ما هو مكثف القطبية: البناء وأنواعه

جرب أداة القضاء على المشاكل





المكثف هو مكون إلكتروني ، الذي يخزن الطاقة في شكل كهربائي عند الشحن ويُعرف أيضًا باسم مكون سلبي ذي طرفين أو مكثف ، يقاس بالفاراد (F). يتكون من لوحين معدنيين متوازيين مفصولين بفجوة مملوءة بـ a عازل واسطة. يتم تصنيفها إلى 3 أنواع وهي مكثف ثابت ومكثف مستقطب ومكثف متغير. عندما يكون للمكثف الثابت قيمة ثابتة للسعة ، يكون للمكثف المستقطب قطبين ('+ ve' و '-ve') ، وفي المكثف المتغير ، يمكن تغيير قيمة السعة اعتمادًا على التطبيق. تقدم هذه المقالة نظرة عامة على قطبية المكثف وأنواعها.

ما هو مكثف قطبية؟

تعريف: المكثف هو عنصر سلبي يخزن فيه كمية صغيرة من الشحنة. يتم تصنيفهم إلى نوعين ، أحدهما مكثف مستقطب (مكثف محدد بقطبته) ومكثف غير مستقطب آخر (مكثف غير محدد قطبيته). يتكون من 2 خيوط يتم تمثيلها على أنها أنود (+) وكاثود (-) كما هو موضح في المخطط أدناه. إذا كانت سعة المكثف ذات قطبية ثابتة ، يتم توصيلها بناءً على اتجاه قطبية الدائرة.




المكثفات المستقطبة وغير المستقطبة

المكثفات المستقطبة وغير المستقطبة

الدائرة المكافئة للمكثف

يتكون المكثف المثالي من لوحين معدنيين تفصل بينهما مسافة 'd'. يتم ملء الفجوة بين المكثف بوسط عازل يعمل كعازل. هذا البناء يجعل المكثف مكثفًا مثاليًا. لكن في العالم الحقيقي ، لا يمكن الحصول على مكثف مثالي بسبب تيار التسرب كلما تدفق التيار عبر المكثف. ومن ثم فإننا نبني دائرة مكافئة لمكثف تربط سلسلة مقاومة ”Rمسلسل'ومقاوم التسرب' Rتسرب' كما هو مبين أدناه.



حلبة مكثف

حلبة مكثف

تحديد قطبية المكثف

يمكن تحديد قطبية المكثفات بعدة طرق على النحو التالي.

بناءً على ارتفاع خيوط المكثف ، يمكننا تحديد القطبية السالبة والقطبية الموجبة. المكثف الذي يكون طرفه أطول هو محطة قطبية موجبة أو أنود والمكثف الذي يكون طرفه أقصر هو قطبية سالبة أو كاثود.

إذا لم يكن المكثف مستقطبًا ، فيمكننا توصيله في أي اتجاه. يمكننا بسهولة تحديد ما إذا كان غير مستقطب من خلال عرض علامة NP و BP على المكثف. بالنسبة لبعض المكثفات ، يوجد رمز موجب '+' و '-' على المكون.


مكثفات القطبية

مكثفات القطبية

أمثلة قطبية المكثف

تتضمن أمثلة قطبية المكثف ما يلي.

مكثف كبير

من الشكل أدناه ، يمكننا ملاحظة علامة DOT بالقرب من المحطة ، وهي محطة قطبية موجبة تُعرف أيضًا باسم الأنود ويشار إلى محطة أخرى على أنها محطة قطبية سالبة تُعرف باسم الكاثود. مؤشرات الأسهم على المكثف هي تعريف آخر للقطبية.

مكثف كبير

مكثف كبير

مكثف تمثيل السهم

من الشكل يمكننا أن نلاحظ سهمًا أسود اللون يشير إلى الطرف وهو طرف قطبي سالب.

تمثيل السهم

تمثيل السهم

أنواع المكثفات غير القطبية

المكثفات التي لم يتم تحديد قطبيتها هي مكثف غير قطبي. يمكن توصيله بأي شكل من الأشكال على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) . هناك أنواع مختلفة من المكثفات غير القطبية مثل

من بين المكثفات الأكثر استخدامًا هي مكثف خزفي ومكثف فيلم.

مكثف السيراميك

المكثف الخزفي هو قيمة مواسعة ثابتة ويتكون من مادة تسمى السيراميك. يُعرف أيضًا باسم المادة العازلة (مادة عازلة للكهرباء لا تسمح للتيار بالتدفق بحرية من خلالها). بشكل عام ، يتكون المكثف الخزفي من عدة طبقات متناوبة من السيراميك مع طبقة معدنية بينها (حيث تعمل المعادن المستخدمة في المكثف مثل الأقطاب الكهربائية). القطبين الموجودين هما قطبية موجبة وسالبة.

نوع السيراميك

نوع السيراميك

يتم تصنيف مكثف السيراميك أيضًا إلى فئتين ، حيث يتمتع مكثف السيراميك من الفئة 1 بثبات عالٍ وخسائر منخفضة ومكثف خزفي من الفئة 2 يتمتع بكفاءة عازلة عالية لتطبيقات الحجم ، والممر الجانبي ، والاقتران. هذه المكثفات متوفرة بأشكال وأحجام مختلفة. إنها تندرج تحت فئة المكثف غير المستقطب ، والتي يمكن توصيلها بأي شكل من الأشكال على PCB.

مكثف فيلم

يسمى مكثف الفيلم أيضًا مكثف بلاستيكي أو مكثف فيلم بلاستيكي ، مكثف فيلم بوليمر. يتم تصنيعها باستخدام غشاءين بلاستيكيين توضع على طولهما أقطاب معدنية داخل ملف أسطواني ومغلف. يتم تصنيفها إلى نوعين ، مكثف رقائق معدنية ، ومكثف فيلم معدني. تتمثل ميزة مكثف الفيلم في بنائه ومواد الفيلم المستخدمة. إنها فئة مكثف غير قطبية ، والتي يمكن توصيلها بأي شكل من الأشكال على PCB.

مكثف فيلم

مكثف فيلم

مكثف كهربائيا

ان مكثف كهربائيا هو مكثف مستقطب يتكون من الكاثود والأنود. الأنود عبارة عن معدن ، والذي على أنودة يشكل مادة عازلة والكاثود عبارة عن إلكتروليت صلب أو سائل أو هلام يحيط بالقطب الموجب. يجعل هذا البناء للمكثف الإلكتروليتي قيمة عالية جدًا للجهد والسعة على الأنود. يتم استخدامها في المناطق التي يتم فيها إعطاء إشارة الإدخال منخفضة التردد وتخزن طاقة أكبر. عادة ما يتم بناؤه بطريقتين.

المكثفات الالكتروليتية مستقطبة بتصميمها غير المتماثل. تعمل بجهد أعلى من جهد المكثفات الأخرى. يتم تمييز القطبية على أنها '+' مما يعني أنود و '-' تعني الكاثود. إذا كان الجهد المطبق أكبر من 1 أو 1.5 فولت ، فإن المكثف ينهار.

مكثف كهربائيا

مكثف كهربائيا

مزايا

فيما يلي المزايا

  • يخفض استهلاك الطاقة في الدائرة
  • تحتل مساحة أقل
  • يحمي الدائرة من التلف.

سلبيات

فيما يلي العيوب

  • فترات حياة أقل
  • إذا كان الجهد المطبق أكبر من سعة المكثف ، فقد ينهار المكثف
  • متصل في اتجاه القطبية
  • شديدة الحساسية للبيئة الخارجية.

التطبيقات

فيما يلي التطبيق

أسئلة وأجوبة

1). ما هو المكثف؟

المكثف هو جهاز يخزن فيه كمية صغيرة من الشحنة.

2). تصنيف المكثفات؟

يصنف المكثف إلى نوعين هما مكثف مستقطب ومكثف غير مستقطب.

3). الفرق بين المكثفات المستقطبة وغير المستقطبة؟

المكثف المسمى قطبيته على المكون هو مكثف مستقطب. ترتبط هذه الأنواع من المكثفات بناءً على اتجاه الدائرة والمكثف الذي لم يتم ذكر قطبيته في المكون هو مكثف غير مستقطب. يمكن توصيل هذا النوع من المكثفات في أي اتجاه على PCB.

4). ما هي أمثلة المكثفات غير المستقطبة؟

فيما يلي أمثلة على المكثفات غير القطبية

  • مكثف السيراميك
  • مكثف الميكا الفضي
  • مكثف بوليستر
  • مكثف البوليسترين
  • مكثف زجاجي
  • فيلم مكثف.

5). ما هي أمثلة المكثفات المستقطبة؟

يعتبر المكثف الكهربائي أفضل مثال على المكثفات المستقطبة ، حيث يتم استخدامه بشكل أساسي لتوفير مصدر جهد كبير.

وهكذا ، أ مكثف مكون إلكتروني الذي يخزن كمية صغيرة من الشحنة فيه. يتم تصنيفها إلى نوعين من المكثفات المستقطبة والمكثفات غير المستقطبة. يمكن تحديد قطبية مكثف معينة من خلال ارتفاع المكثف ، وعلامة NP و BP ، ورمز '+' و '-' وإشارات الأسهم على المكثفات. تستخدم المكثفات بشكل أساسي لمنع تسرب التيار في الدائرة.