يُستخدم المكثف في كل الدوائر الإلكترونية تقريبًا. ويتم تصنيع المكثفات بالملايين كل يوم، وهناك العديد من أنواع المكثفات المختلفة. وكل نوع من المكثفات له مزاياه وعيوبه التي يمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة.
وفقًا لذلك، من الضروري معرفة المعلومات المهمة عن كل نوع حتى تتمكن من إختيار النوع المناسب لأي استخدام أو تطبيق معين.
تصنيف المكثفات
يمكن تصنيف المكثفات بحسب خصائصها لما يلي:
بحسب القطبية
- مكثفات مستقطبة: بمعنى أن لها طرفين سالب وموجب ويجب توصيل فرق الجهد بين طرفيها بشكل صحيح وفي حالة عكس القطبية فإنها لا تعمل وقد يحدث لها انهيار في طبقات العزل ومن الممكن أن تنفجر.
- مكثفات غير مستقطبة: هذه المكثفات لايوجد فرق بين طرفيها ويمكن توصيل فرق الجهد بين طرفيها بأي شكل دون حدوث أي مشكلة.
بحسب قيمتها
- مكثفات ثابتة: تكون قيمة سعتها ثابتة ولا يمكن تغييرها.
- مكثفات متغيرة: هذه المكثفات يمكن تغيير قيمة سعتها يدويًا أو آليًا لتعطيك القيمة التي تريدها.
أنواع المكثفات
تنقسم المكثفات الكهربائية للأنواع التالية:
- المكثفات الورقية ( Paper Capacitors).
- المكثفات الفلمية (Film Capacitors).
- مكثفات الميكا (Mica Capacitors).
- مكثفات السيراميك (Ceramic Capacitor).
- المكثفات الإلكتروليتية (Electrolytic Capacitors).
- المكثف الهوائي (Air Capacitor).
- المكثفات الفائقة (Super Capacitor)
- المكثفات المتغيرة.
- المكثفات القطبية.
المكثفات الورقية ( Paper Capacitors)
تتكون الأقطاب من رقائق معدنية معزولة بطبقات من الورق المشبع بالزيت أو الشمع. في الماضي كانت تستخدم هذه المكثفات الورقية ولكن تم استبدالها الآن بالبوليمر أو المكثفات المصنوعة من البلاستيك.
المكثفات الفلمية (Film Capacitors)
المكثفات الفلمية من أكثر أنواع المكثفات شيوعًا، وتتكون من عائلة كبيرة من المكثفات مع وجود اختلاف في خصائص العوازل المستخدمة فيها. وهي تشمل مكثفات البوليستر (polystyrene)، والبوليسترين (polypropylene)، والبولي بروبيلين (polycarbonate)، وغيرها.
تتوفر المكثفات الفيلمية بسعة قيمتها من 5pF إلى 100μF وبجهد يصل إلى 1500 فولت. وتأتي أيضًا في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام.
المكثفات الفيلمية التي تستخدم البوليسترين أو البولي كربونات كعوازل كهربائية تسمى أحيانًا بالمكثفات البلاستيكية. يشبه تركيب هذا النوع تلك المستخدمة في المكثفات الورقية، ولكنها تستخدم عازل بلاستيكي بدلاً من الورقي. الميزة الرئيسية لهذه المكثفات مقارنة بالورقية أنها تعمل بشكل جيد في ظل ظروف درجات الحرارة العالية، ولديها tolerances أقل، وعمر تشغيل طويل وموثوقية عالية
المكثفات الفيلمية أكبر من ناحية الحجم وأكثر تكلفة، وهي غير مستقطبة، لذا يمكن استخدامها في تطبيقات التيار المتردد، ولديها خصائص كهربائية أكثر استقرارًا.
مكثفات الميكا (Mica Capacitors)
في هذا النوع من المكثفات، يتم استخدام مادة الميكا كعازل كهربائي بين لوحي المكثف، مكثفات الميكا لها قيمة سعة صغيرة نسبيًا تتراوح عادةً من 2pF إلى عدة نانوفاراد nF، يمكن أن تصل أكبر سعة لهذه المكثفات في بعض الحالات إلى 1µF.
عادةً ما يتم تصنيف جهد مكثفات الميكا بين 100 و 1000فولت، على الرغم من وجود مكثفات ميكا عالية الجهد يتم تصنيفها حتى 10 كيلو فولت.
باستثناء تكلفتها العالية تمتلك مكثفات الميكا المميزات التالية: سعة ثابتة تتغير بشكل طفيف مع الوقت، تعمل في درجات حرارة عالية، تتحمل جهود عالية جدًا، مفاقيد منخفضة، دقة عالية.
مكثفات السيراميك (Ceramic Capacitor)
مكثفات السيراميك يتم تصنيعها من خلال طلاء جانبين من قطع السيراميك الصغيرة بالفضة، ولها ثابت عازل مرتفع، ويمكن الحصول على سعة عالية مقارنة بحجمها الصغير نسبيًا. حيث تتراوح قيمة سعتها من حوالي 10pF إلى 100μF مع مدى واسع من تصنيفات الجهد، بين 16V إلى 10 KV وأكثر.
وهو مكثف غير مستقطب أي ليس له طرف موجب وطرف سالب ويمكن توصيل طرفيه بدون مراعاة القطبية. وتستخدم مكثفات السيراميك في الدوائر عالية التردد.
المكثفات الإلكتروليتية (Electrolytic Capacitors)
الإلكتروليت عبارة عن محلول كيميائي له خاصية توصيل التيار والتحلل عند مرور تيار فيه. وتعد هذه المكثفات من الأنواع الأكثر استخدامًا وتتمتع بسعات عالية. وعادةً ما يكون من السهل تمييز المكثفات الإلكتروليتية من خلال شكلها البارز والكبير، وهي مكثفات مستقطبة (على الرغم من توفر مكثفات إلكتروليتية خاصة بالتطبيقات غير المستقطبة).
هذه الأنواع من المكثفات تستخدم للقيم العالية للسعة حيث تتراوح من 0.1µF إلى 15000µF ولكن الحد الأقصى للجهد محدود، حيث يصل إلى 500V، كما تعاني هذه المكثفات من معدل تسرب (leakage) عالي.
وهناك نوعان من المكثفات الإلكتروليتية: التنتالوم (Tantalum)، والألمنيوم (Aluminum).
المكثف الهوائي (Air Capacitor)
المكثفات الهوائية هي من المكثفات المتغيرة وتتكون من مجموعة ألواح ثابتة ومجموعة أخرى متحركة، ويتم استخدام الهواء كعازل بين الألواح، يتم التحكم في سعة هذه المكثفات عن طريق تغيير المساحة الفعلية للألوح،
هذه المكثفات غير قطبية. وتستخدم في المعامل وفي دوائر التوليف في أجهزة الراديو.
المكثفات الفائقة (Super Capacitors)
هذه المكثفات لها قيم كبيرة جدًا من السعة (capacitance)، تصل إلى عدة آلاف من الفاراد. يمكن تصنيفها كمجموعة تقع بين المكثفات الإلكتروليتية وكذلك البطاريات القابلة لإعادة الشحن.
تتميز بقدرتها على تخزين الشحنات وتفريغها بسرعة عالية، والتعامل مع دورات شحن وتفريغ عديدة.
تستخدم هذه المكثفات في السيارات والقطارات والرافعات والمصاعد.
