في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر، تلبي المكثفات تطبيقات مختلفة مثل تصحيح معامل القدرة، والتصحيح، وإزالة الضوضاء من الإشارات، والمزيد. تعمل المكثفات على تجميع الشحنة الكهربائية بين لوحاتها لفترة قصيرة ومن ثم تبديد الشحنة عند الحاجة. بهذه الطريقة تحافظ المكثفات على مستوى الجهد في الدائرة، مما يؤدي بدوره إلى تقليل نبض الجهد في الدائرة.
الخطوط العريضة:
كيفية شحن مكثف
يعتمد شحن المكثفات في المقام الأول على أنواعها حيث أن هناك بعض المكثفات المخصصة لدوائر التيار المستمر فقط، وغالبًا ما تسمى المكثفات المستقطبة. بينما بالنسبة لدوائر التيار المتردد، يتم استخدام مكثفات التيار المتردد، والتي تسمى غالبًا المكثفات غير المستقطبة. لذلك، تختلف طريقة الشحن لكليهما، حيث يشتمل أحدهما على مصدر تيار مستمر والآخر يتضمن مصدر تيار متردد.
- شحن مكثف التيار المستمر
- شحن مكثف التيار المتردد
شحن مكثف التيار المستمر
تتميز مكثفات التيار المستمر بأقطاب ثابتة حيث يتدفق التيار المباشر في اتجاه واحد فقط، لذا يلزم شحن مصدر طاقة التيار المستمر. يقوم مكثف التيار المستمر بمنع تدفق التيار عندما يتم شحنه بالكامل، حيث يتم تشبع كلا لوحي المكثف. لشحن مكثف التيار المستمر، هناك طريقتان:
الطريقة الأولى: من خلال البطارية ذات المقاومات
تُستخدم المقاومات في الدوائر الكهربائية للحد من تدفق التيار مما يثبت فائدته في حماية الجهاز المتصل إذا تجاوز الجهد أو التيار قيمته الآمنة. وبالمثل، فإن استخدام المقاومات لشحن المكثفات يمكن أن يمنع المكثف من التلف إذا تم توصيل البطارية به لفترة أطول. علاوة على ذلك، فهو يعمل أيضًا على إبطاء معدل الشحن مما يمنع حدوث أي ضرر ناتج عن الشحن السريع، لشحن مكثف باستخدام المقاوم هي بعض الخطوات:
الخطوة 1: قم بتوصيل المكثف بالمقاومة
أولاً، تحقق مما إذا كان المكثف الذي ستقوم بشحنه حيث أن بعض المكثفات تأتي مع مقاومة مدمجة ولهذا ابحث عنه في ورقة بيانات المكثف. إذا لم يكن هناك مقاوم مع المكثف، قم بتوصيل المقاوم مع المكثف على التوالي مع الطرف الموجب للمكثف:
يجب أن تكون قيمة المقاومة حوالي 1 كيلو أوم، حيث أنه كلما زادت الممانعة، كلما كان شحن المكثف أبطأ، وبالتالي ستكون هناك فرص لتلف المكثف.
الخطوة 2: قم بتوصيل جهاز القياس المتعدد بالمكثف
أولاً، قم بتحريك قرص المقياس المتعدد واضبطه على الجهد، ثم قم بتوصيل الطرف الموجب للمكثف بالمسبار الموجب للمقياس المتعدد والمسبار السالب للمقياس المتعدد بالطرف السالب للمكثف:
الخطوة 3: قم بتوصيل البطارية بالمكثف
بمجرد توصيل المقياس المتعدد بالمكثف، يقوم الآن بتوصيل البطارية بالمكثف. سيكون من الأفضل أن تضيف مفتاحًا للبطارية حيث يمكنك إيقاف تشغيله بمجرد شحن المكثف بدلاً من نتف الأسلاك مما قد يسبب أي ضرر:
يجب ألا يكون جهد البطارية أعلى من الجهد المقنن للمكثف، ولهذا تحقق من الجهد المقنن المكتوب على المكثف.
الخطوة 4: شحن المكثف بالبطارية
بمجرد أن يصبح كل شيء في مكانه، قم بتشغيل مفتاح مصدر الطاقة أو قم بتوصيل السلك الموجب للبطارية. على جهاز القياس المتعدد، سترى أن الجهد سيبدأ في الارتفاع وبمجرد أن يصل جهد المكثف إلى نفس مستوى جهد البطارية، فهذا يعني أن المكثف مشحون بالكامل. قم الآن بإيقاف تشغيل مصدر الإمداد، إما عن طريق إيقاف تشغيل المفتاح أو عن طريق نزع السلك الموجب للبطارية.
الآن سترى أن الجهد على جهاز القياس المتعدد يتناقص وهذا هو سبب تفريغ المكثف. تتبدد شحنة المكثف إلى المتر المتعدد.
الطريقة الثانية: من خلال البطارية مع المصباح الكهربائي
هناك طريقة أخرى لشحن مكثف التيار المستمر وهي استخدام المصباح الكهربائي بدلاً من المقاومة، حيث أن فتيل المصباح هو نوع من المقاوم الذي يتوهج عند مرور الكهرباء من خلاله. علاوة على ذلك، فإن هذه الطريقة تجعل من السهل اكتشاف ما إذا كان المكثف قد وصل إلى نفس مستوى جهد البطارية عند إيقاف تشغيله. وذلك لأن كلا من المكثف والبطارية لهما نفس الجهد، مما يؤدي إلى توقف تدفق الإلكترونات. لذا، لشحن مكثف من خلال البطارية باستخدام المصباح الكهربائي، إليك بعض الخطوات:
الخطوة 1: قم بتوصيل المكثف بالمصباح
أولاً، قم بتوصيل الطرف الموجب للمصباح مع الطرف الموجب للمكثف، والسالب للمكثف مع الطرف السالب للمبة.
الخطوة 2: قم بتوصيل جهاز القياس المتعدد بالمكثف
أولاً، قم بتحريك قرص المقياس المتعدد واضبطه على الجهد، ثم قم بتوصيل الطرف الموجب للمكثف بالمسبار الموجب للمقياس المتعدد والمسبار السالب للمقياس المتعدد بالطرف السالب للمكثف:
الخطوة 3: قم بتوصيل البطارية بالمكثف
بمجرد توصيل المقياس المتعدد بالمكثف، يقوم الآن بتوصيل البطارية بالمكثف. سيكون من الأفضل أن تضيف مفتاحًا للبطارية حيث يمكنك إيقاف تشغيله بمجرد شحن المكثف بدلاً من نتف الأسلاك مما قد يسبب أي ضرر.
الخطوة 4: شحن المكثف بالبطارية
بمجرد أن يصبح كل شيء في مكانه، قم بتشغيل مفتاح مصدر الطاقة أو قم بتوصيل السلك الموجب للبطارية. على جهاز القياس المتعدد، سترى أن الجهد سيبدأ في الارتفاع وبمجرد أن يصل جهد المكثف إلى نفس مستوى جهد البطارية، فهذا يعني أن المكثف مشحون بالكامل.
أيضًا، سيبدأ المصباح في التوهج، وستزداد شدة المصباح عندما يزيد جهد المكثف. وبالمثل، عندما تبدأ البطارية والمكثف بالوصول إلى نفس الجهد، ستبدأ شدة ضوء المصباح في الانخفاض، وسوف ينطفئ المصباح في النهاية. قم الآن بإيقاف تشغيل مصدر الإمداد، إما عن طريق إيقاف تشغيل المفتاح أو عن طريق نزع السلك الموجب للبطارية.
الآن سترى أن الجهد على جهاز القياس المتعدد يتناقص ويبدأ المصباح في التوهج أثناء تفريغ المكثف الآن. عندما ينطفئ المصباح فهذا يعني أن المكثف قد فرغ.
شحن مكثف التيار المتردد
الفرق الأساسي بين مكثفات التيار المتردد والتيار المستمر هو أن مكثف التيار المتردد ليس له أي قطبية، في حين أن مكثف التيار المستمر له قطبية ثابتة. علاوة على ذلك، يمكن استخدام مكثفات التيار المتردد بدلاً من مكثفات التيار المستمر لأنها لا تحتوي على قطبية ثابتة. لذا، لشحن مكثف تيار متردد، يمكننا استخدام مصدر طاقة تيار متردد، وإليك بعض الخطوات لشحن مكثف تيار متردد.
الخطوة 1: قم بتوصيل المكثف بالمقاومة
أولاً، تحقق مما إذا كان المكثف الذي ستقوم بشحنه حيث أن بعض المكثفات تأتي مع مقاومة مدمجة ولهذا ابحث عنه في ورقة بيانات المكثف. إذا لم يكن هناك مقاوم مع المكثف، قم بتوصيل المقاوم مع المكثف على التوالي مع الطرف الموجب للمكثف:
الخطوة 2: قم بتوصيل جهاز القياس المتعدد بالمكثف
أولاً، قم بتحريك قرص المقياس المتعدد واضبطه على الجهد، ثم قم بتوصيل الطرف الموجب للمكثف بالمسبار الموجب للمقياس المتعدد والمسبار السالب للمقياس المتعدد بالطرف السالب للمكثف:
الخطوة 3: قم بتوصيل مصدر طاقة التيار المتردد بالمكثف
بمجرد توصيل جهاز القياس المتعدد بالمكثف، قم بتوصيل مصدر طاقة التيار المتردد بالمكثف. قبل ذلك، قم بإيقاف تشغيل مفتاح إمداد الطاقة حيث يمكن أن يتلف المكثف بسبب الشحن الزائد أو الجهد المفاجئ:
الخطوة 4: قم بشحن المكثف باستخدام مصدر طاقة التيار المتردد
بمجرد أن يصبح كل شيء في مكانه، قم بتشغيل مفتاح مصدر الطاقة، وعلى المقياس المتعدد، سترى أن الجهد سيبدأ في الارتفاع بمجرد أن يصل جهد المكثف إلى نفس مستوى جهد مصدر التيار، فهذا يعني أن المكثف مشحون بالكامل. الآن قم بإيقاف العرض:
ملحوظة: أثناء شحن مكثف، يجب توخي الحذر الشديد لأن هذه المكثفات حساسة قليلاً للجهود العالية. إذا مر أي تيار أو جهد زائد عبر المكثف، فإنه يتضرر. علاوة على ذلك، لتجربة كل هذه الطرق، يجب على المرء ارتداء معدات السلامة عند الحاجة لمنع أي إصابة.
خاتمة
تقوم المكثفات بتخزين الطاقة الكهربائية في المجالات الكهربائية بين لوحاتها، والتي تتبدد بعد ذلك إلى الدائرة بسبب المكونات الأخرى المرتبطة بها. تختلف المكثفات وظيفيًا عندما يتعلق الأمر بدوائر التيار المتردد والتيار المستمر، كما هو الحال في دائرة التيار المستمر، يقوم المكثف بمنع تدفق التيار عندما يكون مشحونًا بالكامل.
من ناحية أخرى، تسمح المكثفات في دوائر التيار المتردد بتدفق التيار في اتجاهين، مما يخدم عددًا من التطبيقات. لشحن مكثف، ما عليك سوى توصيل المقاوم به على التوالي ثم توصيله بمصدر طاقة التيار المتردد أو التيار المستمر لمدة لا تزيد عن 2 إلى 3 ثوانٍ، اعتمادًا على نوع المكثف.