استخدامات المكثفات الكهربائية

المكثفات الكهربائية
يعدُّ المكثفُ الكهربائيّ أحدَ أهمّ أدوات تخزين الطاقة الكهربائية، كما يُطلق عليه اسم المواسع الكهربائي، وتحتوي معظم الأجهزة الكهربائية على مكثفات تعمل على تخزين الطاقة الكهربائية داخل هذه الأجهزة إلى وقت الحاجة إليها، وتسمى المكثفات الكهربائية في اللغة الإنجليزية باسم Capacitor، وتختلف المكثّفات الكهربائية عن بعضها في قدرتها على حفظ الطاقة الكهربائية، الأمر الذي يُوصِلُنا إلى مفهوم سعة المكثفات التي يتم التعبير من خلالها عن قدرة المكثف على حفظ الطاقة الكهربائية داخله، وهناك العديدُ من استخدامات المكثفات الكهربائية في علم الفيزياء، وفي هذا المقال سيتم تناول معلومات عن استخدامات المكثفات الكهربائية.
استخدامات المكثفات الكهربائية
هناك العديدُ من استخدامات المكثفات الكهربائية، وهذا ما يجعلها موجودة في العديد من الأجهزة الكهربائية، فأهميّتها لا تقتصر على تخزين الطاقة الكهربائية بل تمتد إلى العديد من الاستخدامات الأخرى، ومن أهم استخدامات المكثفات الكهربائية ما يأتي:
ترشيح التيار الكهربائي: حيث يعمل وجود المكثفات الكهربائية في الدارات الكهربائية على ترشيح إشارات التيار الكهربائيّ المتردد.
منع التيار المستمر: وهو من أهم استخدامات المكثفات الكهربائية، حيث يعمل وجود المكثفات الكهربائية في الدارات الكهربائية على منع مرور التيار الكهربائي المستمر فيها، وقد يكون هذا المكثف مكثف ربط ويسمى في اللغة الإنجليزية Coupling، أو قد يكون المكثف مكثف تسريب ويسمى في اللغة الإنجليزية Bypass.
تنظيم الفولتية: حيث تعمل المكثفات على تنظيم الفولتية في الدارات الكهربائية، وذلك من خلال التحكم بالقدرة الناتجة في النظام الكهربائي، ويحدث ذلك نتيجة لتغير الأحمال بوجود المكثفات ليتم تعويض الخلل في الفولتية وإعادة توليدها بالمكثفات في الدارة الكهربائية مرة أخرى.
تحسين معامل القدرة: وهو من أبرز استخدامات المكثفات الكهربائية، حيث يعمل وجود المكثفات على تحسين معامل القدرة الكهربائية في الدارات الكهربائية من خلال تقليل نسبة استهلاك الطاقة غير الفعّالة أو المهدورة في الأجهزة الكهربائية، الأمر الذي يَنعكس على قدرة هذه الأجهزة على العمل بشكل أفضل بسبب تخفيض القدرة المهدورة إلى أقلّ قيمة ممكنة.
مبدأ عمل المكثف الكهربائي
يعتمد مبدأ عمل المكثف الكهربائي على تخزين الطاقة الكهربائية من خلال توليد مجال كهربائي داخل المكثف الذي يتكون من لوحين موصلين تفصل بينهما مادة عازلة قد تكون من البلاستيك أو الورق أو الهواء أو من محاليل كهربائية عازلة، ومع مرور التيار الكهربائي يحدث تراكم للشحنات الكهربائية على طرفي المكثف الكهربائي بحيث يكون إحدى الطرفين موجبًا والآخر سالبًا، الأمر الذي يؤدي إلى توليد فرق جهد بين طرفي المكثف، وعندما يصل المكثف إلى السعة القصوى من حفظ الشحنات الكهربائية فإنه يكون وصل إلى السعة التخزينية القصوى للطاقة من أجل الاستفادة من هذه الطاقة عند الحاجة إليها.