المكثف

يُعتبر المكثف أحد المكونات الرئيسية المستخدمة في شتى الأجهزة الإلكترونية، ويتمتع بتنوع كبير في الأنواع المتاحة حاليًا. يعمل المكثف كجهاز فعّال في تخزين الطاقة الكهربائية داخل مجال كهربائي.

أنواع المكثفات

تشمل الأنواع المختلفة من المكثفات:

مكثف عازل

المكثفات العازلة تُعتبر الأكثر استخدامًا في التطبيقات المختلفة. يتطلب استخدامها ضبط السعة لتحقيق التشغيل الأمثل لأجهزة الإرسال والاستقبال وأجهزة الراديو. تتميز هذه المكثفات بتصميم يتضمن مجموعة من الصفائح المتباعدة والتي تعتمد على الهواء، تضم مجموعة من الألواح الثابتة بالإضافة إلى ألواح متحركة تُدخل بين الألواح الثابتة.

مكثف فيلم

يعتبر مكثف الفيلم من الأنواع الأكثر توفرًا، حيث يشكل جزءًا من عائلة كبيرة من المكثفات. تتراوح سعة هذا النوع بين (5pF-100uF) وتعتمد على نوع المكثف نفسه ودرجة تحمله للجهد. كما يتوفر بمجموعة متنوعة من الأشكال مثل البيضاوي، الدائري، والمستطيل، وغالبًا ما يأتي في علب معدنية مغلقة.

مكثف سيراميك

يتكون مكثف السيراميك من قرص سيراميكي مطلي بمواد عازلة، ويتم تجميعه معًا ليشكل مكثفًا. يتراوح حجم الأقراص السيراميكية المستخدمة في المكثفات ذات السعة المنخفضة بين (3-6 مم)، وتتميز المكثفات السيراميكية بارتفاع ثابتها العازل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب سعة عالية في حجم صغير.

استخدامات المكثفات

تستخدم المكثفات في مجموعة متنوعة من التطبيقات، ومن بين أهم هذه الاستخدامات:

• التوقيت

يمكن استخدام المكثفات في الدوائر الزمنية لأنها تشحن وتفرغ في فترات زمنية منتظمة. يمكن ربطها بصمامات ثنائية باعثة للضوء أو أنظمة مكبرات الصوت؛ حيث يمكن أن يؤدي أي ضوء وامض أو صفير منتظم إلى استخدام المكثف كأداة توقيت.

• تجانس الكهرباء

تتأرجح الكهرباء من مصادر التيار المتردد بشكل منتظم، مما يعني أن الشحنة في الدائرة تتغير بين القيم الموجبة والسالبة. الكثير من الأجهزة المنزلية تستخدم الكهرباء المستمرة التي تمنحها المكثفات، حيث يقوم المكثف بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر من خلال عملية تجانس.

• الاقتران

تمكن المكثفات من تمرير التيار المتردد بينما تعيق مرور التيار المستمر، الأمر الذي يكون حيويًا في نظام مكبر الصوت الذي يعمل على تحويل التيار المتردد إلى صوت. إذا تعرض النظام لتيار مباشر، قد تُلحق به أضرار؛ لكن استخدام المكثف يضمن عدم حدوث ذلك.

• الضبط

تُستخدم المكثفات المتغيرة لضبط الدوائر في أنظمة الراديو، حيث يتم توصيلها بمذبذب (LC) الذي يقوم بشحن المكثف، ثم يُفرغ الشحن في ملف سلكي، مما ينتج عنه توليد مجال مغناطيسي. بعد تفريغ المكثف، يبدأ المجال المغناطيسي بالتراجع، ويتم إعادة شحن المكثف مجددًا، مما يؤدي إلى تيار شحن وتفريغ يتكرر بانتظام، ويمكن تغيير هذا التردد عن طريق تعديل المكثف. إذا كان هذا التردد قريبًا من تردد محطة راديو، يعزز مكبر الصوت الإشارة الصوتية، مما يمكن المستمع من تلقي البث.

• تخزين الطاقة

في بعض التطبيقات مثل دائرة الفلاش في الكاميرا، تتطلب الحاجة لتخزين الطاقة ثم التخلص منها بشكل مفاجئ. تعتمد هذه الفكرة تمامًا على مبدأ عمل المكثف. يتم ضغط الزر لالتقاط الصورة مما يؤدي إلى تفريغ الشحنة المخزنة في المكثف عند بلوغ ذروته، وبالتالي يتم توليد وميض.