6 أسباب لنزول ماء من اسفل الثلاجة (بعضها غير متوقع)

المكثفات الكهربائية وأنواعها

المكثفات الكهربائية أو المواسعات (Capacitor) هي واحدة من اهم عناصر الدائرة الكهربائية، وببساطه المكثف عنصر شحن وتفريغ ،بمعني أنه عنصر كهربائي يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية أثناء عملية الشحن علي شكل مجال كهربائي وإطلاقها أثناء عملية التفريغ. وهو عنصر واسع الاستخدام ويوجد منه أنواع عديده .

المكثفات الكهربائية وأنواعها

تعد المواسعات Capacitors من العناصر المهمة المستخدمة في الدارات الكهربائية والإلكترونية، مثل المقاومات، وما يميزها أنها تخزن الطاقة الكهربائية وتعيد تفريغها، وهذه الخصيصة أدت إلى استخدام المواسع الكهربائي في عديد من المجالات، نذكر منها :

• تخزين الطاقة الكهربائية.
• بدء دوران محركات التيار المتناوب أحادي الطور.
• منع مرور التيار المباشر.
• التخلص من الإشارات الكهربائية غير المرغوب فيها في الدارات الكهربائية.
• رفع عامل القدرة في الشبكات الكهربائية.
• استخدامها في المرحلات الزمنية.
• -استخدامها في دارات التقويم والتنعيم .

المكثفات الكهربائية وأنواعها

تعريف المكثف Capacitor

المكثف هو عنصر يستعمل لتخزين الطاقة الكهربائية بفعل الإجهاد الكهروستاتيكي في المادة العازلة (electrostatic stress) .

تركيب المكثف الكهربائي              

ويتكون المكثف الكهربي من لوحين من مادة موصلة بينهما مادة عازلة يطلق عليها اسم العازل الكهربائي  ويتحدد  نوع المكثف على حسب المادة العازلة المستخدمة في صناعته، فإدا كانت المادة العازلة هي الهواء فيطلق على المكثف في هذه الحالة اسم المكثف الهوائي، وإذا كانت مصنوعة من مادة البلاستيك سمي مكثف بلاستيك، وإذا كانت المادة العازلة من الميكا أطلق على المكثف اسم مكثف ميكا وإذا كانت من السيراميك أطلق على المكثف اسم المكثف السيراميك، أما إذا استخدم محلول كيماوي كمادة عازلة أطلق على المكثف اسم المكثف الكيماوي أو الالكتروليتي.

سعة المكثف

تعرف سعة المكثف (Capacitance) بقدرته على تخزين الطاقة الكهربائية عند فرق جهد معين بين سطحيه. وهى تعرف أيضا بقدرة المكثف على تخزين الشحنة الكهربائية عند فرق جهد معين. تقاس سعة المكثف بوحدة تسمى الفاراد (F) .

رمز المكثف الكهربائي

رمز المكثف الكهربائي 

توصيل المكثف الكهربائي

هناك نوعان من توصيل المكثفات الكهربائية هم:

1. توصيل المكثفات على التوالي
2. توصيل المكثفات على التوازي

يمكنك التعرف علي طرق توصيل المكثف بشكل تفصيلي من خلال المقال التالي: توصيل المكثفات

أنواع المكثفات الكهربائية

كما ذكرنا تسمي المكثفات طبقا لنوع المادة العازلة وفي العموم تصنف المكثفات تبعا لنوع المادة العازلة التي تكون بين لوحي المكثف والتي تكون من الورق أو البوليستر أو الميكا أو مادة كيميائية... الخ . أو يمكن تصنيفها من حيث النوع فيوجد مكثفات ثابتة وأخرى متغيره ويمكن تصنيفها من حيث القطبية فالمكثفات الكيميائية مثل ( "الألمونيوم أو التنتاليوم TANTALUM ) هي مكثفات ذات قطبية أما باقي الأنواع فهي بدون قطبية.

المكثفات بدون قطبية 

 تتمير هذه الأنواع بعدم القطبية وثبات القيمة و إمكانية الحصول على دقة عالية لذلك تستخدم في دوائر التوقيت و ضبط التردد. وهذه المكثفات تستخدم مع الآلات والموتورات كبادئ إدارة أو مساعد بدء لتشغيل الموتورات ولتحسين معامل القدرة للمكونات وتكون عادة بقيمة واحد ميكروفاراد فأكثر .

وميزة هذه المكثفات أنها تتعرض لجهود مترددة عالية 220 فولت أو أعلى وتصل إلى أكثر من ألاف الفولتات أحيانا كثيرة وأيضا تحمل تيارا كبيرا بدءا من ٠.٠١ أمبير إلى بضع مئات من الأمبير. وفى حالات تحسين معامل القدرة يراعى في تصميمها تشتيت الحرارة التي قد تتولد نتيجة ظروف التشغيل لذلك تكون كلها عديمة القطبية .
مميزات المكثفات التي بدون قطبية :

•  تتحمل جهودا عالية.
•  صلبة ميكانيكيا 
•  ذات كفاءة عالية لتقليل الحرارة 
• جيدة التهوية 

ومن هذه الأنواع سنتعرف علي :

المكثفات ذات العازل الهوائي

المكثفات ذات العازل الهوائي

تستخدم المكثفات ذات العازل الهوائي في المعامل كسعات قياسية ولها أشكال كثيرة أخرى منها ما يستخدم في دوائر التوليف في أجهزة( الراديو ). والمكثفات الهوائية تتكون من مجموعة ألواح ثابتة ومجموعة أخرى من الألواح المتحركة بحيث تتغير سعة المكثف كلما تغيرت الألواح المتحركة داخل الألواح الثابتة.

المكثفات ذات العازل الورقي

او المكثفات الورقية حيث تتكون الأقطاب من رقائق معدنية (عاده من الألومنيوم) معزولة بطبقات من الورق المشبع بالزيت أو الشمع ، وتلف المجموعة معا ثم تغلف بماده كيميائية، أو تحفظ في وعاء معدني صغير محكم الإغلاق أو في أناء معدني مملوء بالزيت, وذلك من اجل زيادة خاصية العزل في الورق, وتقليل التأثر بالحرارة الزائدة. وتتراوح قيم المكثفات الورقية بين 3000بيكو فاراد و4ميكرو فاراد وفولتيه تشغيل المكثفات الورقية نادرا ما تتعدي 600فولت، أما عن استخدامها فتستخدم في المحركات التي تعتمد علي المكثفات.

المكثفات ذات غشاء البلاستيك العازل

تستخدم هذه الأنواع أغشية من مادة البلاستيك بدلا من صفائح الورق ولهذا النوع استعمالات كثيرة في التطبيقات الإلكترونية ومن الممكن أن نجد منها مكثفات رخيصة الثمن، يمكن الاعتماد عليها لحد كبير، وعامه فإن تركيب هذا النوع يماثل المكثفات الورقية، ومن المواد العازلة الشائعة الاستخدام في هذه المكثفات(البوليسترين. البوليستر، البوليكربونات).

المكثفات ذات العازل المختلط

وهي مكثفات صغيرة الحجم تعمل عيل جهود منخفضة وهي مكثفات تدمج المواد العازلة من اغشية البلاستيك مع الورق المشبع بالزيت.

المكثفات ذات عازل الميكا

مكثفات الميكا

الميكا هو معدن يمكن أن ينشطر بسهوله إلى ألواح رقيقة متجانسة. ويمكن أن تتداخل الميكا مع رقائق معدنية على هيئة مكثف متعدد الألواح بحيث يتم ربطها كلها لتكون وحدة متجانسة.

المكثفات ذات العازل الخزفي

أو المكثفات الخزفية تحتوي هذه المكثفات على طلاء معدني فوق الوجوه المتقابلة لأقراص وأقداح وأنابيب خزفية.

المكثفات ذات القطبية  

المكثفات القطبية 

وهي المكثفات التي لها قطبية فنجد هذه المكثفات ذات طرفين بقطبية ( + , -) وتستخدم هذه المكثفات في دوائر التيار المستمر وفي دوائر التنعيم وعادة ما يكتب على
غلافها الخارجي قيمتها بالمايكرو فاراد وقيمة الجهد الذي يتحمله ودرجة الحرارة التي تتحملها ونذكر منها :

المكثفات الكيميائية (الالكتروليتي)

المكثفات الكيميائية

تحتوى هذه المكثفات على محلول كيماوى مثل أكسيد الألمونيوم يرسب كمادة عازلة على أحد لوحي المكثف أو على كليهما، والغالبية العظمى من المكثفات الإلكتروليتيه هي مكثفات مستقطبة بمعنى أن فرق الجهد بين أطرافها لابد وأن يكون صحيحالقطبية فإذا انعكست القطبية اختل عملها كمكثف وقد يمر تيار كبير داخل المكثف ومن المحتمل أن يؤدي ضغط الغاز المتولد في الداخل إلى تصدع المكثف وانفجاره بعنف شديد.

 وهذا النوع يستخدم كمرشحات لإمكانية الحصول على قيم كبيرة تصل لقرابة الفاراد ولكن لا يصلح استخدامه في دوائر الزمن أو التوقيت أو ضبط التردد لعدم ثبات قيمته وكونه وحيد القطبية أى أن عكس الجهد عليه يجعله موصل للتيار و يحدث قصر(شورت) وسخونة ثم يتلف. ولا يصلح لاستخدامه للترددات العالية.

مكثفات التنتاليوم

 أو مواسعات التنتاليوم الإلكتروليتية حيث يمكن استخدام التنتاليوم بدلا من الألومنيوم، ويسمى المكثف في هذه الحالة مكثف التنتاليوم، وهي أكثر تكلفة من مواسعات الألومنيوم الإلكتروليتية، إلا أنها تمتاز على نظيراتها من مواسعات الألومنيوم بصغر حجمها، وثبات سعتها مع تغيرات درجة الحرارة، وطول فترة صلاحيتها عند التـخزين .

المكثفات متغيرة القيمة Variable capacitors

المكثفات متغيرة القيمة Variable capacitors

يتكون هذا النوع من المكثفات من صفائح متوازية من الألومنيوم أو النحاس، على شكل دائري أو بيضاوي، مثبتة على محور قابل للدوران، بطريقة تسمح لهذه الصفائح بالتداخل مع مجموعة من صفائح أخرى، مساوية لها في المساحة، وتكون المادة العازلة في هذا النوع من المكثفات هي الهواء.

 وتستخدم هذه المواسعات غالباً في أجهزة الراديو، ويمكن الحصول على سعات مختلفة منها حسب وضع الألواح وتداخلها بعضها مع بعض، فعندما تتداخل الصفائح الدوارة كليا مع الصفائح الثابتة، تكون سعة المواسع عند قيمتها العظمى، أما عندما تدور الصفائح إلى الوضع المفتوح كليا، فتكون السعة عند قيمتها الصغرى.

المواصفات الفنية للمواسعات (المكثفات) 

هل فكرت في اختيار مكثف معين لتستخدمه في دائرة كهربائية معينة؟ ما الأمور الفنية التي يجب مراعاتها في ذلك؟

للمكثفات مواصفات فنية معينة يجب مراعاتها عند اختيار مكثف ما لاستخدام محدد، وأهم هذه المواصفات.

• السعة: القيمة الإسمية للمواسعات المعبر عنها، إذ تصنع المواسعات بسعات متفاوتة تتراوح بين بضع من البيكوفاراد وآلاف عدة من الميكروفاراد، ويعتمد عمل المواسع على السعة في الدارات الكهربائية.
• فولطية التشغيل: الفولطية النموذجية لعمل المواسع، ولا تزيد عادة عن ربع فولطية الانهيار لذلك المواسع، علما بأن فولطية الانهيار هي الفولطية التي تنهار عندها الطبقة العازلة الموجودة بين لوحي المواسع والتي تودي إلى تلفه ،وتتناسب هذه الفولطية مع سمك الطبقة العازلة .
• نوع المواسع: تختلف المواسعات بحسب نوع العازل المستخدم بين لوحي المواسع.
• معامل درجة الحرارة: مقدار تغير سعة المواسع مع تغير درجة الحرارة درجة سيليسوس.