Posted in إلكترونيات, العناصر الإلكترونية, متوسط

صاحب القلب الكبير..المكثف

بدأ  يرن هاتفي النقال، تناولته لأقرأ اسم المتصل، وإذا به “المنزل يتصل بك..” عسى خيرا 🙂

المتصل: وسيم…أسعفنا فالأمر مهم جدا

أجبته: خير إن شاء الله..ما المشكلة؟

المتصل: خزان الماء فارغ تماما ونحن بحاجة إلى تعبئته

وسيم: حسنا..لكن أليس اليوم هو موعد عودة الماء حسب جدول مؤسسة المياه الأسبوعي؟

المتصل: وسيم..وهل يمكن ملئ خزان بهذه السعة وبسرعة؟؟ كن واقعيا نحن بحاجة إلى شحنة أكبر لملئ الخزان في وقت أقل

وسيم: لاعليك..سأفعل ذلك إن شاء الله

توت توت..انتهت المكالمة..

بدأت أردد تلك الكلمات التي جرت خلال المكالمة…خزان..شحنة أكبر ..وقت أقل

وشيئا فشيئا أغمضت عيني لأعود بذاكرتي إلى ذلك الشئ الذي يتحلى بتلك المواصفات..خزان ..شحنة أكبر ..وقت ..

وهنا ظهرت اللمبة فوق رأسي إيذانا بتعرفي على ذلك الشيء  ..

هل عرفتموه؟

إنه المكثف أو المواسع أو الكاباسيتور كما يحلو للبعض تسميته

بدأت بتذكر هذا الصاحب العزيز على قلبي الذي لاتكاد أي دارة إلكترونية تخلو من بصمته المميزة..بدأت أقلب أوراقي القديمة كي أحاول أن أتذكر كيف تعرفت عليه.. هل كانت بداية المشوار مع  الموسوعة العلمية الميسرة؟ أم مع كتاب عالم الإلكترونيك السحري الذي يباع في مكتبة جرير؟ وهل يا ترى ما تم شرحه لي أيام الجامعة في مناهجي الدراسية كان كافيا للتعرف على المكثف؟ وهل ماكنت أقرأه من مواضيع منتشرة في المنتديات عن المكثف كانت كافية لي كمصمم كي أعرف أساسيات استخدام هذا العنصر المهم؟

طأطأت رأسي وقلت في نفسي: بكل صراحة لا..فأغلب ما قرأته لم يساعدني كثيرا في معرفة الطريقة الهندسية الصحيحة لاستخدامه أثناء تصميم أي دارة إلكترونية، وفي كل مرة كنت أقرأ عن المكثف كانت عملية البحث تنتهي بشيء مقارب للنتيجة التالية:

المكثف هو عنصر إلكتروني يتكون من صفيحتين متقابلتين يفصل بينهما مادة عازلة كالهواء أو الميكا أو الورق أو غيرها. يتم شحن إحدى  الصفيحتين  بشحنة موجبة والأخرى بشحنة سالبة، وذلك من خلال تطبيق  فرق جهد بينهما باستخدام مصدر خارجي. وللمكثف أنواع متعددة،  ووحدة قياسه  هي الفاراد. له معادلات خاصة تحكم عملية الشحن والتفريغ وله معادلات تحكم مرور الترددات من خلاله

حسنا إذا…ماذا بعد..ومافائدة المكثف في الدارة؟ وكيف يمكنني استخدامه؟ وماهي القيمة التي يجب اختيارها؟ وماهو الجهد الكهربائي الذي يتحمله المكثف؟ أسئلة عديدة كانت تدور في ذهني منذ أيام الجامعة ولم أتمكن من معرفة الإجابة عن أغلبها حتى التحقت بالعمل وتعلمت الكثير عن هذا المكثف. فالحمد لله..تمكنت الآن من معرفة إجابة أغلب تلك الطلاسم ولذلك سأشارككم في هذه التدوينة ببعض ما تعلمته عن حقيقة المكثف.

فلنبدأ رحلتنا 🙂

بداية: مالذي يقوم به المكثف ياترى عند وجوده في الدارة الكهربائية؟ هل عمله مثل المقاومة؟ أم أنه يشبه الديود؟ وما علاقته بتخزين الشحنات وكيف نستفيد من هذه الخاصية في تطبيقات عملية؟

فلنستمتع بمشاهدة هذا الشرح المميز والمبسط للغاية عن المكثف . يحتوي هذا المقطع على طريقة مبسطة لصنع مكثف بأدوات منزلية..تجربة ممتعة  :

كما شاهدتم في المقطع، يعود اكتشاف المكثف إلى عام  1745  عن طريق تجارب قام بها علماء ألمان، واستمروا بالعمل الدؤوب  حتى أوصلوا الراية  للعالم فاراداي  الذي أوصل لنا فكرة المكثف كما نعرفها في يومنا هذا، فالأمر إذا هو تراكم جهود بسيطة حتى وصلنا إلى مانحن عليه الآن. ومنذ ذلك الحين استخدمت وحدة الفاراد لقياس سعة المكثف نسبة للعالم فاراداي.

ولتبسيط فكرة المكثف، يمكننا تشبيهه بالخزان المائي الذي تحدثت عنه في بداية تدوينتي، حيث أنه يتمتع بما يلي:

  1. يقوم بتخزين الشحنات الكهربائية بين طرفيه بطريقة مشابهة لخزان الماء الموجود في منازلنا
  2. ويسمح فقط بمرور التيار المتردد و يمنع التيار المستمر من الانتقال بين طرفيه.

دعونا نتناول أهم تطبيقات الخاصية الأولى للمكثف، ثم سننتقل لمناقشة تطبيقات الخاصية الثانية:

1. تخزين الشحنات في دوائر وحدات التغذية

كما شاهدنا في مقطع الفيديو فالمكثف يقوم بخزن الشحنات داخله وعندما يتم فصل المصدر الكهربائي “البطارية في هذه الحالة” عن المكثف يبدأ المكثف بتفريغ شحنته في الحمل المتصل به “كان في الفيديو الثنائي المشع للضوء”، ونظريا يمكن أن تيقى الشحنة داخل المكثف إلى مالانهاية لكن في الحقيقة فإن الشحنة لابد أن تتسرب إلى المحيط الخارجي بعد فترة من الزمن.  ويمكن الاستفادة من خاصية احتفاظ المكثف بالشحنات أثناء تصميم وحدات التغذية الكهربائية كالموجودة في الحاسب أو الأجهزة المحمولة التي تعمل على الكهرباء. كيف؟

تخيلوا معي هذا الموقف: كنت تعمل على بحث معين مستخدما برنامج وورد، وفجأة ..ودون سابق إنذار انقطع التيار الكهربائي!

ياللمصيبة  🙁 ذهب جهدك سدى إن لم تقم بعملية حفظ بحثك. فما الحل  في مثل هذه الحالة؟

لابد من وجود مصدر آخر ليقوم بإمداد طاقة كهربائية لفترة ضئيلة تكون كافية لحفظ المعلومات وذلك في حالة الانقطاع المفاجئ  للتيار الكهربائي. وهنا يأتي دور صاحب القلب الكبير..دور المكثف، فسيقوم صاحبنا بإمداد وحدة المعالجة في كمبيوترك بطاقة كافية لحفظ آخر ما تم كتابته في الوورد. فحاليا تصميم أغلب وحدات التغية الحديثة تأخذ في عين اعتبارها إمداد الحمل “الحاسب مثلا” بطاقة بسيطة كافية لإجراء حفظ آخر تعديلات قمنا بها في برنامج الوورد حال الانقطاع المفاجئ للتيار. بمعنى آخر سيقوم الخزان “المكثف” بتفريغ شحنته التي اكتسبها سابقا وخزنها بين صفيحتيه  لإعطاءنا طاقة إضافية.  سؤال منطقي: ماهي أقصى طاقة يمكن لخزاننا العجيب المكثف أن يحتفظ بها؟ وهل يمكنني تشغيل الكمبيوتر لفترة ساعة مثلا بعد انقطاع التيار الكهربائي؟

نظريا، الأمر ممكن بالطبع، لكن عمليا -وفي وقتنا الحالي- فالأمر مستحيل خاصة مع محدودية المساحة التي تشغلها أجهزة الحاسب، فتذكروا أنه للحصول على طاقة تخزينية أعلى في المكثف فيجب أن نبقي نصب أعيينا المعادلة التالية:

بالنظر للمعادلة سنجد أنه إذا أردنا طاقة تخزينية أعلى فنحن بحاجة إلى أحد أمرين: إما أن نزيد الجهد المطبق “وهو أمر قد يكون غير ممكن”  أو بزيادة سعة المكثف، ولكن تذكروا أنه كلما زادت قيمة المكثف كلما زاد حجمه وبالتالي سيصبح الأمر مزعجا ولن نتمكن من تصميم أجهزة صغيرة الحجم، لذلك أكبر ما يمكن الحديث عنه في موضوع خزن شحنات من هذا النوع هو بالثواني فقط والحقيقة فالتفريغ يعتمد أساسا على الحمل المتصل بالمكثف فهو ماسيحدد سرعة تفريغ المكثف.

خلاصة القول، تستخدم  المكثفات في تخزين الشحنات وذلك لقدرتها على إمداد الحمل المتصل بها في حال فصل جهد المصدر.

للمزيد من التفاصيل حول موضوع المكثف وطرق استخدامه في تصميم وحدات التغذية اضغطوا هنا

وتفضلوا هذا المصدر الذي يوضح كيفية اختيار المكثفات

طيب دعونا نتعلم كيف نصمم دارة بسيطة نقوم بها بشحن المكثف وتفريغ شحنته. أبسط دارة تتكون من مكثف ومقاومة ومصدر جهد كهربائي. انظرو إلى الشكل التالي:

في حال أقفلنا المفتاح، سيبدأ المكثف بعملية الشحن بواسطة المصدر ومن خلال المقاومة ويكون المنحنى البياني لعملية الشحن هو كما في الرسم البياني الموضح في الأسفل. انظروا جيدا، سترون أن المنحنى الأول في أعلى الرسم هو لمعادلة مشهورة

معادلة الشحن:

Vc = V(1 – e-t/RC)

وللتسهيل عليكم، فإنا الزمن الذي سيستغرقه المكثف في عملية الشحن أو التفريغ يعطي بثابت يسمى تاو وقيمته تساوي

T=5*R*C

فيمكننا ببساطة استخدام هذه المعادلة ، وبدلالة قيمة المكثف والمقاومة نستطيع تحديد الزمن الذي سيتغرقه المكثف في عملية الشحن

سأساعدكم مرة أخرى ..تفضلوا هذا الموقع الذي يسهل عليكم عملية الحساب، فقط قوموا بإدخال قيم المكثف والمقاومة والجهد لتعرفوا بقية المجاهيل:

وإليكم مثال عملي في هذه الصفحة

2. تنعيم الموجات

وهو تطبيق مهم للغاية ويدخل كذلك في تصميم وحدات التغذية الموجودة  من حولنا كمحولات الجوالات أو اللابتوب.  فبما أن المكثف سيقوم بتخزين الشحنات فنستفيد من هذه الخاصية أنه في حال كانت لدينا موجة جيبية تم تقويمها بواسطة قنطرة ديود وأردنا تنعيمها أو بمعنى آخر إزالة التشوهات أو التموجات التي بها فسيقوم المكثف بهذه العملية بكل بساطة. الصورة التالية توضح شكل الموجة قبل وضع المكثف:

الآن بعد وضع المكثف ستتحول الموجة إلى الشكل التالي:

باختصار هذا ما يقوم به المكثف:

لننتقل إلى الخاصية الثانية للمكثف وهي صاحبة النصيب الأكبر من تطبيقات المكثف، فما الذي يجعل التيار المتردد يمر بسهولة خلال المكثف ويجعله مستحيلا بالنسبة للتيار المستمر؟

الجواب هو الممانعة الكهربائية أو المقاومة

لابد لنا أن نتذكر أهم معادلة للمكثف وهي الممانعة الكهربائية له وهي:

دققوا جيدا في المعادلة سترون أن مقام الكسر يحتوي على متغيرين هامين، هما: السعة والتردد. معنى ذلك أنه كلما زاد التردد قلت الممانعة الكهربائية مايؤدي بطبيعة الحال إلى أن المكثف سيكون أشبه بسلك أو موصل، والعكس صحيح.  وللتسهيل عليكم، يمكنكم استخدام هذه الحاسبة البسيطة لمعرفة ممانعة المكثف بدلالة التردد. وهاهي بعض تطبيقات هذه المعادلة:

3. منع الجهود المستمرة من الانتقال بين أجزاء معينة  في الدارة

تذكروا أنه في معادلة المكثف السابقة نرى أنه كلما قل التردد زادت ممانعة المكثف، فماذا لو كان التردد صفرا؟ ستكون الممانعة لا نهائية أو بمعنى أصح كبيرة جدا للجهد المستمر وتكون صغيرة جدا بالنسبة للترددات العالية. انظرا الشكل التالي ولاحظوا أن المكثف في هذه الحالة سيمنع مرور أي جهد مستمر للطرف الآخر من الدارة وذلك لأنه سيكون ذو ممانعة عالية جدا.

حسنا ومافائدة هذا التطبيق؟ أحيانا تكون الموجة التي نتعامل معها مركبة من جزء جيبي “متردد” وجزء آخر هو مستمر ونرغب بالاحتفاظ بالجزء المتردد فقط والتخلص من الجهد المستمر. ففي الدارة في الأسفل عند قياس الجهد على الطرف الأيمن من المكثف فيفترض أنه سيكون صفرا لأن المكثف سيمنع وصول الـ 5 فولت

4. مجنب التيار المتردد عند مداخل الدارة

وهنا لي ملاحظة، فلاأخفيكم أنني كثيرا ماكنت أرى مكثفا أو اثنين عند مدخل كل دارة رقمية وتحديدا عند الطرف الخاص بمدخل الجهد في الدارات المتكاملة، انظروا الصورة التالية لتفهموا ما أقصده:

وظيفة هذا المكثف هي منع القفزات العابرة من الجهود التي قد تصدر من جهة مصدر الجهد الكهربائي والتي قد تعطب الدارة المتكاملة، فما يقوم به المكثف هو أن يقوم بإخماد هذه الجهود أو التشويشات التي تصدر من المنبع وتأريضها للتخلص منها. حيث أن المكثف يتم وصله على التوازي مع مصدر الجهد الكهربائي بحيث أنه سيكون ذو ممانعة كبيرة جدا عند وجود جهد مستمر، وعند وجود أي تشويش أو جهد متردد أو قفزات عابرة فإن المكثف سيكون ذا ممانعة قليلة جدا مما يسمح بمرور تلك الجهود من خلاله وبالتالي إخمادها وحماية الدارة المتكاملة.

السؤال الذي يطرح نفسه: ماهي قيمة تلك المكثف؟ وهل أقصى جهد يتحمله مهمة في عملية الاختيار؟

قيمة ذلك المكثف تتراوح مابين 0.1 ميكروفاراد و 10 نانو فاراد. لم هاتين القيمتين؟ لأنهما يقومان بقتل أغلب التشويشات المزعجة التي تصدر من منابع او مصادر الجهد الكهربائي. وترى كثيرا من مصنعي الدارات الرقمية في يومنا هذا يذكرون في ملف المواصفات الفنية قيمة مقترحة لذلك المكثف. لكن كقاعدة عامة يمكنكم استخدام 0.1 ميكروفاراد من النوع السيراميكي.

ماذا بخصوص الجهد؟ نصيحتي لكم هي أن تختاروا دوما قيمة جهد المكثف ضعف الجهد المصدر. على سبيل المثال: لو كان لدينا دارة أو تصميم يعتمد 5 فولت كجهد مصدر، فيمكننا استخدام مكثف 0.1 ميكرو بجهد 10 فولت أو أكبر. ليس معنى ذلك أن ما هو أقل لن يعمل! بل بإمكانكم استخدام 6.3 فولت مثلا. لكن كما قلت أفضل أن تكون القيمة ضعف المصدر.

5. المرشحات أو الفلاتر

درسنا وتعلمنا  المرشح أو الفلتر في مرحلتنا الجامعية. ولنتذكر تعريف المرشح: فهو دارة إلكترونية تقوم بمنع مجموعة من الترددات  من الانتقال لجزء معين من الدارة عند تردد قطع معين بحيث تسمح بمرور ترددات أخرى عند تردد القطع. ماذا يعني ذلك؟

إن استخدامنا لأبسط أنواع الفلاتر “الترددات المنخفضة” مبنية على استخدام الدارة البسيطة التالية:

ودققوا جيدا لتجدوا أنها تستخدم المكثف الذي سيقوم بتحييد أي تردد أكبر من تردد القطع الذي يمكن حسابه بالمعادلة التالية:

فالنتيجة أن المكثف هو قلب الهجوم في تصميم أي فلتر سواء كان بسيطا كما شاهدنا في الأعلى أم كان معقدا يعتمد على عناصر مثل مضخمات العمليات..وإليكم موضوعا سابقا كتبته بعنوان خزعبلات إلكترونية: المكثفات تجدون به شرحا بسيطا لصنع فلتر

6. دارات التوقيت

كما عرفنا أن المكثف يقوم بتخزين الشحنات داخله وأن ذلك يتم عن طريقة عملية الشحن التي تتم ضمن زمن معين محكومة بقيمة ذلك المكثف وأي مقاومة متصلة على التوالي مع ذلك المكثف. وبالتالي، إذا أردنا تأخير عملية معينة يمكننا استخدام المكثف لذلك الغرض، ولكن الأمر في يومنا هذا أبسط من ذلك، فهناك العديد من الدارات المنتشرة التي تفي بالغرض والتي تعتمد بشكل أساسي على وجود المكثف. منها مثلا دارة الـ 555

انتهينا من صداع التطبيقات..سأختم بملاحظات بسيطة قد تكون جديدة لمستخدمي المكثفات..

تنبيهات عند اختيار المكثف:

  • العمر الافتراضي للمكثف: هناك معادلة حسابية يتم استخدامها لحساب العمر الافتراضي للمكثف وهي تعطي  تصورا مبدئيا عن عدد الساعات  التي يمكن أن يعملها المكثف بشكل متواصل. وهي تفيد المصممين في تحديد كفاءة المكثف بعد سنوات معينة
  • المقاومة التسلسلية المكافئة: وهي مقاومة صغيرة نسبيا  موجودة ضمن المكثف ويبدو تأثيرها واضحا عند الحديث عن الترددات العالية نسبيا فينبغي التنبه إليها. وكل شركة مصنعة تذكر قيمتها في ملف مواصفات المكثف
  • تحمله للحرارة: كثيرا ما يخطئ المصممون في اختيار المكثف الغير مناسب للبيئة التي صمم من أجلها ما يؤدي في نهاية المطاف إلى أن يعطب المكثف. ولكل مكثف درجة حرارة مخصصة كي يعمل بها، والغالبية مخصصة حتى 45 فلذلك إذا أردنا تصميما صناعيا فلابد من اختيار مكثف ذو تحمل أعلى

أعلم أن تدوينتي هذه طويلة جدا هذه المرة..لذلك هذا مسك الختام:

هل رأيتم مكثفا ينفجر؟

استمتعوا بهذه التجربة:

54 thoughts on “صاحب القلب الكبير..المكثف

  1. عنوان رائع 🙂 وشرح جميل للأفكار .. أما التفاصيل التقنيه, فراحت أيامها بالنسبة لي .. إيييييييييه 🙂 .. المهم .. بالتوفيق

    1. أهلا وسهلا بالعزيز راشد..

      شكرا على دفعك المعنوي..وكلماتك ستبقى حافزا لي للمضي قدما
      التفاصيل التقنية لا تلام على عدم تذكرها ..خاصة إذا كنت أخذت الكورس مع ناس طيبين 🙂

      تحياتي لك راشد

  2. حيا الله وسيم

    يجزاك خير ويرزقك الج،،،ـنــة

    تصدق معلومات جديدة أول مرة أسمعها عن الكاباسيتور
    طبعا ما قريته كامل لأني عندي اختبار 370 بعد شوي 🙁 🙁

    لي عودة لسرقة كل المعلومــات

    1. الله يحيك أحمد
      شكرا على دعواتك وأسأل الله أن يجمعنا بك في الجنة..آمين
      بانتظار عودتك بعد الاختبار..وأسال الله أن تكون أبدعت في 370
      تمنياتي لك بصيف ممتع ومفيد

  3. مرحبا أخي وسيم،

    وأخيراً نزلت موضوع:)

    بارك الله فيك موضوع منسق ومرتب ومفيد..

    أكمل يامبدع نحن بانتظار جديدك:)

    1. أهلا وسهلا..
      شكرا على اهتمامك أحمد
      أعتذر لك عن فترة الانقطاع ..وسأعوضها إن شاء الله
      🙂

  4. مقال جميل ومفيد جداً. شكراً لك وسيم على مشاركة هذا الكم الجيد من المعلومات.

    إلى الأمام دائماً …

    1. شكرا لك عبادة..
      افتقدت ردودك في الفترة الماضية..فقد كنت أحد المحللين الأساسيين للمقالات 🙂

      تحياتي لك

  5. مرحبا وسيم،

    بالمناسبة

    system2005=Ahmad

    أنتظر قبولك لي كصديق في facebook 🙂

    1. أهلا وسهلا أحمد
      على الرحب والسعة في أي وقت
      هلا تكرمت وأرسلت لي بريدك كي أتمكن من إضافتك. حاولت البحث عنك في الفيسبوك باستخدام عنوانك
      system2005@hotmail.com
      فلم أوفق 🙁
      بانتظار عنوانك

  6. أهلا وسيم،
    تدوينة رائعه ومفيدة جدا، شكرا لك على هذا المجهود.
    بإنتظار المزيد 🙂

    1. حياك يزيد!
      شكرا على مرورك و اهتمامك
      وأعدك بالمزيد إن شاء الله
      تحياتي لك

  7. مقال حلو مره. مع اني اعرف المعلومات الي قلتها كلها من خلال الكورسين 201 و 205.
    لاكن لما اقراها احس اني سعيد لأني اقرا شي جميل.

    وهدا شعوري بعد ما اخلص كل كورس EE حتى لو ما جبت القريد الي يرضيني.
    اهم شي عندي افهم الكورس.

    1. أهلا وسهلا محمد
      نقطتك التي أشرت إليها بخصوص الجريد هامة للغاية..وأتمنى أن تستمر بهذا الحماس وأن يكون الفهم هو هدفك الرئيسي من الكورسات
      تمنياتي لك بالتوفيق

  8. ياخي حلو انك تقرأ معلومات من غير الكتاب وبالمتعة هذي
    شكرا على اثرائك لنا
    واصل ,,,,,,,,,تمنياتي لك بالتوفيق

  9. السلام عليكم ورحمة الله،،
    أشكرك جزيل الشكر على المعلومات والشرح الأكثر من رائع ،،
    لكن عندي استفسار قد يبدو سخيفا ،،

    الآن هناك عازل بين الموصلين ،، هل يستطيع التيار أن يمر من خلاله ( مثلا لو كان العازل هواء )

    في الباور ( الطاقة ) التيار تكون قيمته آلاف الأمبير ، والجهد أيضا بالآلاف ،، فلو كان عندنا موصلين وبينهما عازل ( مكثف) فإنه يمر تيار بسيييط جدا ( ملي أمبير) يسمى تيار التسرب ،، وذلك لأن العازل سيضعف وسوف يكون موصلا ،،

    طيب في الدارات الالكترونية التيار أصلا بالملي أمبير فكيف يمر تيار من خلال العازل ؟؟

    السؤال الثاني ،، كما قلت في الموضوع ودرسنا سابقا ( وصححني إن أخطأت) أن المكثف له القدرة بتخزين الشحنات ،، وسوف يقوم بالتخزين طالما أنه معرض لجهد كهربائي ، لما نفصل هذا الجهد يقوم المكثف بالتفريغ ،،
    سؤالي هو:
    1. لما نقول تفريغ هنا ، هل نعني أنه سيعمل كمصدر كهربائي ويستطيع تشغيل جهاز كهربائي ؟؟
    هل عندك رقم حقيقي للوقت الذي سيعمل فيه بالتفريغ؟؟
    3. لو لم يكن هناك مكان للتفريغ ماذا سيحدث؟؟
    4. هل قيمة التفريغ هذه تعتمد على سعة المكثف ؟؟

    جزاك الله خير ،، واعذرنا تعبناك بكثرة الأسئلة ،ن
    لكن والله مشكلة كبيرة انا في الجامعة اعتمدنا على الحفظ وحل المسائل ولم نهتم بالأساسيات ، وكانت الجامعة صراحة جزء من المشكلة ،،
    لكن الحمد لله بدأت بتعلم الأساسيات هذه من جديد ونظريات أخرى في قسم الباور عشان أطور نفسي ،،

    ألف شكر لك

    1. وعليكم السلام ورحمة الله
      أهلا وسهلا عبدالإله..ولا شكر على واجب
      كم انا مسرور بتعليقك وأسئلتك وأرجو أن لاتبخل علينا بها فليست سخيفة بل بالعكس
      دعني أجيب عليها :
      1. نعم كلامك صحيح فالعازل سيمنع مرور التيار وسيكون هناك تيار تسرب صغير جدا ونفس الأمر ينطيق على الدارت الإلكترونية التي تيارها يقاس بالميللي امبير..لكن هناك أمر يجب عليك ان تتذكره عبدالإله..لاتنس ان اليتار الذي تتحدث عنه أنت في لباور هو تيار متردد..وتردده بين 50-60 هرتز..فالذي يحصل أن المكثف عندما يرى هذا النوع من التيار سيقوم بالشحن والتفريغ مما يسمح بمرور تيار بين طرفي المكثف..ونفس الأمر ينبطق على الدارت الصغيرة التي تيارها من رتبة ميللي أمبير. فلذلك في الحالة التي يكون فيها التيار مستمرا فلن يسمح المكثف بمروره وهو ما ينطبق على التيارات الكبيرة والصغيرة على حد سواء. لذلك نجد انه أحد أهم تطبيقات المكثف في الدارات الإلكترونية كما 1ذكرت لك انه لمنع الجهود المستمرة من العبور لأجزاء معينة من الدارة.

      2. نعم سيعمل المكثف كمصدر جهد كهربائي ويستطيع تشغيل جهاز. ونظريا، فإن المكثف سيكون قادرا على الاحتفاظ بشحنته إلى مالانهاية لكن هذا غير صحيح..لماذا؟ هل تذكر آخر تدوينتي؟ قلت أن هناك ما يعرف بالمقاومة المكافئة التسلسلية للمكثف معنى ذلك أن المكثف يوجد بداخله مقاومة صغيرة جدا هي من سيعمل على تفريغ تلك الشحنة . وعلى ماذا يعتمد التفريغ؟ يعتمد بشكل رئيس على سعة المكثف والشحنة المخزنة به والحمل المتصل به. وأحيانا يوصل به مقاومة على التفرع هي بمثابة الحمل وهي التي تحدد سرعة التفريغ. راجع التدوينة لتجد شرح عملية الشحن والتفريغ وكيف تتم وعلى ماذا تعتمد. إذا لم يكن هناك مكان للتفريغ فيسحتفظ المكثف بشحنته. لذلك نجد ان أغلب دارات البورسبلاي ينصح بهدم لمسها عند إطفائها وذلك لوجود شحنة مخزنة داخل مكثفاتها.

      أتمنى أن أكون أجبت على استفساراتك.
      وطلب ورجاء..أسئلتك هي التي تزيدني شغفا للكتابة..ففي كل مرة تسأل سأكتب المزيد

      مشكلة الجامعات وكثرة التنظير فيها هي أمر مربك في مجتمعاتنا. فلنتعاون للنهوض بها وتمنياتي لك بدوام التوفيق والنجاح

      بانتظار مزيد من الأسئلة
      🙂

  10. أخ وسيم…شكراً جزيلاً لك

    سؤلي يتعلق بعملية تغيير الكباسيتور(المكثف) الموجود في وحدات التكييف والتي يتطلب تغييرها كما زعم البعض فني متخصص لكون الكباسيتور قد يحتوي على شحنات كهربائية مخزنة به ذات فولتية عاليه.ويقوم الفني المتخصص بتفريغها بطريقة فنية قبل نزعها وإستبدالها فهل هذا الكلام صحيح وكيف أقوم أن الإنسان البسيط بعملية تفريغ الشحنات تلك للقيام بإستبدال الكباسيتور بنفسي.
    وشكراَ

    1. أهلا وسهلا بك صلاح
      لاشكر على واجب.
      جوابا على سؤالك، نعم وحدات التكييف تحتوي مكثفات ذات جهد “فولتية” عال لكن لا يتطلب الأمر فنيا ماهرا أو أدوات محددة لتغيير المكثف. فالأمر أسهل مما تتخيل، لكنه يحتاج للحيطة والحذر الشديد، فهو بمثابة أنك تمسك بجهد عالي فلابد أن تنتبه لذلك.
      طيب كيف يتم ذلك؟ ببساطة بما أن المكثف مشحون فلابد بداية أن يتم تفريغ شحنته، وذلك بأن تقوم بعمل قصر لطرفي المكثف، يعني ببساطة أحضر مفكا أو سلكا أو أداة موصلة وقم من خلالها بملامسة طرفي المكثف بحيث يتصلان ببعضهما البعض وبذلك تكون فرغت المكثف وجاهز لاستبداله. وقل وداعا للفني 🙂
      وإليك بعض المواقع التي قد تفيدك في هذه العملية: وبها فيديو
      http://www.wonderhowto.com/how-to-check-air-conditioner-capacitor-248762/
      http://highperformancehvac.com/commercial-hvac/hvac-technical/128-hvac-motor-capacitors
      http://diyhvacrepair.com/RepairScripts/capacitor.php

      تمنياتي لك بتجربة ممتعة ومرة أخرى حذار من التعالم المباشر مع المكثف واستخدم قفازات عازلة عند التعامل مع أي جهد عال.

  11. ما هو الغرض من استخدام المواسعه الكهربائيه ع التوالي؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

    1. معتصم: أحيانا يضطر المصمم للقيام بذلك إذا كان يبحث عن قيمة مواسعة معينة غير موجودة بين يديه، أو انها قيمة غير قياسية تباع في الأسواق. فإضافة المواسعات على التوالي سيقلل من المحصلة النهائية للمواسعة الناتجة. وتعطى تلك المواسعة بالمعادلة التالية:
      Ctotal= (1/c1)+(1/c2)=c1*c2/c1+c2
      وهي تماما عكس ما نقوم به عند وصل المقاومة على التوازي

  12. ما شاء الله , الله يبارك بجهودك ..

    فعلا مقال قيّم ومعلومات منظمة ومرتبه ,,

    أعجبني اليوتيوب الأول كثيراً …
    جزاك الله خيراً..

    فعلا مدونتك كنز إلى الأمام

    1. أهلا وسهلا فتاة النهضة هبة علي!
      شكرا جزيلا على مرورك وإعجابك..وأتمنى ان ينفع الله بما أكتب
      أقدر لك زيارتك وتمنياتي لك بتدوين ناهض.

  13. السلام عليكم
    مشكور أخي وسيم على هذا الجهد الرائع ونتمنى منك المزيد

    لكن سؤال لو سمحت؟؟
    عندما نقول أن المكثف يفرغ شحنته في زمن معين فإن هذا الزمن-وحسب ما قرأت-يتناسب طرديا مع قيمة المكثف ومقاومة
    ما هي هذه المقاومة؟ (يعني مقاومة داخلية للمكثف وإلا موصولة معاه؟؟؟)
    وهل يوجد مكثفات فيها سرعة الشحن أسرع من سرعة التفريغ؟؟

    1. وعليكم السلام ورحمة الله ديمة
      لاشكر على واجب أختي العزيزة وأتمنى لك التوفيق والسداد
      جوابا لسؤالك: نعم فإن المكثف يفرغ شحنته خلال المقاومة الموصولة معه على التوالي أو التوازي أي أنها مقاومة خارجية متصلة بها ولم أقصد هنا المقاومة الداخلية للمكثف، والتي هي لها دور أيضا لكن كما وضحت في التدوينة فإنها صغيرة جدا وبالتالي فإن زمن التفريغ الفعلي سيكون مرتبطا بشكل كبير بالمقاومة الخارجية.
      الشق الثاني من سؤالك، والله يا ديمة لا أخفيك، أنه قبل سنتين تحديدا، كنت أعمل على تصميم وبه جزيئة معينة كان لابد فيها أن أصمم دارة معينة بحيث يشحن المكثف بسرعة تختلف عن زمن التفريغ، إذا نعم هناك هذا النوع من المكثفات، أي تخيلي معي وجود مقاومتين خارجيتين متصلتين بالمكثف واحدة مخصصة للشحن وأخرى للتفريغ، لكن لابد أن يكون هناك سر كي يفهم المكثف أيهما للشحن وأيهما للتفريغ..لن أجيبك كيف وصلت للحل..فكري قليلا وعودي لنا بالحل..مارأيك ديمة؟

      شكرا لمرورك ولسؤالك

  14. شكراً أخي وسيم على الرد

    لقد بحثت عن نوع من الدارات التي تشبه هذا النوع فوجدت أن هناك قطعة إلكترونية اسمها(555-timer)
    وفيها يتصل مقاومتان خارجيتان

    فيسلك طريق شحن المكثف عن طريق المقاومتان الموصولتان أما التفريغ فيسلك طريق فيها إحدى المقاومتان
    لذلك فإن زمن التفريغ فيها يختلف عن زمن الشحن

    لكن إذا أردنا جعل الزمنين متساويان فإننا نلغي المقاومة الغير موجودة في زمن التفريغ

    أرجوا أن تكون هذه المعلومة مفيدة أو جديدة ومفهومة
    وسأبحث عن المزيد وأزودكم به حال الحصول عليه إن شاء الله

    1. لاشكر على واجب ديمة..على الرحب والسعة
      كلامك صحيح ديمة بخصوص تطبيق مايعرف بمؤقت 555 ، فهو إحدى أشهر الدارت التي تعتبر من أبجديات هواة الإلكترونيات، فالمكثف في هذه الحالة سيكون له مساران مختلفان حال الشحن والتفريغ. لكن دعيني أطرح عليك سؤالا: هذا المكثف هو مخصص لضبط تردد دارة الـ 555 فبالتالي قد يكون من الصعب أن أستخدم هذا التطبيق لحل مشكلتي التي تحدثت عنها سابقا، فمثلا قد يكون فرق الجهد الذي أبحث عنه ليشحن المكثف 12 فولت وهو فوق استطاعة دارة 555، إضافة إلى أن استخدام دارة 555 مكلف خاصة وأنني أبحث عن تصميم سهل وبسيط..فهل هناك حل يضمن لي شحن المكثف وتفريغه باستخدام عنصرين مثلا؟ هناك حيلة ذكية وسهلة ولتقريب الحل بإمكانك قراءة الداتاشيت “ملف مواصفات” دارة 555 الداخلية وحاولي أن تفهمي آلية الشحن والتفريغ ولعلك تجدين حلا أبسط
      شكرا جزيلا مرة أخرة ديمة وسعيد حقا بحلك وأتمنى ان تبقي بهذا الحماس

  15. السلام عليكم

    لقد فهمت مبدأ عمل مؤقت 555 ,الذي يعتمد على أن الشحن له مسار مختلف عن مسار التفريغ وبما أن الشحن والتفريغ يعتمد بالدرجة الأولى على قيمة المكثف والمقاومة,فإنه وبوضع قيمة مقاومة في مسار الشحن مختلفة عن قيمة المقاومة في مسار التفريغ فإننا نحصل على مدة شحن مختلفة عن مدة التفريغ

    ومن هذا ,وبما أننا لا نريد استخدام هذه الدارة بل نريد عمل دائرة أخرى لكن بنفس مبدأ العمل فيجب أن نعتمد على مبدأ هذه الدارة

    عن طريق دراستي لهذا الموضوع وتجربة بعض الدارات على محاكي فإنه يجب وضع شيء مثل القاطع
    إلا أنه وبما أن القاطع لا يمكن تحريكه إلا يدويا
    فإنه من الممكن استخدام الrelay

    هل هذا صحيح أخ وسيم

    1. وعليكم السلام الأخت ديمة..
      ماشاء الله…بحث موفق…ووصول موفق كذلك
      كل ماتطرقتي إليه صحيح، فإذا أردنا أن نعمل على توفير مسارين مختلفين، فالأمر لابد أن يحكمه عنصر إلكتروني يكون ذكيا بحيث يسمح للتيار بأن يتجه خلال الشحن باتجاه معين ولايسمح له بالعودة لمقاومة الشحن بل يجبر التيار على المرور خلال مسار آخر.
      حسنا…الريلاي في حالتنا هذه هو قطعة لكنها يدوية وليست ذكية بتلك الدرجة..
      سأعطيك الحل…ما رأيك أن نضع دايود؟ أليس الدايود عنصر يسمح للتيار بالمرور باتجاه واحد فقط دون العكس؟
      إذا معنى ذلك يمكنني أن أضع مكثفا وله مقاومتان وبينهما دايود، بحيث يعمل الدايود كفكرتك تماما مكان الريلاي.

      شكرا لك ديمة على بحثك وفعلا تستحقين A+

  16. يعطيك ألف عافية أخوي شرح رائع و مسلي و أحب أن أضيف
    – و لذلك لما أخذنا المكثف بالمدرسة كان كاتبين بين قوسين ( الخازن الكهربائي ).
    – و لذلك كنت أرى مكثفين على التوازي مع مصدر الجهد في وحدات التغذية للدارات المتكاملة.
    أحدهم بقيمة 1ميكرو و الثاني 0.1 ميكرو
    – و على سبيل المثال من تطبيقات المكثف في عزل المركبات المستمرة ما نراه في دوائر التضخيم الترانزستورية
    حيث نجد وجود مكثفي ربط على مدخل المضخم (الترانزستور) و مخرجه وظيفتهما هي الحفاظ على دارة الإنحياز المستمر و منع مركبة التحييز المستمر من العبور خارج المضخم و بالتالي تتغير نقطة عمله و كذلك منع المركبات المستمرة من الدخول الى المضخم و بالتالي تغير نقطة عمله

    1. كلام جميل هشام، وسعيد بمرورك.
      لي سؤال لك: كم هي أكبر قيمة لمكثف استخدمته في حياتك؟ وما هو حجمه وجهد تشغيله؟

  17. اخي شكراً والله خدمتنا ….. لو كل المدرسين زيك الوطن العربي بخير ومتقدم لاكن ؟؟؟؟؟؟؟؟

    1. لاشكر على واجب عزالدين
      وان شاء الله ياتي من هم افضل وقريبا باذن الله

  18. سلام الله عليكم اخ وسيم
    اشكرك على هذه المقالة حول القلب الكبير 🙂
    لدي سؤالين وهو
    1- هل يتأثر المكثف بفرق الجهد العالي؟ وهل يقلل من عدد الساعات الافتراضية له؟

    2- هل من الممكن الحفاظ على المكثف مدة اطول من عمره الافتراضي؟

    ** نعم لقد شاهدت مكثفا ينفجر من قبل في معمل الالكترونيات في الجامعة وعلى مقولة استاذي في المعمل للشخص الذي انفجر عنده المكثف

    Welcom to Elctronics wrold **

    1. وعليكم السلام سعيد
      نعم يتاثر العمر الافتراضي للمكثف بفرق الجهد المطبق عليه لذلك غالبا ماتجد ان المصمم يختار فرق جهد للمكثف يصل الى ضعف الجهد
      المطلوب فلو ان لدينا دارة تعمل بجهد ١٢فولت يفضل استخدام مكثف جهده ٢٥ او ٥٠ فولت
      وهذا نوعا ما يساعد على زيادة العمر الافتراضي
      وهناك عامل مهم اخر هو معامل التاثر بالحرارة الخاص بالمكثف وكلما زاد هذا الرقم زاد من العمر الافتراضي
      الكلام يطول حول حساب العمر الافتراضي لاي عنصر ويمكنك التوسع بالبحث عن مصطلح mtbfاو life time calculation
      مرة اخرى اهلا بك في عالم الالكترونيات

  19. شكرا علي الشرح الوافي جدا
    وكان لدي سؤال رايت دوائر كثيرة للصاعق الكهربي الدفاعي
    وهي دوائر بدائية بالطبع ولكنها. تستغل المكثفات باعداد كبيرة جدا مع دايودات باعداد كبيرة ايضا ويقومون بعمل صاعق بها دون تركيب ترانسفورمر في الدائرة
    فما هي الية عمل المكثف هنا? وكيف قام بتحويل الجهد الي جهد اعلي بكثير بعد. توصيلة بتلك الدايودات الكثيرة?
    وشكرا جزيلا لك

    1. لا شكر على واجب..
      لفهم آلية عمل المكثف أرجو قراءة ماورد هنا
      http://eeecb.com/vb/showthread.php?t=327
      http://www.dbaasco.com/vb/showthread.php?t=6676
      ستلاحظ أن المكثفات يتم شحنها بطريقة معينة وتخزين الشحنة والاستعانة بالدايود لهذه العملية
      بالنسبة لعدم استخدام المحول، فلم أر فعليا دارات من غير المحول، لكن ذلك لايمنع إذا تمكنا من توليد فرق جهد كاف لشحن المكثفات
      http://muslimlead.com/?p=3753
      قراءة ممتعة

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *