المكثفات القطبية وغير القطبية - ما هو الفرق

جميع أنواع أنواع المكثفاتتستخدم اليوم في كل مكان تقريبًا في مجال الإلكترونيات والهندسة الكهربائية ، وتحتوي على مواد متنوعة مثل المواد العازلة. ومع ذلك ، على وجه التحديد المكثفات كهربائيا، لا سيما التنتالوم والبوليمر ، ثم بالنسبة لهم ، عند تضمينه في المخطط ، من المهم أن نلاحظ بدقة القطبية. إذا لم يتم تضمين مثل هذا المكثف في الدائرة بشكل صحيح ، فلن تكون قادرة على العمل بشكل طبيعي. لذلك تسمى هذه المكثفات القطبية.

ما هو الفرق الأساسي بين مكثف قطبي ومكثف غير قطبي ، لماذا لا تزال بعض المكثفات تهتم بكيفية إدراجها في الدائرة ، ومراقبة الاستقطاب مهم بشكل أساسي للآخرين؟ سنحاول معرفة ذلك الآن.

النقطة هنا هي أن عملية تصنيع المكثفات كهربائيا مختلفة جدا ، على سبيل المثال ، السيراميك أو البولي بروبلين. إذا كان الأخيران ، كلا من الألواح والعزل الكهربائي متجانسين فيما يتعلق ببعضهما البعض ، أي أنه لا يوجد فرق في الهيكل في واجهة عازل الألواح على كلا جانبي العزل الكهربائي ، فإن المكثفات الإلكتروليتية (الألومنيوم أسطواني ، التنتالوم ، البوليمر) يكون لها اختلاف في بنية الانتقال العازل - كلادينج على جانبي العازل الكهربائي: يختلف الأنود والكاثود في التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية.

عندما يتم تصنيع مكثف ألومنيوم إلكتروليتي ، فإنه لا يقتصر فقط على لفه ورقتي رقائق متطابقتين موضوعة بورق مشرب بالكهرباء.

على جانب لوحة الأنود (التي يتم توفير +) توجد طبقة من أكسيد الألومنيوم تترسب على السطح المحفور للرقاقة بطريقة خاصة. تم تصميم الأنود لإعطاء الإلكترونات من خلال دائرة خارجية إلى الكاثود في عملية شحن مكثف.

البطانة السلبية (الكاثود) هي عبارة عن رقائق ألمنيوم ؛ تأتي الإلكترونات إليها في عملية الشحن من خلال دائرة خارجية. المنحل بالكهرباء هنا بمثابة موصل للأيونات.

الوضع هو نفسه مع المكثفات التنتالوم ، حيث يتم استخدام مسحوق التنتالوم بمثابة أنود ، والتي يتم تشكيل فيلم خامس أكسيد التنتالوم (يتم توصيل الأنود بأكسيد!) التي سوف تغادر منها الإلكترونات أثناء عملية التفريغ.

تستخدم المكثفات البوليمرية للتحليل الكهربي البوليمر الموصّل بالضوء كاثود ، لكن على خلاف ذلك ، تكون جميع العمليات متشابهة. خلاصة القول هي تفاعلات الأكسدة والاختزال ، كما هو الحال في البطارية. يتأكسد الأنود أثناء تفاعل التفريغ الكهروكيميائي ، ويتم استعادة الكاثود.

عندما يتم شحن المكثف الكهربائي ، هناك فائض من الإلكترونات على الكاثود ، على لوحة ناقص ، يبلغ فقط عن الشحنة السالبة لهذا الطرف ، وعلى الأنود - نقص الإلكترونات ، مما يعطي شحنة موجبة ، وبالتالي نحصل على الفرق المحتمل.

إذا تم اختزال مكثف إلكتروليت مشحون إلى دائرة خارجية ، فستعمل الإلكترونات الزائدة من الكاثود المشحون سالبة إلى الأنود المشحون إيجابياً ، وسيتم تحييد الشحنة. في الإلكتروليت ، تنتقل الأيونات الموجبة في هذه اللحظة من الكاثود إلى الأنود.

إذا لم يتم تضمين المكثف القطبي في الدائرة بشكل صحيح ، فلن تتمكن التفاعلات الموضحة من المتابعة بشكل طبيعي ، ولن يعمل المكثف بشكل طبيعي. يمكن للمكثفات غير القطبية أن تعمل في أي عملية إدراج ، لأنها لا تحتوي على أنود ولا كاثود ولا كهارل ، وتتفاعل ألواحها مع عازل كهربائي بنفس الطريقة ، تمامًا كما هو الحال مع المصدر.

ولكن ماذا لو كان في متناول اليد سوى المكثفات كهربائيا القطبية ، ولكن تحتاج إلى تنفيذ إدراج مكثف في الدائرة الحالية مع القطبية المتغيرة؟ هناك خدعة واحدة لهذا الغرض. من الضروري أخذ مكثفين كهربائيين متطابقين كهربائيين ، وربطهما معاً في سلسلة مع المحطات الطرفية نفسها. سوف تحصل على مكثف غير قطبي واحد من قطبين ، وتكون السعة أقل مرتين من كل مكون من مكوناتها.

على هذا الأساس ، بالمناسبة ، تصنع المكثفات الإلكتروليتية غير القطبية التي توجد فيها طبقة أكسيد على كلا الصفيحتين. لهذا السبب ، تكون المكثفات الكهربية غير القطبية أكبر بكثير من المكثفات القطبية ذات القدرة المماثلة. بناءً على هذا المبدأ ، يتم أيضًا تصنيع المكثفات التي تعمل بالكهرباء غير القطبية ، والمصممة للعمل في دوائر التيار المتردد بتردد يتراوح بين 50 و 60 هرتز.

انظر أيضا:المكثفات في الدوائر الإلكترونية