه في كل مرة مرور تيارات الشحن والتفريغ عبر الدائرة، فيمكننا أن نستنتج ذلك.
يمكنك التحقق من ذلك باستخدام التجربة البسيطة التالية. قم بتوصيل طاقة التيار المتردد عبر المصباح الكهربائي الإضاءة الكهربائيةمكثف 25 واط بسعة 4-6 ميكروفاراد. سوف يضيء الضوء ولن ينطفئ حتى تنقطع الدائرة. يشير هذا إلى أن التيار المتردد يمر عبر الدائرة ذات السعة. ومع ذلك، فإنه يمر، بالطبع، ليس من خلال عازل المكثف، ولكن في كل لحظة من الزمن كان يمثل إما تيار الشحن، أو تيار التفريغ للمكثف.
العازل، كما نعلم، مستقطب تحت التأثير الحقل الكهربائيوالتي تظهر فيه عند شحن المكثف، ويختفي استقطابه عند تفريغ المكثف.
في هذه الحالة، فإن العازل مع تيار الانحياز الناشئ فيه يعمل كنوع من استمرار الدائرة للتيار المتردد، ويكسر الدائرة للتيار المباشر. لكن تيار الإزاحة يتولد فقط داخل عازل المكثف، وبالتالي لا يحدث أي نقل للشحنة عبر الدائرة.
تعتمد المقاومة التي يوفرها المكثف للتيار المتردد على قيمة سعة المكثف وتردد التيار.
كلما زادت سعة المكثف، زادت الشحنة المنقولة عبر الدائرة أثناء شحن وتفريغ المكثف، وبالتالي زاد التيار في الدائرة. تشير الزيادة في التيار في الدائرة إلى انخفاض مقاومتها.
لذلك، مع زيادة السعة، تقل مقاومة الدائرة للتيار المتردد.
تؤدي الزيادة إلى زيادة كمية الشحنة المنقولة عبر الدائرة، نظرًا لأن شحن (وكذلك تفريغ) المكثف يجب أن يحدث بشكل أسرع منه عند التردد المنخفض. وفي الوقت نفسه، فإن الزيادة في كمية الشحنة المنقولة لكل وحدة زمنية تعادل زيادة في التيار في الدائرة، وبالتالي انخفاض في مقاومتها.
إذا قمنا بطريقة أو بأخرى بتقليل تردد التيار المتردد وخفض التيار إلى ثابت، فإن مقاومة المكثف المتصل بالدائرة ستزداد تدريجياً وتصبح كبيرة بلا حدود (دائرة مفتوحة) بحلول وقت ظهورها.
لذلك، مع زيادة التردد، تقل مقاومة المكثف للتيار المتردد.
مثلما تسمى مقاومة الملف للتيار المتردد تحريضية، فإن مقاومة المكثف تسمى عادة سعوية.
هكذا، كلما كانت السعة أكبر، كلما انخفضت سعة الدائرة وتردد التيار الذي يزودها.
يتم الإشارة إلى السعة بواسطة Xc ويتم قياسها بالأوم.
يتم تحديد اعتماد السعة على التردد الحالي وسعة الدائرة بواسطة الصيغة Xc = 1/ω، حيث ω - تردد دائري يساوي منتج 2π F، C-سعة الدائرة بالفاراد.
المفاعلة السعوية، مثل المفاعلة الحثية، هي تفاعلية بطبيعتها، لأن المكثف لا يستهلك طاقة المصدر الحالي.
صيغة الدائرة ذات السعة هي I = U/Xc، حيث I وU هما القيمتان الفعالتان للتيار والجهد؛ Xc هي سعة الدائرة.
تُستخدم خاصية المكثفات لتوفير مقاومة عالية للتيارات منخفضة التردد وتمرير التيارات عالية التردد بسهولة على نطاق واسع في دوائر معدات الاتصالات.
وبمساعدة المكثفات، على سبيل المثال، يتم تحقيق فصل التيارات المباشرة والتيارات المنخفضة التردد عن التيارات عالية التردد اللازمة لتشغيل الدوائر.
إذا كان من الضروري منع مسار التيار المنخفض التردد في الجزء عالي التردد من الدائرة، يتم توصيل مكثف صغير على التوالي. إنه يوفر مقاومة كبيرة للتيار منخفض التردد وفي نفس الوقت يمرر بسهولة التيار عالي التردد.
إذا كان من الضروري منع تيار عالي التردد، على سبيل المثال، من دخول دائرة الطاقة لمحطة راديو، يتم استخدام مكثف كبير، متصل بالتوازي مع المصدر الحالي. في هذه الحالة، يمر تيار عالي التردد عبر المكثف، متجاوزًا دائرة إمداد الطاقة لمحطة الراديو.
المقاومة النشطة والمكثف في دائرة التيار المتردد
من الناحية العملية، غالبًا ما تكون هناك حالات تكون فيها الدائرة متصلة على التوالي مع سعة، ويتم تحديد المقاومة الإجمالية للدائرة في هذه الحالة من خلال الصيغة
لذلك، المقاومة الإجمالية لدائرة تتكون من المقاومة النشطة والسعوية للتيار المتردد تساوي الجذر التربيعي لمجموع مربعات المقاومة النشطة والسعوية لهذه الدائرة.
يظل قانون أوم صالحًا لهذه الدائرة I = U/Z.
في التين. يوضح الشكل 3 منحنيات تميز علاقات الطور بين التيار والجهد في دائرة تحتوي على مقاومة سعوية ونشطة.
أرز. 3. التيار والجهد والطاقة في دائرة بها مكثف ومقاومة نشطة
كما يتبين من الشكل، فإن التيار في هذه الحالة يقود الجهد ليس بمقدار ربع فترة، ولكن أقل، لأن المقاومة النشطة قد انتهكت الطبيعة السعوية البحتة (التفاعلية) للدائرة، كما يتضح من المرحلة المخفضة يحول. الآن سيتم تحديد الجهد عند أطراف الدائرة كمجموع مكونين: المكون التفاعلي للجهد u c، الذي يتغلب على سعة الدائرة، والمكون النشط للجهد، الذي يتغلب على مقاومته النشطة.
كلما زادت المقاومة النشطة للدائرة، كلما كان تحول الطور أصغر بين التيار والجهد.
يتغير منحنى القدرة في الدائرة (انظر الشكل 3) مرتين خلال الفترة المكتسبة إشارة سلبية، وهو، كما نعلم بالفعل، نتيجة للطبيعة التفاعلية للدائرة. كلما كانت الدائرة أقل تفاعلاً، كلما كان تحول الطور بين التيار والجهد أصغر، وكلما زاد استهلاك المصدر الحالي للطاقة.
ردا على السؤال لماذا لا يمرر المكثف تيارا مباشرا بل يمرر تيارا مترددا؟ قدمها المؤلف سود 15 سودأفضل إجابة هي يتدفق التيار فقط طالما أن المكثف قيد الشحن.
في دائرة التيار المباشر، يتم شحن المكثف بسرعة نسبية، وبعد ذلك ينخفض التيار ويتوقف عمليا.
في دائرة التيار المتردد، يتم شحن المكثف، ثم يتغير الجهد القطبي، ويبدأ في التفريغ، ثم يتم شحنه في الاتجاه المعاكس، وما إلى ذلك - يتدفق التيار باستمرار.
حسنًا، تخيل وعاءً يمكنك صب الماء فيه فقط حتى يمتلئ. إذا كان الجهد ثابتًا، فسوف يمتلئ البنك ثم يتوقف التيار. وإذا كان الجهد متغيرًا، يتم سكب الماء في الجرة - سكبها - ملئها، وما إلى ذلك.
الإجابة من كزة رأسك في[مبتدئ]
شكرا يا شباب على المعلومات الرائعة !!!
الإجابة من أفوتارا[المعلم]
لا يمرر التيار في المكثف، بل يمكنه فقط الشحن والتفريغ
عند التيار المباشر، يتم شحن المكثف مرة واحدة ثم يصبح عديم الفائدة في الدائرة.
في التيار النابض، عندما يرتفع الجهد، فإنه يشحن (يتراكم في نفسه طاقة كهربائية)، وعندما يبدأ الجهد في الانخفاض من الحد الأقصى، فإنه يعيد الطاقة إلى الشبكة، مع استقرار الجهد.
في التيار المتردد، عندما يزيد الجهد من 0 إلى الحد الأقصى، يتم شحن المكثف، وعندما ينخفض من الحد الأقصى إلى 0، يتم تفريغه، مما يعيد الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة، وعندما تتغير القطبية، يحدث كل شيء بنفس الطريقة تمامًا ولكن مع قطبية مختلفة .
الإجابة من دافق[المعلم]
في الواقع، لا يسمح المكثف للتيار بالمرور عبر نفسه. يقوم المكثف أولاً بتجميع الشحنات على ألواحه - هناك فائض من الإلكترونات على إحدى اللوحات، ونقص في الإلكترونات على اللوحة الأخرى - ثم يطلقها، مما يؤدي إلى دائرة كهربائية خارجيةتعمل الإلكترونات ذهابًا وإيابًا - فهي تهرب من إحدى الصفائح، ثم تتجه إلى الثانية، ثم تعود. وهذا يعني أن حركة الإلكترونات ذهابًا وإيابًا في الدائرة الخارجية مضمونة، ويتدفق التيار فيها - ولكن ليس داخل المكثف.
يُطلق على عدد الإلكترونات التي يمكن أن تقبلها لوحة المكثف بجهد فولت واحد سعة المكثف، ولكن يتم قياسها عادةً ليس بتريليونات الإلكترونات، ولكن بوحدات السعة التقليدية - الفاراد (ميكروفاراد، بيكوفاراد).
عندما يقولون أن التيار يتدفق عبر مكثف، فهذا مجرد تبسيط. كل شيء يحدث كما لو أن التيار يتدفق عبر المكثف، على الرغم من أن التيار في الواقع يتدفق فقط من خارج المكثف.
إذا تعمقنا في الفيزياء، فإن إعادة توزيع الطاقة في المجال بين ألواح المكثف تسمى تيار الإزاحة، على عكس تيار التوصيل، وهو حركة الشحنات، أما تيار الإزاحة فهو مفهوم من الديناميكا الكهربائية المرتبطة بمعادلات ماكسويل ، مستوى مختلف تمامًا من التجريد.
الإجابة من حليمة[المعلم]
من الناحية الفيزيائية البحتة: المكثف عبارة عن انقطاع في الدائرة، نظرًا لأن حشواته لا تلمس بعضها البعض، فهناك عازل بينهما. وكما نعلم، فإن العوازل لا توصل الكهرباء. وبالتالي، لا يتدفق التيار المباشر من خلاله.
بالرغم من...
يمكن للمكثف الموجود في دائرة التيار المستمر أن يوصل تيارًا في لحظة توصيله بالدائرة (يحدث شحن أو إعادة شحن للمكثف)؛ وفي نهاية العملية العابرة، لا يتدفق تيار عبر المكثف، نظرًا لأن ألواحه مفصولة بـ عازل. في دائرة التيار المتردد، يقوم بإجراء تذبذبات التيار المتردد من خلال إعادة الشحن الدوري للمكثف.
وبالنسبة للتيار المتردد، فإن المكثف هو جزء من الدائرة المتذبذبة. إنه يلعب دور جهاز تخزين للطاقة الكهربائية، وبالاشتراك مع الملف، يتعايشان بشكل مثالي، ويحولان الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية ويعودان بسرعة/تردد يساوي أوميغا = 1/sqrt(C*L)
مثال: ظاهرة مثل البرق. أعتقد أنني سمعت ذلك. ورغم أن هذا مثال سيء، إلا أن الشحن يحدث هناك من خلال الكهربة، بسبب احتكاك الهواء الجوي على سطح الأرض. لكن الانهيار دائمًا، كما هو الحال في المكثف، يحدث فقط عند الوصول إلى ما يسمى بجهد الانهيار.
لا أعرف إذا كان هذا ساعدك :)
الإجابة من أسطورة@[مبتدئ]
يعمل المكثف بالتيار المتردد والتيار المباشر، لأنه مشحون بالتيار المباشر ولا يمكنه نقل تلك الطاقة إلى أي مكان، ولهذا يتم توصيل فرع عكسي بالدائرة من خلال مفتاح لتغيير القطبية من أجل تفريغها و إفساح المجال لأجزاء جديدة، لا تتناوب مع كل دورة، يتم شحن الشمعة وتفريغها بسبب انعكاس الأقطاب....
لقد كتب الكثير عن المكثفات، فهل يستحق إضافة بضعة آلاف من الكلمات إلى الملايين الموجودة بالفعل؟ سأضيفه! أعتقد أن العرض الذي سأقدمه سيكون مفيدًا. بعد كل شيء، سيتم ذلك مع الأخذ بعين الاعتبار.
ما هو المكثف الكهربائي
إذا تحدثنا باللغة الروسية، يمكن أن يسمى المكثف "جهاز تخزين". الأمر أكثر وضوحًا بهذه الطريقة. علاوة على ذلك، هذه هي الطريقة التي يتم بها ترجمة هذا الاسم إلى لغتنا. ويمكن أيضا أن يسمى الزجاج مكثف. فقط هو الذي يتراكم السائل في نفسه. أو حقيبة. نعم، حقيبة. وتبين أنه أيضًا جهاز تخزين. إنه يجمع كل ما نضعه هناك. ما علاقة المكثف الكهربائي بالموضوع؟ إنه مثل الزجاج أو الكيس، لكنه يتراكم فقط الشحنة الكهربائية.
تخيل الصورة: سلسلة تمر كهرباء، في طريقها هناك مقاومات وموصلات، وظهر مكثف (زجاج). ماذا سيحدث؟ كما تعلم، التيار هو تدفق الإلكترونات، وكل إلكترون له شحنة كهربائية. وبالتالي، عندما يقول شخص ما أن تيارًا يمر عبر دائرة، فإنك تتخيل ملايين الإلكترونات تتدفق عبر الدائرة. وهذه الإلكترونات نفسها، عندما يظهر مكثف في طريقها، هي التي تتراكم. كلما زاد عدد الإلكترونات التي نضعها في المكثف، زادت شحنته.
السؤال الذي يطرح نفسه هو: كم عدد الإلكترونات التي يمكن تجميعها بهذه الطريقة، وكم عدد الإلكترونات التي تناسب المكثف ومتى "يكفي"؟ هيا نكتشف. في كثير من الأحيان، للحصول على شرح مبسط للعمليات الكهربائية البسيطة، يتم استخدام المقارنة مع المياه والأنابيب. دعونا نستخدم هذا النهج أيضا.
تخيل أنبوبًا يتدفق من خلاله الماء. يوجد في أحد طرفي الأنبوب مضخة تضخ الماء بقوة إلى هذا الأنبوب. ثم ضع عقليًا غشاءًا مطاطيًا عبر الأنبوب. ماذا سيحدث؟ سيبدأ الغشاء في التمدد والتوتر تحت تأثير ضغط الماء في الأنبوب (الضغط الناتج عن المضخة). سوف يتمدد، يتمدد، يتمدد، وفي النهاية ستوازن القوة المرنة للغشاء قوة المضخة ويتوقف تدفق الماء، أو ينكسر الغشاء (إذا لم يكن هذا واضحًا، فتخيل بالونًا سوف ينكسر) تنفجر إذا تم ضخها أكثر من اللازم)! نفس الشيء يحدث في المكثفات الكهربائية. هناك فقط يتم استخدامه بدلاً من الغشاء الحقل الكهربائي، والذي يزداد مع شحن المكثف ويوازن تدريجيًا جهد مصدر الطاقة.
وبالتالي، فإن المكثف لديه شحنة محددة معينة يمكن أن تتراكم، وبعد تجاوزها، ستحدث انهيار عازل في مكثف سوف ينكسر ويتوقف عن أن يكون مكثفًا. ربما حان الوقت لإخبارك بكيفية عمل المكثف.
كيف يعمل المكثف الكهربائي؟
قيل لك في المدرسة أن المكثف هو شيء يتكون من لوحين ويوجد فراغ بينهما. كانت هذه الألواح تسمى لوحات المكثفات وتم توصيل الأسلاك بها لتزويد المكثف بالجهد. لذا فإن المكثفات الحديثة لا تختلف كثيرًا. تحتوي جميعها أيضًا على لوحات ويوجد عازل بين اللوحات. بفضل وجود عازل، تم تحسين خصائص المكثف. على سبيل المثال، قدرتها.
تستخدم المكثفات الحديثة أنواعًا مختلفة من العوازل الكهربائية (المزيد حول هذا أدناه)، والتي يتم حشوها بين ألواح المكثفات بأكثر الطرق تطورًا لتحقيق خصائص معينة.
مبدأ التشغيل
المبدأ العام للتشغيل بسيط للغاية: يتم تطبيق الجهد وتراكم الشحنة. العمليات الفيزيائية التي تحدث الآن لا ينبغي أن تثير اهتمامك كثيرًا، ولكن إذا أردت، يمكنك أن تقرأ عنها في أي كتاب عن الفيزياء في قسم الكهرباء الساكنة.
مكثف في دائرة العاصمة
إذا وضعنا مكثف لدينا في دائرة كهربائية(الشكل أدناه)، قم بتوصيل مقياس التيار الكهربائي على التوالي معه وقم بتطبيق تيار مباشر على الدائرة، ثم سترتعش إبرة مقياس التيار لفترة وجيزة، ثم تتجمد وتظهر 0A - لا يوجد تيار في الدائرة. ماذا حدث؟
سنفترض أنه قبل تطبيق التيار على الدائرة، كان المكثف فارغا (مفرغا)، وعندما تم تطبيق التيار، بدأ يشحن بسرعة كبيرة، وعندما تم شحنه (المجال الكهربائي بين لوحات المكثف يتوازن مع مصدر الطاقة) )، ثم توقف التيار (هنا رسم بياني لشحنة المكثف).
ولهذا السبب يقولون أن المكثف لا يسمح بمرور التيار المباشر. في الواقع، يمر، ولكن لفترة قصيرة جدًا، والتي يمكن حسابها باستخدام الصيغة t = 3*R*C (زمن شحن المكثف إلى 95% من الحجم الاسمي. R هي مقاومة الدائرة، C هي المقاومة سعة المكثف) هذه هي الطريقة التي يتصرف بها المكثف في دائرة التيار المستمر يتصرف بشكل مختلف تماما في دائرة متغيرة!
مكثف في دائرة التيار المتردد
ما هو التيار المتردد؟ يحدث هذا عندما "تجري" الإلكترونات أولاً هناك، ثم تعود مرة أخرى. أولئك. يتغير اتجاه حركتهم طوال الوقت. ثم، إذا كان التيار المتردد يمر عبر الدائرة مع المكثف، فسوف تتراكم شحنة "+" أو شحنة "-" على كل من لوحاته. أولئك. سوف يتدفق تيار التيار المتردد فعليًا. وهذا يعني أن التيار المتردد يتدفق "دون عوائق" عبر المكثف.
يمكن تصميم هذه العملية برمتها باستخدام طريقة القياس الهيدروليكي. توضح الصورة أدناه نظيرًا لدائرة التيار المتردد. يدفع المكبس السائل إلى الأمام وإلى الخلف. وهذا يتسبب في دوران المكره ذهابًا وإيابًا. اتضح أنه تدفق متناوب للسائل (نقرأ التيار المتردد).
لنضع الآن وسط مكثف على شكل غشاء بين مصدر القوة (المكبس) والدفاعة ونحلل ما الذي سيتغير.
ويبدو أن شيئا لن يتغير. تمامًا كما قام السائل بحركات تذبذبية، فإنه يستمر في القيام بذلك، تمامًا كما تذبذبت المكره بسبب ذلك، فسوف يستمر في التذبذب. وهذا يعني أن غشاءنا ليس عائقًا أمام التدفق المتغير. وينطبق الشيء نفسه على المكثف الإلكتروني.
والحقيقة هي أنه على الرغم من أن الإلكترونات التي تعمل في سلسلة لا تعبر العازل الكهربائي (الغشاء) بين ألواح المكثف، إلا أن حركتها خارج المكثف تكون متذبذبة (ذهابًا وإيابًا)، أي. تدفقات التيار المتردد. ايه!
وبالتالي، يمرر المكثف التيار المتردد ويمنع التيار المباشر. يعد هذا مناسبًا جدًا عندما تحتاج إلى إزالة مكون التيار المستمر في الإشارة، على سبيل المثال، عند إخراج/إدخال مضخم الصوت أو عندما تحتاج إلى النظر فقط إلى الجزء المتغير من الإشارة (تموج عند إخراج تيار مستمر مصدر الجهد).
مفاعلة مكثف
المكثف لديه مقاومة! من حيث المبدأ، يمكن افتراض ذلك من حقيقة أن التيار المباشر لا يمر عبره، كما لو كان مقاومًا ذو مقاومة عالية جدًا.
شيء آخر هو التيار المتردد - فهو يمر ولكنه يواجه مقاومة من المكثف:
و - التردد، ج - سعة المكثف. إذا نظرت بعناية إلى الصيغة، سترى أنه إذا كان التيار ثابتًا، فإن f = 0 وبعد ذلك (سامحني علماء الرياضيات المناضلون!) X c = ما لا نهاية.ولا يوجد تيار مباشر عبر المكثف.
لكن مقاومة التيار المتردد ستتغير حسب تردده وسعة المكثف. كلما زاد تردد التيار وسعة المكثف، قلت مقاومته لهذا التيار، والعكس صحيح. كلما تغير الجهد بشكل أسرع
الجهد، كلما زاد التيار عبر المكثف، وهذا ما يفسر انخفاض Xc مع زيادة التردد.
بالمناسبة، هناك ميزة أخرى للمكثف وهي أنه لا يطلق طاقة ولا يسخن! ولذلك، فإنه يستخدم في بعض الأحيان لتخفيف الجهد حيث يدخن المقاوم. على سبيل المثال، لتقليل جهد الشبكة من 220 فولت إلى 127 فولت. ومزيد من:
يتناسب التيار في المكثف مع سرعة الجهد المطبق على أطرافه
أين يتم استخدام المكثفات؟
نعم، أينما تكون خصائصها مطلوبة (عدم السماح للتيار المباشر بالمرور، والقدرة على تجميع الطاقة الكهربائية وتغيير مقاومتها حسب التردد)، في المرشحات، في الدوائر التذبذبية، في مضاعفات الجهد، إلخ.
ما هي أنواع المكثفات الموجودة؟
تنتج الصناعة الكثير أنواع مختلفةالمكثفات. كل واحد منهم لديه مزايا وعيوب معينة. بعضها لديه تيار تسرب منخفض، والبعض الآخر لديه سعة كبيرة، والبعض الآخر لديه شيء آخر. اعتمادا على هذه المؤشرات، يتم اختيار المكثفات.
هواة الراديو، وخاصة المبتدئين مثلنا، لا يزعجون أنفسهم كثيرًا ويراهنون على ما يمكنهم العثور عليه. ومع ذلك، يجب أن تعرف ما هي الأنواع الرئيسية للمكثفات الموجودة في الطبيعة.
تُظهر الصورة فصلًا تقليديًا جدًا للمكثفات. لقد قمت بتجميعها حسب ذوقي وأعجبني لأنه من الواضح على الفور ما إذا كانت المكثفات المتغيرة موجودة، وما هي أنواع المكثفات الدائمة الموجودة، وما هي العوازل الكهربائية المستخدمة في المكثفات الشائعة. بشكل عام، كل ما يحتاجه هواة الراديو.
تتميز بتيار تسرب منخفض، وأبعاد صغيرة، وتحريض منخفض، وقادرة على العمل بترددات عالية وفي التيار المستمر، ودوائر التيار النابض والمتناوب.
يتم إنتاجها في مجموعة واسعة من الفولتية والسعات التشغيلية: من 2 إلى 20000 pF، واعتمادًا على التصميم، يمكنها تحمل الفولتية حتى 30 كيلو فولت. ولكن في أغلب الأحيان ستجد مكثفات سيراميكية بجهد تشغيل يصل إلى 50 فولت.
بصراحة، لا أعرف إذا كان سيتم إطلاق سراحهم الآن. ولكن في السابق، تم استخدام الميكا كمادة عازلة في مثل هذه المكثفات. ويتكون المكثف نفسه من مجموعة من ألواح الميكا، حيث تم وضع الألواح على كلا الجانبين، ثم تم جمع هذه اللوحات في "حزمة" وتعبئتها في علبة.
تبلغ سعتها عادةً عدة آلاف إلى عشرات الآلاف من بيكوفوراد وتعمل في نطاق جهد يتراوح من 200 فولت إلى 1500 فولت.
المكثفات الورقية
تحتوي هذه المكثفات على ورق مكثف كمادة عازلة، وشرائط من الألومنيوم كألواح. يتم لف شرائح طويلة من رقائق الألومنيوم مع شريط من الورق يقع بينها وتعبئتها في مبيت. هذه هي الحيلة.
تأتي هذه المكثفات بسعات تتراوح من آلاف بيكوفوراد إلى 30 ميكروفورد، ويمكنها تحمل الفولتية من 160 إلى 1500 فولت.
تقول الشائعات أنها تحظى الآن بتقدير عشاق الموسيقى. لست متفاجئًا - فلديهم أيضًا أسلاك موصلة أحادية الجانب...
من حيث المبدأ، المكثفات العادية مع البوليستر كمادة عازلة. يتراوح نطاق السعات من 1 nF إلى 15 mF عند جهد تشغيل من 50 فولت إلى 1500 فولت.
المكثفات من هذا النوع لها ميزتان لا يمكن إنكارهما. أولاً، يمكن تصنيعها بتفاوت بسيط جدًا يصل إلى 1% فقط. لذلك، إذا كانت 100 pF، فإن السعة هي 100 pF +/- 1%. والثاني هو أن جهد التشغيل الخاص بهم يمكن أن يصل إلى 3 كيلو فولت (والسعة من 100 pF إلى 10 mF)
المكثفات كهربائيا
تختلف هذه المكثفات عن غيرها من حيث أنه لا يمكن توصيلها إلا بدائرة تيار مباشر أو نابض. إنهم قطبيون. لديهم زائد وناقص. هذا يرجع إلى تصميمهم. وإذا تم تشغيل هذا المكثف في الاتجاه المعاكس، فمن المرجح أن ينتفخ. وقبل أن ينفجروا أيضًا بمرح، ولكن بشكل غير آمن. هناك مكثفات إلكتروليتية مصنوعة من الألومنيوم والتنتالوم.
تم تصميم المكثفات الإلكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم تقريبًا مثل المكثفات الورقية، مع الاختلاف الوحيد وهو أن ألواح هذا المكثف عبارة عن شرائح من الورق والألومنيوم. يتم تشريب الورق بالإلكتروليت، ويتم وضع طبقة رقيقة من الأكسيد على شريط الألومنيوم، الذي يعمل بمثابة عازل. إذا قمت بتطبيق تيار متناوب على هذا المكثف أو قمت بإعادته إلى قطبية الخرج، فسوف يغلي المنحل بالكهرباء وسيفشل المكثف.
تتمتع المكثفات الإلكتروليتية بسعة كبيرة إلى حد ما، ولهذا السبب يتم استخدامها، على سبيل المثال، غالبًا في دوائر المقومات.
ربما هذا كل شيء. تُركت خلف الكواليس مكثفات ذات عازل كهربائي مصنوع من البولي كربونات والبوليسترين وربما العديد من الأنواع الأخرى. لكنني أعتقد أن هذا سيكون غير ضروري.
يتبع...
في الجزء الثاني، أخطط لعرض أمثلة على الاستخدامات النموذجية للمكثفات.
