واحدة من أكثر المكونات المنفعلة في كل مكان المستخدمة هي مكثف ، وجدت في كل جهاز إلكتروني تقريبا من أي وقت مضى. المكثفات لديها عدد من التطبيقات الأساسية في تصميم الدوائر ، وتوفير خيارات مرشح مرنة ، والحد من الضوضاء ، وتخزين الطاقة وقدرات الاستشعار عن المصممين.
تصفية التطبيقات
إلى جانب المقاومات ، غالباً ما تستخدم المكثفات كعنصر رئيسي للفلاتر الانتقائية للترددات. إن تصميمات وطبقات الفلتر المتاحة متعددة ويمكن تعديلها حسب التردد والأداء من خلال تحديد قيم وجودة المكونات المناسبة. بعض أنواع تصميمات المرشحات تشمل:
- مرشح تمرير عالي (HPF)
- مرشح تمرير منخفض (LPF)
- مرشح تمرير النطاق (BPF)
- مرشح توقف الفرقة (BSF)
- تصفية الشق
- كل مرشح تمرير
- تصفية التساوي
فصل / عن طريق المكثفات
تلعب المكثفات دورًا حاسمًا في التشغيل المستقر للإلكترونيات الرقمية عن طريق حماية الشرائح الدقيقة الحساسة من الضوضاء على إشارة الطاقة التي يمكن أن تسبب سلوكًا غير طبيعي. المكثفات المستخدمة في هذا التطبيق تسمى المكثفات فصل ويجب أن توضع أقرب ما يمكن إلى كل رقاقة لتكون أكثر فعالية ، لأن كل آثار الدوائر بمثابة الهوائيات وسوف التقاط الضوضاء من البيئة المحيطة بها. يتم أيضًا استخدام المكثفات المنفصلة والمرتشاة في أي منطقة من الدوائر لتقليل التأثير الكلي للضوضاء الكهربائية.
تقارن أو DC مكثفات حجب
بما أن المكثفات لديها القدرة على تمرير إشارات التيار المتناوب أثناء حجب DC ، يمكن استخدامها لفصل مكونات AC و DC للإشارة. لا تحتاج قيمة المكثف إلى أن تكون دقيقة أو دقيقة للاقتران ، ولكنها يجب أن تكون ذات قيمة عالية لأن تفاعل المكاثف يؤدي إلى الأداء في تطبيقات الاقتران.
المكثفات Snubber
في الدوائر التي يتم فيها تحريك حمل الحث العالي ، مثل المحرك أو المحول ، يمكن أن تحدث تموجات طاقة عابرة كبيرة حيث يتم تفريغ الطاقة المخزنة في الحمل الاستاتيائي بشكل مفاجئ مما قد يؤدي إلى تلف المكونات والاتصالات. يمكن أن يؤدي تطبيق مكثف إلى الحد من أو إعاقة ارتفاع الجهد عبر الدائرة ، مما يجعل العملية أكثر أمانًا والدائرة أكثر موثوقية. في الدوائر ذات الطاقة المنخفضة ، يمكن استخدام تقنية الشق لمنع الارتفاعات من خلق تداخل ترددات الراديو غير المرغوب فيها (RFI) والذي يمكن أن يسبب سلوكًا غير عادي في الدوائر ويسبب صعوبة في الحصول على شهادة المنتج والموافقة عليه.
مكثفات الطاقة النبضية
في أبسطها ، تكون المكثفات عبارة عن بطاريات صغيرة بشكل فعال وتوفر قدرات تخزين فريدة للطاقة تتجاوز قدرات بطاريات التفاعل الكيميائي. عند الحاجة إلى الكثير من الطاقة في فترة زمنية قصيرة ، تكون المكثفات الكبيرة وبنوك المكثفات خيارًا ممتازًا للعديد من التطبيقات. يتم استخدام المصارف المكثف لتخزين الطاقة للتطبيقات مثل الليزر النبضي والرادارات ومسرعات الجسيمات والسكك الحديدية. هناك تطبيق شائع لمكثف الطاقة النبضي في الفلاش على كاميرا يتم التخلص منها والتي يتم شحنها بسرعة ثم يتم تفريغها بسرعة عبر الفلاش ، مما يوفر نبضة تيار كبيرة.
تطبيقات دارة طنين أو دارة
في حين يمكن استخدام المقاومات والمكثفات والمحثات لصنع المرشحات ، يمكن أن ينتج عن تركيبات معينة صدى تضخيم إشارة الدخل. تستخدم هذه الدوائر لتضخيم الإشارات عند تردد الرنين ، وخلق جهد عالي من مدخلات الجهد المنخفض ، كمؤشرات تذبذب ، وفلاتر مضبوطة. في الدوائر الرنانة ، يجب توخي الحذر لاختيار المكونات التي يمكن أن تنجو من الفولتية التي تراها المكونات عبرها وإلا فسوف تفشل بسرعة.
تطبيق الاستشعار سعوية
أصبح الاستشعار السعري مؤخرًا سمة شائعة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية المتقدمة ، على الرغم من استخدام أجهزة الاستشعار السعوية لعقود من الزمن في مجموعة متنوعة من التطبيقات للمواضع والرطوبة ومستوى السوائل والتحكم في جودة التصنيع والتسارع. يعمل الاستشعار بالسعة عن طريق الكشف عن تغيير في سعة البيئة المحلية من خلال تغيير في العزل الكهربائي ، أو تغيير في المسافة بين لوحات المكثف ، أو تغيير في مساحة المكثف.
سلامة مكثف
ينبغي اتخاذ بعض احتياطات السلامة مع المكثفات. يمكن لمكثفات تخزين الطاقة ، كمكثفات تخزين الطاقة ، تخزين كميات كبيرة من الطاقة التي يمكن أن تتسبب في حدوث صدمات كهربائية مميتة وتلف المعدات حتى لو تم فصل المكثف عن الطاقة لفترة طويلة من الوقت. ولهذا السبب ، فمن المستحسن دائمًا تفريغ المكثفات قبل العمل على المعدات الكهربائية.
تكون المكثفات الالكتروليتية عرضة للفشل بعنف في ظل ظروف معينة ، خاصة إذا تم عكس الجهد الكهربي على مكثف مستقطب إليكتروليتي. المكثفات المستخدمة في تطبيقات الطاقة العالية والعالية الجهد قد تفشل أيضًا بعنف حيث تتكسر المواد العازلة وتبخر.