يتم شحنه بتطبي فرق جهد على طرفيه. وعند غزالة فرق الجهد المطبق فإنه يحتفظ بالشحنة الكهربائية لفترة زمنية يقوم خلالها بتفريغها. وبالتالي ووفقا لهذا التعريف يمكننا كتابة قانون سعة المكثف كتابع للزمن وفق العلاقة: (t)C (t)= q/V العوامل التي تتعلق بها سعة المكثف بما اننا نعرف ان الفاراد سعة كبيرة. فنحن نحتاج إلى مكثف كبير جدا في الحجم لاختزان سعة 1 فاراد. يعطى قانون سعة المكثف وفقا لمواصفاته بالعلاقة: C = (ε 0 x A) / d يمثل ε 0 سماحية الخلاء. على فرض أن العازل بين اللبوسين الخلاء (الفراغ) ويختلف من عازل لآخر. بينما A هي مساحة السطح المشترك للبوسين. و d البعد بين اللبوسين مقدرا بالوحدة الدولية المتر. تمرين: إذا علمت أن ε o = 8. 85 x 10 -12 Nm 2 C -2 للخلاء. كيفية حساب المكثفات على التوالي - احسب. ولديك مكثف البعد بين لبوسيه 1 متر. احسب طول ضلع كل من لبوسي مكثف مربعي الشكل اذا علمت أن سعته 1 فاراد. الحل: باستخدام القانون السابق: C = (ε 0 x A) / d ⇒ 1 = (8. 85 x 10 -12 x A)/1 ⇒ A = 8. 85 x 10 12 وبالتالي إذا كان كل من اللبوسين مربعي الشكل فإن طول ضلع كل منهما L = √(8. 85 x 10 12) ≈ 3000000 m = 300 Km ومن هنا نستنتج أن الفاراد سعة هائلة ونحتاج لمثف طول ضلعه 300 كم لاختزان هذه السعة.
[٧] التوصيل على التوالي في هذه الطريقة يتم توصيل المكثّف من جهة بالمكثّف الذي يقع يمينه، ومن الجهة الأخرى بالمكثّف الذي يقع يساره، ويمر بجميع المكثّفات نفس التيار الكهربائي، إلّأ إنّ الجهد الكهربائي يكون مختلفََا على طرفي كل مكثّف وذلك بالاعتماد على قيمة المقاومة الداخليّة للمكثّف، ويتم حساب المواسعة المكافئة لجميع المواسعات بأخذ مقلوب كل مواسعة وجمعها إلى بعضها لتساوي مقلوب قيمة المواسعة المكافئة، ومن ثم أخذ المقلوب للحصول على قيمة المواسعة المكافئة. [٨] وبهذا فإنّ المواسعة المكافئة لمجموعة المكثّفات الموصولة على التوالي تكون أصغر من أصغر مواسعة موجودة بين المواسعات. [٨] توصل المكثّفات الكهربائيّة بطريقتين هما التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي، ولا يمكن تفضيل إحداهما على الأخرى لأن لكل واحدة منهما حاجة وهدف وراء استخدامها يحددها نوع الدائرة ومساحتها والتطبيق المستخدمة فيه، وكل طريقة تعطي مواسعة مكافئة تختلف عن الأخرى. حساب السعة الكلية للمكثفات على التوالي والتوازي (التسلسل والتفرع) ودور المكثفات وأنواعها » ويكي العربية. سعة المكثف ما هي وحدة قياس سعة المكثّف؟ سعة المكثف هي خاصيّة من خصائص المواد الموصلة للتيّار الكهربائي بحيث إنّها تعبر عن مقدار الشحنات الكهربائية المنفصلة التي يمكن تخزينها لكل وحدة تغيير في الجهد الكهربائي، وتعبر هذه الخاصيّة في المكثّف الكهربائي عن مقدار تخزين الشحنة بين صفيحتي المكثّف الكهربائي.
و من هذا الرسم يتضح أن 1- عند اللحظة t = 0 أي عند لحظة قفل الدائرة يصل التيار الي أقصى قيمة له I 0 أي يساوي E/R و بذلك يكون فرق جهد البطارية واقع على المقاومة فقط. 2- بزيادة الزمن يبدأ المكثف في الشحن و يبدأ تيار الدائرة في الانخفاض و بذلك ينخفض فرق الجهد الواقع على المقاومة بينما يزداد فرق الجهد على المكثف إلي أن تصل قيمة التيار صفرا و بذلك يصل فرق الجهد على المقاومة الي الصفر أيضا بينما يصل فرق الجهد على المكثف الي أقصى قيمة له وهو فرق جهد البطارية E. يسمى الثابت R C الثابت الزمنى وله نفس وحدات الزمن ( حيث أن الدالة الأسية ليس لها وحدات). و يعرف الثابت الزمنى بأنه الزمن اللازم لكى تنخفض فيه قيمة التيار الي 1/e من قيمته القصوى. الطاقة المختزنة في مكثف مشحون. فعندما يكون الثابت الزمنى صغيرا يتم شحن أو تفريغ المكثف بسرعة والعكس يحدث عندما يكون الثابت الزمنى كبيرا فانه يتم شحن أو تفريغ المكثف ببطئ.
d تمثل المسافة بين اللوحين بالمتر. أنواع المكثفات يمكن تصنيف المواسعات والمكثفات الكهربائية اعتمادا على عدة عوامل منها: على حسب نوع المادة العازلة بين اللوحين (وبالتالي يكون نوعها إما الالكترولايت، أو الميكا، أو السراميك، أو البلاستيك). إذا كانت المادة العازلة بين اللوحين سيراميك يسمي في هذه الحالة مكثف سيراميك، واذا كانت مادة كيميائية يسمي الكترولايتي وإذا كانت الهواء يسمى مكثف هوائي وهكذا. على حسب السعة (ثابتة أو متغيرة) المكثفات الثابتة هي التي تصنع بقيمة واحدة فقط كما في الأنواع الموجودة على الشكل 1 ويرمز لها في الدوائر بهذا الرمز: أما المكثفات المتغيرة يمكن التحكم في قيمتها وتغييرها، آليه التغيير في هذا النوع تكون وفق العلاقة المذكورة سابقا: C = (ϵ * A) / d أي انه يمكن تصنيع مكثفات متحكم في قيمتها عن طريق إمكانية تغيير كل من البعد بين اللوحين أو مساحة سطح اللوحين، الشكل التالي يوضح هذا النوع من المكثفات المتغيرة السعة أو المواسعة: عند دوران العمود يتحرك السطح المتحرك ويتداخل مع السطح الثابت وهكذا. يرمز لها بالرمز التالي: 3. هنالك نوع خاص من المكثفات نظرا لصغر حجمه ويعرف بـ SMD-Capacitor.
هذا النوع يميزه فقط انه صغير الحجم. الشكل التالي يوضح هذا النوع: 4. المكثفات القطبية وغير القطبية: هذه المكثفات تصنع ثابتة السعة ولكن عند توصيلها يجب مراعاة قطبية التوصيل الموضحة عليها، لا تختلف في الشكل من سابقيها ولكن فقط تختلف في رمزها والشكل التالي يوضح هذا النوع: الشكل التالي يوضح بعض أنواع المكثفات: كيفية قياس المكثفات يمكن قياس قيمة المكثف من خلال جهاز يسمى بـ جهاز قياس المواسعة Capacitance meter. انظر الصورة التالية التي توضح الجهاز: مع العلم أن قيمة المواسعة قد تكون مكتوبة على المكثف نفسه كما في بعض المكثفات. توصيل المكثفات على التوالي وعلى التوازي وحساب المواسعة المكافئة يمكن توصيل المكثفات في الدائرة على التوالي أو التوازي مثل المقاومات الكهربائية ولكن تختلف في حساب المواسعة المكافئة لمجموعه المكثفات الموصلة. المكثفات على التوازي: في هذه الحالة تكون المواسعة أو السعة المكافئة تساوي حاصل جمع سعات المكثفات والشكل التالي يوضح كيفية الحساب: C eq = C 1 + C 2 + C 3 + … + C n حيث أن القانون أعلاه يعطي مقدار السعة المكافئة لمجموعة مكثفات موصولة على التوازي. المكثفات على التوالي: لاحظ الصورة التالية لكيفية حساب السعة المكافئة لمجموعة مكثفات موصولة على التوالي مع العلاقة التي بعدها.