ما هي مكثفات الجهد المتردد في الكهرباء؟
تختلف أنواع المكثفات المستخدمة في الدوائر الكهربائية، في هذا المقال سنتحدث عن مكثفات الجهد المتردد.
عندما تتحرك الإلكترونات في اتجاه متردد داخل موصل، يتولد تيار متردد. في الإلكترونيات، تنتقل الإلكترونات من جهد سالب إلى جهد موجب.
إذا تبدلت الجهود بين طرفين خلال فترة زمنية محددة، يتولد تيار متردد. يعبر عن الفرق بالفولت بين الطرفين الموجب والسالب.
لذلك، يستخدم مصطلح “الجهد المتردد” لتحديد قيمة الفرق بين جهدي الطرفين عند مرور تيار متردد.
تعرف المكونات الإلكترونية المستخدمة في الدوائر الكهربائية لتخزين وتوزيع الكهرباء بالمكثفات، وهي تميل إلى تمرير التيار المتردد دون تمرير التيار المستمر.
عند توصيل المكثفات عبر جهد تيار مستمر، تشحن وتبدأ بالعمل كوحدات تخزين مؤقتة.
عندما تشحن المكثفات بالكامل، لن تتدفق الإلكترونات على ألواحها. لذلك، بمجرد شحن المكثف بالكامل، فإنه يحجب التيار المستمر.
الآن، عند تطبيق جهد متردد على مكثف، سيحدث شحن وتفريغ متزامنان.كما يحدد معدل التردد بتردد جهد التغذية المتردد.
لذلك، في دائرة التيار المتردد، تعتمد سعة المكثف الذي يتم شحنه أو تفريغه باستمرار على تردد إشارة الدخل.
كيف يعمل المكثف في دائرة التيار المتردد؟
في الدائرة الكهربائية، يرتبط المكثف ارتباطًا مباشرًا بجهد التغذية المتردد.
عند حدوث تغيير في جهد التغذية (زيادة أو نقصان في فرق الجهد)، يُشحن المكثف أو يُفرّغ تبعًا لتغير الجهد.
عندما يمر التيار عبر الدائرة، فإنه يسير في اتجاه واحد، ثم في الاتجاه الآخر دون السماح بمرور أي تيار فعلي عبر المكثف.
أما في دائرة التيار المستمر، فالوضع مختلف. عندما يتدفق التيار عبر مكثف متصل بدائرة التيار المستمر، تحمل صفيحة المكثف شحنات موجبة وسالبة.
إقرأ أيضاً… ما هو المحث في دوائر التيار المتردد؟
ما هو دور المكثف في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر؟
دور المكثف في دوائر التيار المستمر
في دوائر التيار المستمر (DC)، يشحن المكثف بمعدل أبطأ. يشحن المكثف حتى يصل إلى جهد التغذية، ولكنه يُقاوم مرور التيار عبره.
يمنع تدفق التيار لأن المادة العازلة للمكثف غير موصلة وعازلة.
دور المكثف في دوائر التيار المتردد
عند استخدام مكثف في دائرة تيار متردد (AC)، يشحن ويفرغ لتغيير جهد التغذية. ووفقًا للسجلات، يتناسب التيار طرديًا مع معدل الجهد عند أعظمه، عبر اللوحين.
تمنع مكثفات الجهد المتردد المتصلة في دائرة تيار متردد مصدر الطاقة عند شحنها بالكامل.
عند وجود مصدر طاقة تيار متردد في الدائرة، تشحن المكثفات وتُفرغ بالتناوب بمعدل يحدده التردد المُزود.
وظيفة المكثف في دوائر التيار المتردد
- تستخدم لتخزين الطاقة على ألواحها الموصلة على شكل شحنة كهربائية.
- تستخدم المكثفات لرفع الجهد فوق جهد الدخل، مما يساعد على تنظيم تقلبات التيار.
- والأهم من ذلك، تستخدم المكثفات في دوائر المقوم لموازنة تقلبات التيار.
- كما تستخدم لحجب الجهد الساكن للتيار المستمر، والسماح بمرور إشارات التيار المتردد من منطقة دائرة إلى أخرى. تعرف هذه الأنواع من المكثفات باسم مكثفات الاقتران.
- ولإزالة أي إشارة تيار متردد عند نقطة انحياز التيار المستمر، تستخدم مكثفات الفصل.
- يمكن تحسين عزم بدء التشغيل من خلال المكثفات. كما أن المكثفات مناسبة للاستخدام في الطور الواحد.
- كما تستخدم المكثفات لتحسين معامل القدرة في أنظمة الطاقة.
إقرأ أيضاً… تعريف التيار الكهربائي.
