مبدأ عمل المكثف

للتوضيحكيف يعمل المكثف، دعنا ننظر في الهيكل الأساسي للمكثف. يتكون من لوحتين موصلتين متوازيتين مفصولة بعازل هو مكثف لوحي متوازي. عندما نقوم بتوصيل بطارية (مصدر تيار مستمر) عبر المكثف، تتصل اللوحة الأولى (لوحة I) بالطرف الموجب واللوحة الثانية (لوحة II) بالطرف السالب للبطارية. الآن، يتم تطبيق الجهد الكهربائي للبطارية على المكثف. في هذه الحالة، تكون لوحة I ذات جهد موجب بالنسبة للوحة II. في حالة التوازن، يحاول التيار من البطارية أن يتدفق عبر هذا المكثف من لوحته الموجبة (لوحة I) إلى لوحته السالبة (لوحة II) ولكنه لا يستطيع ذلك بسبب الفصل بين هاتين اللوحتين بمادة عازلة.

يظهر حقل كهربائي عبر المكثف. مع مرور الوقت، ستتراكم الشحنات الموجبة على اللوحة الموجبة (لوحة I) من البطارية، وستتراكم الشحنات السالبة على اللوحة السالبة (لوحة II) من البطارية. بعد فترة زمنية معينة، سيحمل المكثف أكبر قدر من الشحنات حسب سعته الكهربائية بالنسبة لهذا جهد. تسمى هذه الفترة الزمنية وقت شحن المكثف.

بعد إزالة البطارية من المكثف، تحتفظ هاتان اللوحتان بشحنات موجبة وسالبة لفترة زمنية معينة. وبالتالي، يعمل المكثف كمصدر للطاقة الكهربائية.

إذا تم توصيل طرفي اللوحة (لوحة I ولوحة II) بحمل، سيتدفق التيار عبر هذا الحمل من لوحة I إلى لوحة II حتى تختفي جميع الشحنات من كلا اللوحتين. تسمى هذه الفترة الزمنية وقت تصريف المكثف.

المكثف في الدائرة الكهربائية المستمرة

افترض أن المكثف متصل عبر بطارية عن طريق مفتاح.

عند تشغيل المفتاح، أي عند t = +0، سيبدأ التيار في التدفق عبر هذا المكثف. بعد فترة زمنية معينة (أي وقت الشحن) لن يسمح المكثف بالتالي بتدفق التيار عبره. هذا لأن الشحنات القصوى قد تراكمت على كلا اللوحتين والمكثف يعمل كمصدر له طرف موجب متصل بالطرف الموجب للبطارية وطرف سالب متصل بالطرف السالب للبطارية بنفس الجهد.

بسبب عدم وجود فرق جهد بين البطارية والمكثف، لن يتدفق التيار عبره. يمكن القول أن المكثف يكون متصلاً بشكل مباشر في البداية ويصبح مفتوحاً في النهاية عند توصيله عبر بطارية أو مصدر تيار مستمر.

المكثف في الدائرة الكهربائية المتغيرة

افترض أن المكثف متصل عبر مصدر تيار متناوب. افترض أنه في لحظة معينة خلال النصف الموجب لهذا الجهد المتناوب، تحصل لوحة I على القطبية الموجبة وتحصل لوحة II على القطبية السالبة. في تلك اللحظة، تتراكم الشحنات الموجبة على لوحة I والشحنات السالبة على لوحة II.

لكن في النصف السالب لهذا الجهد المطبق، تحصل لوحة I على شحنة سالبة وتحصل لوحة II على شحنة موجبة. لا يوجد تدفق للإلكترونات بين هاتين اللوحتين بسبب العازل الموجود بينهما ولكنهم يغيرون قطبهم مع تغير قطب المصدر. تشحن وتفرغ لوحات المكثف بشكل متبادل بواسطة التيار المتناوب.

المصدر: Electrical4u.

بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة مستحقة لل compartir، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.