المكثفات

موضوع: المكثفات الأربعاء ديسمبر 08, 2010 8:56 am

المكثفات
المكثف هو عنصر كهربائي يتألف من صفيحتين معدنيتين بينهما عازل وتتوقف نوعية المكثف على نوعية العازل بين لبوسيه ويكون الاختلاف هنا بمثابة الناقلية فكل نوع من المواد العازلة له مقاومة نوعية تختلف عن الآخر وتتم حساب إعاقة المكثف من العلاقة التالية
Xc=1÷(2×3.14×f×c) حيث : Xc : إعاقة المكثف وتقدر بالأوم
3.14 : وهي قيمة ( بي ) في العلاقات الرياضية كتلك الموجودة في حساب نصف قطر الدائرة ولم أجد لها رمز عندي
F : وهي قيمة التردد المطبق على المكثف
C : وهي قيمة سعة المكثف
ومن خلال العلاقة نجد أن إعاقة المكثف تتناسب عكسيا من سعته ويمكننا حساب قيمة أية مكثف تريد وضعه في أية دارة من خلال هذه العلاقة أيضا .
ويجب علينا أن نعلم أن المكثف يبدي إعاقة عالية أمام التردد المنخفض والعكس صحيح وتفيد هذه الخاصية في وصل المكثف مع منبع تغذية متناوب ذو تردد منخفض أي يمكننا الاستغناء عن المحول في دارات إلكترونية نريد تصميمها ولكن يجب أن تكون ذات استطاعة ضئيلة لأنه لا وجد مكثف يتحمل الإستطاعات العالية بسبب التيار لزائد فالتيار الزائد بالمكثف يرفع درجة حرارته ويتلفه بسبب حالة الدفع والشد القوية التي ستحصل بداخله و نوعية المواد المستخدمة للعزل إذ أن المقاومة النوعية للمواد العازلة تنخفض عند التيارات والجهود العالية وكما نعلم فإن النايلون عازل للكهرباء ولكنه عند الجهد 1200 فولت يصبح ناقلا ومن هنا تأتي خطورة وضع المكثف عند الجهود والتيارات المرتفعة .
وكحل مثالي يحبذ أن يشغل المكثف بتيار من مرتبة الميلي أمبير .
وللمكثف استخدامات كثير منها أنه يقوم المكثف بربط الدارات مع بعضها ( دارات التكبير) كما يقوم على تمرير التيار المتناوب وحجب التيار المستمر ( في دارات الهوائي في التلفاز ) وتوليد الإشارات ( في أجهزة الرادار والإرسال ) والتردد المطلوب ( في المعالجات الحاسوبية والمذبذبات ) من خاصية الشحن والتفريغ لديه ويستخدم كمعوض للجهد ( في دارات التقويم ) وفي دارات التمرير ( دارات كبت ارتداد الفولتية المنتجة من المحركات ) وفي دارات التوقيت ( في المؤقتات ) وكمصدر لحظي لفولتية عالية ( كما في دارات صعق الحشرات وفلاشات الكاميرات ) وله أيضا استخدام في دارات الترشيح ( كما في دارات التحكم اللاسلكية والإرسال والاستقبال) وللمكثفات أنواع عديدة حسب موضعه في الدارة وحسب نوع العمل المطلوب منه , وكل نوع مصنوع من مادة عازلة تتناسب مع العمل المراد وضعه فيه فهناك مكثفات عازلها مادة السيراميك ومكثفات عازلها الهواء ومكثفات عازلها التيتانيوم ومكثفات عازلها مواد كيماوية ولذلك يسمى كل مكثف حسب نوع المادة العازلة بين لبوسيه ( أقطابه ) مثلا مكثف كيميائي أي عازله مادة كيميائية خاصة ,وهناك نوعان للمكثفات مكثفات ( ثابتة ومتغيرة ) فالمكثفات الثابتة تضم جميع ما ذكر من أنواع المكثفات أما المكثفات المتغيرة فتشمل الكل عدا المكثفات الكيماوية .وللمكثفات الكيميائية عدة تطبيقات لذلك تصنع على أساس العمل المطلوب منها .ويوجد عدة أشكال للمكثفات كما يلي :

وكل ذلك يتم من خلال خاصية التغيير فبدون تغيير على لبوس ( قطب ) المكثف لا يستجيب المكثف ويصبح كحاجب للتيار المستمر فقط وهنا مربط الفرس إن كان لا يوجد تغيير فلا حياة لمن تنادي المكثف خارج التغطية .
ولنعتبر أن هذا الكلام السابق بمثابة قاعدة يجب التقيد بها لكي نستفيد من المكثف فبدون تغيير سوف يقوم المكثف على الشحن من مصدر التغذية وبعدها سوف يتوقف إذا لم يكن هناك تغيير في الجهد أو التيار وهناك خاصية ثانية هي أن المكثف يقدم الفولت على التيار إي أنه يؤخر التيار مقدار نصف موجة يعني أنه يحجز الفولت مقدار نصف موجه ويمرر التيار مباشرة وحفظه أمين أي لا يضيع أية قيمة للجهد .
وكلنا نعلم أن ربط المكثفات على التفرع يزيد من سعتها وربطها على التسلسل ينقصها وتعتبر المكثفات ذات ممانعة عالية أمام التردد المنخفض وممانعة منخفضة أمام التردد العالي .
والآن سنقوم على شرح كيفية استخدام المكثف كمقاومة
لنفرض انك تريد وصل دارة ما بها حاكمة كهربائية (ريليه ) ومضخم عملياتي وبعض القطع الأخرى وبما أننا استخدمنا الريليه فيجب الاكتفاء بالريليه دون الالتفات إلى الحمل لأن تماسات الريليه هي التي ستتحمل جهد وتيار الحمل ولكي نستطيع أن نشغل الريليه بشكل مناسب يجب أن نحضر الريليه ونحدد فولتيته ومن خلال فولتيته وقياس مقاومة ملفه بواسطة الآفو سنحصل على التيار المسموح المرور بداخله ولو فرضنا أننا أتينا بريليه ذو فولتية 12 فولت وقسنا قيمة مقاومة ملفه وسنجدها تساوي 400أوم ومن قانون أوم سنحصل على التيار المثالي لتمريره عبر المكثف وسيكون 0.03أمبير والآن سنقوم على حساب بقية قيم التيارات التي ستستهلك بالدارة ولنفرض 0.002 أمبير وعندها سيكون عندنا التيار الكلي المار بالدارة هو 0.032 أمبير وبما أننا حصلنا على التيار سيكون هذا كافي لحساب قيمة المكثف مع العلم أن مصدر التغذية هو 220 فولت 50 هرتز وهو التيار العام في سوريا .
ولحساب سعة المكثف المطلوب وضعه على مدخل الدارة لكي يعمل بشكل جيد نقوم على حساب إعاقته التي سيبديها أمام التيار لنحصل على جهد وتيار نحن نريدهما ويكون ذلك كما يلي : بما أن الإعاقة تحسب من العلاقة التالية Xc=1÷(2×3.14×f×c)
نعوض القيم ونرى
Xc نحصل عليها بتطبيق قانون أوم ويكون ذلك كما يلي : Xc=v÷i فيكون Xc= 220÷0.032ومنه Xc=6875 أوم .
وبالتعويض بالعلاقة نجد 6875=1÷(2×3.14×50×c) وبالتعويض نجد أن C=0.0000005 إذا هذه قيمة المكثف المطلوبة
وبما أنه لا توجد مثل هذه القيمة منفردة فيمكننا وضع قيمة قريبة ولكن للأعلى مثل 0.00000056 فاراد ومن هنا نجد التفسير المنطقي لوضع المكثفات بدلا من المحولات في بعض الأجهزة الإلكترونية والتي تعمل على تيارات خفيفة .
والآن سنقوم على حساب قيمة مكثف نريد وصله بين دارة تكبير أولية ودارة تكبير النهائية الخرج ( الاستطاعة )
أولا يجب علينا أن نعرف قيمة جهد الخرج للمكبر الأولي والتيار الذي نريد أن نسحبه من خرج دارة التكبير الأولية ثم نقوم على حساب قيمة الجهد والتيار الذي سنطبقه على دخل دارة التكبير النهائية .
1- حساب قيمة خرج دارة التكبير الأولية لنفرض كما في الملف المرفق أنه يوجد لدينا دارة تكبير تقوم على تكبير خرج ميكرفون بمقدار 5 واط وسنحتاج في دارتنا هذه إلى مكبر أولي لتكبير إشارة الميكرفون وإلى مكبر نهائي لتكبير خرج دارة التكبير الأولي لكي يتسنى لنا سماع تلك الإشارة الخارجة من الميكرفون وليكن صوتك .

:ببلت: