المكثف هو عنصر في دائرة كهربائية يسمح بتراكم الشحنات الكهربائية. في هذه الحالة ، تكون الشحنات الكهربائية ، كقاعدة عامة ، إلكترونات.
عملية شحن مكثف
المكثف قادر على تخزين الطاقة الكهربائية عن طريق تجميع الجسيمات المشحونة على ألواحه. وهكذا ، ينشأ مجال كهربائي بقوة معينة داخل المكثف. تخيل جهاز مكثف تقليدي يحتوي على لوحين متوازيين. يتم تطبيق جهد كهربائي على كل لوحة مكثف. إن إمكانات كل لوحة مكثف لها إشارة معاكسة. من الناحية العملية ، تتوافق هذه الحالة مع توصيل مكثف بخلية كلفانية.
تتدفق الجسيمات المشحونة عند القطب السالب للخلية الجلفانية إلى إحدى لوحات المكثف. وهكذا ، فإن اللوحة الأخرى مشحونة بعلامة معاكسة. هذا يخلق مجالًا كهربائيًا داخل جهاز المكثف. تستمر عملية الشحن حتى يصبح الجهد بين الألواح مساويًا لجهد الخلية الجلفانية.
عادة ، يتم وضع مادة عازلة داخل المكثف ، بحيث يكون إجمالي الجهد بين ألواح المكثف هو مجموع الجهد الخارجي المطبق والجهد الداخلي الناتج عن الجسيمات القطبية للمادة العازلة.
قيمة شحن المكثف
لذلك ، كل لوحة من المكثفات مشغولة بعدد معين من الجسيمات المشحونة. نظرًا لأن الألواح عبارة عن مادة معدنية ، يمكن أن تكون الإلكترونات فقط حاملة شحن مجانية. وبالتالي ، فإن إحدى الصفيحتين فقط تتراكم الجسيمات المشحونة على شكل إلكترونات ، ويتشكل فائضها على الأخرى ، مما ينتج شحنة موجبة معينة.
وبالتالي ، يمكن تعريف الشحنة الإجمالية للمكثف على أنها الشحنة الإجمالية لجميع الإلكترونات في إحدى اللوحات. يمكن حساب هذه القيمة من خلال معرفة قيمة سعة المكثف. في هذه الحالة ، ستكون كمية شحنة المكثف مساوية لحاصل ضرب السعة والجهد بين الألواح.
سعة المكثف هي قيمة ثابتة تعتمد فقط على تكوينها ، وبالتالي فإن الشحنة الكلية للمكثف ستعتمد فقط على مقدار الجهد. ومع ذلك ، هناك طريقة لزيادة شحنة المكثف بطريقتين في نفس الوقت ، عن طريق تقليل المسافة بين الألواح.
بهذه الطريقة ، يمكنك تحقيق زيادة في سعة المكثف وزيادة الجهد عبره. هذا هو السبب في أنهم يحاولون الحفاظ على المسافة بين اللوحات صغيرة قدر الإمكان.
