المكثف
يُعتبر المكثف أحد المكونات الأساسية المستخدمة في عدد كبير من الأجهزة الإلكترونية، ويتميز بتنوع أنواعه المتاحة اليوم. يُعرف المكثف كجهاز خاص له القدرة على تخزين الطاقة الكهربائية في مجال كهربائي.
أنواع المكثفات
توجد عدة أنواع من المكثفات، وأهمها:
المكثف العازل
يعد المكثف العازل من أكثر الأنواع شيوعًا. يتطلب استخدامه تعديل سعته لضبط أجهزة الإرسال والاستقبال، وخاصة أجهزة الراديو. يتميز هذا النوع بتركيبه المتعدد الألواح الموزعة في فراغ، ويتكون من مجموعة من الألواح الثابتة وأخرى متحركة تتنقل بين الألواح الثابتة.
مكثف الفيلم
يُعتبر مكثف الفيلم من الأنواع الأكثر انتشارًا ويمثل جزءاً من عائلة مكثفات واسعة. تتراوح سعة مكثفات الفيلم عادة بين (5pF-100uF) وفقًا لنوع المكثف الفعلي وعلاماته التصنيفية. وتختلف أشكاله وأنماطه، حيث تشمل علبًا بأشكال بيضاوية، دائرية، ومستطيلة، وتُغلف بشكل كامل بمادة معدنية.
مكثف السيراميك
يمتاز مكثف السيراميك بتركيبه الذي يعتمد على قرصين مغطسين بمادة خزفية، مثل البورسلين أو الفضة. تتراص هذه الأقرص معًا لتشكيل مكثف، وعادةً ما يتراوح حجم القرص بين (3-6 مم) لمكثفات ذات سعة منخفضة. تتميز هذه المكثفات بوجود ثابت عازل مرتفع وتُستخدم في التطبيقات التي تحتاج إلى سعة عالية بأبعاد مادية صغيرة.
استخدامات المكثفات
تتعدد استخدامات المكثفات بمختلف أنواعها، ومن أبرزها:
- التوقيت
تستخدم المكثفات في الدوائر التي تعتمد على الوقت، حيث يتم شحنها وتفريغها بفترات منتظمة. بإمكانها العمل مع الصمامات الثنائية الباعثة للضوء أو أنظمة مكبرات الصوت، مما يؤدي إلى إنشاء أضواء وامضة أو أصوات تنبيه منتظمة.
- تجانس الكهرباء
تتغير الكهرباء التي تأتي من مصادر تيار متردد بشكل دوري، مما يعني أن الشحنات في الدائرة تتبدل بين الموجب والسالب باستمرار. ومع ذلك، تعتمد العديد من الأجهزة المنزلية على الكهرباء المستمرة باستخدام المكثف، الذي يقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر عبر عملية تجانس التيار.
- الاقتران
يمكن للمكثفات، بمختلف أنواعها، أن تسمح بمرور التيار المتردد مع منع مرور التيار المستمر، مثلما يحدث في مكبرات الصوت التي تحول التيار المتردد إلى صوت. وهذا يسمح بتفادي التلف الناتج عن مرور التيار المباشر، حيث يعمل المكثف على منع هذه الظاهرة.
- الضبط
تُستخدم المكثفات القابلة للتعديل لضبط الدوائر في أنظمة الراديو، حيث يتم ربطها بمذبذب (LC) التي تشحن المكثف ثم تُفرغ شحناتها في أسلاك ملف. تُحدث هذه العملية مجالًا مغناطيسيًا، وعندما تتفريغ المكثف بالكامل، يبدأ هذا المجال بالتلاشي، ثم يتم إعادة شحن المكثف، مما يؤدي إلى وجود تيار شحن وتفريغ منتظم يمكن تغييره بواسطة تغيير المكثف. إذا كان تردد هذه الفترات الزمنية متساويًا مع تردد محطة إذاعية قريبة، فإن مكبر الصوت في الراديو يساعد في تعزيز تلك الإشارة، مما يُتيح للمستخدم سماع البث.
- تخزين الطاقة
في بعض الحالات، مثل دارات الفلاش في الكاميرات، يحتاج المستخدم إلى جمع الطاقة ثم إطلاقها دفعة واحدة، وهو بالضبط مبدأ عمل المكثف. عند الضغط على زر الالتقاط، تُحرر شحنة من المكثف، وعند وصول المكثف إلى مستوى الشحن المثالي، يتم تفريغه، مما يُنتج ومضة.