المكثف هو جهاز كهربائي يخزن الطاقة في شكل مجال كهربائي. يتكون من لوحين معدنيين مفصولة بمادة عازلة أو غير موصلة. أنواع المكثفات مقسمة على نطاق واسع على أساس السعة الثابتة والسعة المتغيرة. الأهم هو مكثفات السعة الثابتة ، لكن المكثفات ذات السعة المتغيرة موجودة أيضًا. وتشمل هذه المكثفات الدوارة أو الانتهازي. المكثفات ذات السعة الثابتة مقسمة إلى مكثفات غشاء ، مكثفات خزفية ، كهربائيا ، ومكثفات فائقة الموصلية. اتبع الرابط لمعرفة المزيد أنواع المكثفات المختلفة . وصف مكثف السيراميك بمزيد من التفصيل في هذه المقالة.
أنواع المكثفات
قطبية ورمز مكثف سيراميك
توجد المكثفات الخزفية بشكل شائع في كل جهاز كهربائي وتستخدم مادة خزفية كعازل كهربائي. مكثف السيراميك هو جهاز غير قطبي ، مما يعني أنه ليس له قطبية. حتى نتمكن من توصيله في أي اتجاه على لوحة الدوائر.
لهذا السبب ، فهي عمومًا أكثر أمانًا من المكثفات الإلكتروليتية. فيما يلي رمز المكثف غير المستقطب. العديد من أنواع المكثفات ، مثل حبة التنتالوم ليس لها قطبية.
قطبية ورمز مكثف سيراميك
بناء وخصائص مكثفات السيراميك
المكثفات الخزفية متوفرة بثلاثة أنواع ، على الرغم من توفر أنماط أخرى:
- المكثفات الخزفية ذات الأقراص المحتوية على الرصاص للتركيب من خلال الفتحة المطلية بالراتنج.
- مكثفات السيراميك متعددة الطبقات (MLCC) المثبتة على السطح.
- نوع خاص من المكثفات الخزفية الخالية من الرصاص والميكروويف والمخصصة للجلوس في فتحة على لوحة الدوائر المطبوعة.
أنواع المكثفات الخزفية
مكثفات قرص السيراميك يتم تصنيعها عن طريق طلاء قرص خزفي بملامسات فضية على كلا الجانبين كما هو موضح أعلاه. مكثفات الأقراص الخزفية لها قيمة سعة تتراوح من حوالي 10pF إلى 100μF مع مجموعة متنوعة من تصنيفات الجهد ، بين 16V إلى 15 KV وأكثر.
للحصول على سعة أعلى ، يمكن تصنيع هذه الأجهزة من طبقات متعددة. ال MLCCs مصنوعة من مواد شبه كهربية وخلوية ومختلطة كبديل بطبقات مع ملامسات معدنية.
بعد الانتهاء من عملية التصفيف ، يصل الجهاز إلى درجة حرارة عالية ويتم تلبيد الخليط ، مما ينتج عنه مادة خزفية ذات الخصائص المرغوبة. أخيرًا ، يتكون المكثف الناتج من العديد من المكثفات الأصغر المتصلة بالتوازي ، مما يؤدي إلى زيادة السعة.
تتكون MLCCs من أكثر من 500 طبقة ، بسمك طبقة أدنى يبلغ حوالي 0.5 ميكرون. مع تقدم التكنولوجيا ، يقل سمك الطبقة وتزداد السعة بنفس الحجم.
تختلف عوازل المكثف الخزفي من مصنع لآخر ، ولكن المركبات الشائعة تشمل ثاني أكسيد التيتانيوم ، تيتانات السترونتيوم ، وتيتانات الباريوم.
بناءً على نطاق درجة حرارة العمل ، يتم تحديد انجراف درجة الحرارة والتسامح مع فئات مكثف سيراميك مختلفة.
مكثفات سيراميك فئة 1
فيما يتعلق بدرجة الحرارة ، فهذه هي المكثفات الأكثر استقرارًا. لديهم خصائص خطية تقريبا.
أكثر المركبات شيوعًا المستخدمة كمواد عازلة هي
- تيتانات المغنيسيوم لمعامل درجة حرارة موجبة.
- تيتانات الكالسيوم للمكثفات ذات معامل درجة الحرارة السالب.
مكثفات السيراميك فئة 2
تُظهر مكثفات الفئة 2 أداءً أفضل من حيث الكفاءة الحجمية ، ولكن هذا على حساب انخفاض الدقة والاستقرار. نتيجة لذلك ، يتم استخدامها عادةً للفصل والاقتران و تجاوز التطبيقات حيث الدقة ليست ذات أهمية قصوى.
- نطاق درجة الحرارة: -50 درجة مئوية إلى + 85 درجة مئوية
- عامل التبديد: 2.5٪.
- الدقة: متوسط إلى فقير
مكثفات السيراميك فئة 3
تقدم المكثفات الخزفية من الفئة 3 كفاءة حجمية عالية مع دقة ضعيفة وعامل تبديد منخفض. لا يمكنها تحمل الفولتية العالية. غالبًا ما يكون العازل الكهربائي المستخدم هو تيتانات الباريوم.
- سيغير مكثف الفئة 3 سعته بنسبة -22٪ إلى + 50٪
- نطاق درجة حرارة + 10 درجة مئوية إلى + 55 درجة مئوية.
- عامل التبديد: من 3 إلى 5٪.
- سيكون لها دقة رديئة إلى حد ما (عادة 20٪ أو -20 / + 80٪).
يستخدم نوع الفئة 3 عادةً للفصل أو في نوع آخر مزود الطاقة التطبيقات التي لا تمثل الدقة فيها مشكلة.
قيم مكثفات قرص السيراميك
يتكون رمز مكثف قرص السيراميك عادةً من رقم مكون من ثلاثة أرقام متبوعًا بحرف. من السهل جدًا فك التشفير للعثور على قيمة المكثف.
قيم مكثفات قرص السيراميك
يشير أول رقمين مهمين إلى أول رقمين من قيمة السعة الفعلية ، وهي 47 (المكثف أعلاه).
الرقم الثالث هو المضاعف (3) ، وهو × 1000. يشير الحرف J إلى التسامح بنسبة ± 5٪. نظرًا لأن هذا هو نظام تشفير EIA ، فستكون القيمة في picofarads. لذلك ، فإن قيمة المكثف أعلاه هي 47000 بيكو فاراد ± 5٪.
جدول نظام ترميز تقييم الأثر البيئي
على سبيل المثال ، إذا تم تمييز المكثف على أنه 484N ، فإن قيمته هي 480000 pF ± 30٪.
تطبيقات المكثفات الخزفية
- تستخدم المكثفات الخزفية بشكل رئيسي في دائرة الرنين في محطات الإرسال.
- تستخدم المكثفات عالية الطاقة من الفئة 2 في إمدادات طاقة الليزر عالية الجهد ، وقواطع دوائر الطاقة ، وأفران الحث ، إلخ.
- غالبًا ما تستخدم المكثفات المثبتة على السطح في لوحات الدوائر المطبوعة وتطبيقات عالية الكثافة.
- يمكن أيضًا استخدام المكثفات الخزفية كمكثف للأغراض العامة ، نظرًا لعدم قطبية هذه المكثفات وهي متوفرة في مجموعة كبيرة ومتنوعة من السعات وتقديرات الجهد والأحجام.
- تستخدم مكثفات قرص السيراميك عبر الفرشاة محركات التيار المستمر لتقليل ضوضاء التردد اللاسلكي.
- يتم تصنيف MLCC المستخدمة في لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) للجهود من بضعة فولتات فقط إلى عدة مئات من الفولتات ، اعتمادًا على التطبيق.
أخيرًا من المعلومات الواردة أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن هذه المكثفات تستخدم السيراميك كعزل كهربائي. نظرًا لخصائصهم غير القطبية ، يمكنهم الاتصال في أي اتجاه على لوحة الدائرة. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي شكوك بشأن هذا المفهوم أو تنفيذه مشاريع الهندسة الإلكترونية ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي الأنواع المختلفة لمكثفات السيراميك؟
