تعالوا نتعرف على المكثف عن قرب

محمدابوعلي · 21-01-2014, 02:01 AM

السلام عليكم اخواني المهندسين الاكارم الحبايب على قلبي ...
تعالوا نتعرف عن عائله المكثفات ......
يطلق على المكثف ذي السعة الثابتة (المكثف الثابت)، أما المكثف الذي يمكن
تغييرسعته (وذلك بتغيير المساحة المحصورة بين الألواح) فيطلق عليه اسم
المكثف المتغير... يوجد أيضا نوع ثالث من المكثفات يمكن أن نتحكم في تغيير
سعته، أو يترك دون تعديل لفترات زمنية طويلة ويطلق عليه اسم (مكثف تريمر)
الذي قدنلجأ لضبط قيمته عند إجراء أعمال الصيانة والإصلاح في الدائرة الإلكترونية.
ويمكن شحن المكثف فورياً إذا تم توصيله مباشرة بمصدر التغذية (Power Supply). كما يمكن إبطاء أو تسريع وقت الشحن بوضع مقاومة بين المكثف و وحدة التغذية.
ويسرب المكثف المشحون شحنته بالتدريج ولكن يمكن الإبطاء بعملية التسريب بربط مقاومة مع المكثف يتم قياس سعة المكثف بوحدة تسمى الفاراد (FARAD).
لو نظرت إلى المكثف لوجدت أن له طرفان حيث يكون واحد من الأطراف أطول من الآخر. الطرف الطويل يمثل الجهة الموجبة من المكثف أما الطرف الأقصر فيمثل الجهة السالبة من المكثف.
ومن انواعه...
1- نوع الغشاء البلاستيكي Plastic Film Type معظم المكثفات من هذا النوع تكون معلوماته مطبوعة عليه. هذه القيم تشمل السعة والجهد الذي يعمل عنده المكثف وكذلك دقة السعة.

]1- السعة: تكون السعة دائماً بالمايكروفاراد إلا إذا وجد الرمز n فهذا يعني أن السعة بالنانوفاراد

2- الجهد: يعطى كرقم يتبعه الحرف V وفي كثير من الأحيان لايكتب الحرف V

3- الدقة: تحدد بالحرف حسب الآتي:
الرمز الدقة M 20%
K 10%
J 5%
H 2.5%
F 1بيكو فاراد بالموجب والسالب
بعض هذه المكثفات تكون مؤشرة برموز أكثر صعوبه مكون من ثلاثة أرقام ثم حرف وبعد ذلك رقمين أو ثلاثة وتفسير هذه الرموز هو الآتي:
أول رقمين من اليسار هي السعة
بالبيكوفاراد. الرقم الثالث هو معامل الضرب فإذا كان مثلا 2 فذلك يعني أن
السعة مضروبة في 100 وإذا كان 3 فيعني أن السعة مضروبة في 1000 وهكذا
الحرف الذي يتبع الأرقام يحدد الدقة. فالحرف K يعني 10% أما الحرف M فيعني 20%
الرقمين أو الثلاثة أرقام التي تتبع الحرف تحدد الجهد الذي يعمل عنده المكثف.
مثال: مكثف مؤشر بالرمز التالي: 474K63 فماذا يعني ذلك ؟
هنا نجد أن أول رقمين من اليسار 47 أي 47 بيكوفاراد.
الرقم الثالث هو 4 فيكون معامل الضرب 10000 أي أن سعة المكثف هي 47 x 10000 = 470000 بيكوفاراد (هذا يساوي 0.47 مايكروفاراد)
الحرف الذي بعد الأرقام الثلاثة هو K أي أن دقة السعة هي 10 %
الرقمان 63 بعد الحرف K يحددان الجهد وفي هذا المثال الجهد = 63 فولت
2- نوع السيراميك Ceramic Disk Type هذا النوع يكون مؤشراً بعدة رموز تدل على سعة المكثف ودقته والجهد وكذلك معامل الحرارة كيف إذاً نعرفها ؟ عادة إذا كان
الرقم لا يحتوي على أرقام عشرية فتكون الوحدة بالبيكوفاراد أما إذا كان هناك أرقام عشرية مثل 0.1 أو 0.47 فالوحدة تكون بالمايكروفاراد. أي طريقة أخرى نعاملهابالطريقة التي شرحناها سابقاً في نوع الغشاء البلاستيكي فمثلا إذا وجدنا الرقم 473 فهذا يعني 47x 1000 بيكوفاراد أي 47 نانوفاراد
هناك أنواع أخرى لا تتبع الطرق التي ذكرناها
طرق ربط المكثفات..........
هناك طريقتين رئيسيتين لربط المكثفات وهي ربطها بطريقة التسلسل وطريقة التوازي.
الربط بالتسلسل: إذا ربطنا نهايتي مكثفين بالتسلسل كما بالشكل فإن السعة المكافئة تساوي
(1) / (1/س1 +1/ س2)
مثال : إذا كانت سعة المكثف س1 = 3 مايكرو فاراد وسعة المكثف س2 = 5 مايكرو
فاراد فإن السعة بين نقطتي أ و ب = (1) / (1/3 + 1/5) = 1.875 مايكرو
فاراد
سؤال: 3 مكثفات 10 ، 22 ، 47 مايكروفاراد ربطت بالتسلسل فما هي السعة المكافئة؟
الإجابة: السعة = 1 / (1/10 + 1/22 + 1/47) = 5.997 مايكروفاراد
أرجو أن تكون حصلت على هذه الإجابة.
الربط بالتوازيإذا ربطنا نهايات مكثفين بالتوازي كما بالشكل فإن السعة المكافئة هي عبارة عن حاصل جمع سعتي المكثفين
مثال : إذا كانت سعة المكثف س1 = 3 مايكرو فاراد وسعة المكثف س2 = 5 مايكرو
فاراد فإن السعة بين نقطتي أ و ب = 3 + 5 = 8 مايكرو فاراد
سؤال: 3 مكثفات 10 ، 22 ، 47 مايكروفاراد ربطت بالتوازي فما هي السعة المكافئة؟
الإجابة: السعة = 10 + 22 + 47 = 79 مايكروفاراد
أرجو أن تكون حصلت على هذه الإجابة.
لاحظ أننا استخدمنا وحدة قياس سعة المكثف المايكروفاراد. فما هو المايكروفاراد؟
المايكروفاراد = 1 على المليون من الفاراد وهذه الوحدة تقاس بها سعة المكثفات المستعملة في الدوائر الاليكترونية.
تركيب المكثف ........
المكثف فى ابسط أنواعه عبارة عن لوحين معدنيين يفصلهما عن بعضهما لوح آخر
من مادة عازلة وبتوصيل هذين اللوحين بمنبع وليكن بطارية فان الكهرباء تسرى
فى الدائرة ويشحن احد اللوحين بشحنة موجبة لاتصالة بقطب البطارية الموجب
وفى نفس الوقت يشحن اللوح الأخر بشحنة سالبة نظرا لاتصالة بقطب البطارية
السالب وينتج عن ذلك وجود فرق جهد بين اللوحين اقل من فرق الجهد بين قطبى
البطارية فان البطارية تستمر فى شحن اللوحين إلى أن يتساوى فرق الجهد
(للضغط بالفولت ) بين اللوحين وبين قطبى البطارية وفى هذه الحالة تكون
عملية شحن المكثف قد انتهت وأصبح المكثف مشحونا وكمية الكهرباء المستعملة
فى شحن اللوحين تتوقف على ضغط منبع التيار ( البطارية مثلا ) وكذلك على سعةالمكثف و مقدرة المكثف على تخزين الكهرباء ....
العوامل التى تعتمد عليها سعة المكثف....
مساحة اللوحين : فانه كلما ذادت مساحة الألواح المكونة للمكثف زادت سعته وإذا قلت مساحة الألواح قلت السعة ...
المسافة بين اللوحين : فأنه كلما زادت المسافة بين اللوحين قلت السعة وقلما قلت المسافة زادت السعة...
نوع العازل المستعمل : فأنه تزيد سعة المكثف باستعمال عازل آخر خلاف الهواء
توضيح اكثر دقة وطرق القياس عن المكثف يطلق عليه (( capacitor ))
ويرمز له بالرمز (( c ))
يعتبر المكثف من اهم واخطر عناصر الدائرة الالكترونية حيث انه يقوم بعدد من الوظائف المهمة والمؤثرة مثل التنعيم للاشارات تخزين الطاقة المشاركة فى دوائر الاختيار والاصطياد ثبات الجهد .............الخ
وايعتبر حوالى 99% من عيوب الاجهزة الالكترونية سببها المكثف...
مما يتكون المكثف ؟؟
يتكون المكثف من لوحين من مادة موصلة يفصل بينهما مادة عازلة مثل الهواء الورق الميكا السراميك ....الخ
ويكون نوع المكثف هو نوع المادة العازلة...
سعة المكثف (( capacitance ))هى كمية الشحنات التى يستطيع ان يحتفظ بها وتقاس بوحدة الفاراد ( f )وطبعا لا يوجد مكثف بالفاراد والا كان حجمه مثل غرفة كبيرة بل نقيس بجزء من الفاراد مثل (( uf . Nf . Pf )) حيث ان uf ميكرو فراد = 1\ 1000000 فراد
nf
نانو فراد = 1\ 1000000000 فراد
pf = بيكو فراد = 1\ 1000000000000 فراد
طريقة حساب المعاوقة للمكثفات
كما ذكرنا فى الملفات يجب ان نحول السعة الى اوم
بفرض ان xc هى المعاوقة السعوية لمكثف
xc = 1/ 2 * ~ * f * c
~ = 22\7 = القيمة ط ( باى )- (f)التردد (c)سعة المكثف وتكون المعاوقة الكلية لمكثف معينzc
zc الجزر التربيعى ( مربع xc + مربع r )
ملحوظة مهمة جدا...
عند قياس المكثف بالافوميتر نجد ان المؤشر يتجه الى قيمة معينة ثم يعود الى مالانهاية مرة اخرى وهذا لان عند بداية القياس مر تيار من البطارية الداخلية للافو شحنت المكثف وعند ما تم شحن المكثف بجهد يساوى جهد البطارية الداخلية توقف مرور التيار وبالتالى عاد المؤشر الى سابق وضعه...
كيفية تحديد قيمة المكثف
1 - طريقة القياس
ظهر الان فى الاسواق اجهزة تقيس سعةالمكثف بمنتهى الدقة
2 - الكتابة على المكثف نفسه
توجد طرق عديدةولكن اشهرها ثلاث طرق
1 - ان يكون مكتوب على المكثف السعة والجهد مباشرة
2- ان يكون عليه الوان مثل المقاومة والملف
3 ان يكون مكتوب عليه مثلا ( 104 , 102 , 105 , 336 ....الخ )
وفى هذة الطريقة ناخذ اول رقمين عدد والثالث عدد اصفار مثلا
336
33000000بيكو فراد
ونقسم على 1000000 لنحول الى ميكرو
فتكون القيمة 33 ميكرو فراد
اشهر عيوب المكثفات
1 - فقد سعة جزئى (( تقل عن القيمة المحددة ))
2 - فقد سعة كلى (( تصل السعة الى صفر ))
3 - يعمل قفلة داخلية بين اللوحين (( شورت
وفي النهايه ارجوا ان اكون قد وفقت بهذا الشرح المفصل ليكون مرجعا لنا جميعا
تحياتي للجميع بدوام التقدم والتوفيق ان شاء الله...
اخوكم محمدابوعلي

adilm · 21-01-2014, 02:16 AM

السلام عليكم .

تحياتي لك حبيب قلبي الغالي مهندس : محمد أبو علي . ربنا يبارك لك .

ألف شكر يا غالي علي مجهودك الكبير و الشرح المفصل عن المكثفات و أنواعها وطرق الوحدات الخاصة بالقياس لها .

شكرآ لك علي الشرح الوافي و الي الأمام دائمآ و ربنا يزيدك من علمة الواسع .

مع خالص تحياتي و إرق إمنياتي لك يا غالي .

فكروعلم · 21-01-2014, 02:23 AM

ماشاء الله عليك أخ محمد سلمت إيديك يا غالي

cointv · 21-01-2014, 02:23 AM

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته شكراً وبارك الله فيك,,,,,,,,,,,,,,شكراً وبارك الله فيك على هذا العمل الذي تقدمه وجازاك الله خيرا

ابو الزيت · 21-01-2014, 02:42 AM

الاخ محمد ابو علي

شرح كثير ممتاز وكافي ووافي
لاكن لي تعقيب بسيط على جملة وطبعا لا يوجد مكثف بالفاراد والا كان حجمه مثل غرفة كبيرة

طبعا هذا ما تعلمناه قبل 30 سنة ولكن اليوم يوجد مكثفات Super capacitor
بحجم البطارية الجافة وسعتها اكثر من 10 فاراد ولكن الفولت منخفض قليلا
وشكرا لمجهودك الرائع

فكروعلم · 21-01-2014, 02:48 AM

اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ابو الزيت

الاخ محمد ابو علي

شرح كثير ممتاز وكافي ووافي
لاكن لي تعقيب بسيط على جملة وطبعا لا يوجد مكثف بالفاراد والا كان حجمه مثل غرفة كبيرة

طبعا هذا ما تعلمناه قبل 30 سنة ولكن اليوم يوجد مكثفات Super capacitor
بحجم البطارية الجافة وسعتها اكثر من 10 فاراد ولكن الفولت منخفض قليلا
وشكرا لمجهودك الرائع

السلام عليكم
أخ أبو الزيت أي بطارية جافة تقصد فهناك العديد من الأحجام

yacine2520 · 21-01-2014, 04:40 AM

مهندسنا المحبوب الغالي / محمد

بسم الله ما شاء الله.
موضوع في منتهى الاهمية و شرح اكثر من رائع.
فعلا المكثف من اهم القطع في الشاسيه و اخطرها ايضا.
تسلم ايديك مهندسنا المتالق على هذا المجهود المبذول و على هذا الكرم و الجود و السخاء.
ربي يسلمك و يهنيك و لا يحرمنا منك...امين رب العالمين.

حمو حشيش · 21-01-2014, 07:17 AM

حبيب قلبى الغالى المهندس / محمد ابوعلى

ماشاء الله عليك ياحبيب قلبى تسلم ياغالى

انا سوف انكش المعلومات التى فى جعبتكم لاننى عندما ارسلت

للسؤال عن مكثفات الاتساع الافقى ةالراسى بمشاركتى

اول من لرد على هو حضرتك ياغالى

بعد كدة انا سوف ابحث عن المعلومات فى جعبتكم لانكم

اصبحتم مخزن للمعلومات لقريتنا الحبيبه

ههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههه

ههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههه

هههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههه

انت روعة بجد ربنا يبارك فيك ويسعدك ويسترك اللهم امين

يارب تخلى لينا خبيبنا المهندس // محمد ابوعلى