الوظائف والتطبيقات الرئيسية للمكثفات ذات الأغشية الرقيقة في دوائر التيار المتردد

أنا. المكثفات الفيلم تلعب الأدوار الرئيسية التالية في دوائر التيار المتردد:

1. اقتران/حجب العاصمة:

باستخدام خصائصه المتمثلة في "السماح بالتيار المتردد وحجب التيار المباشر"، فهو ينقل الإشارات من مرحلة دائرة إلى أخرى بينما يحجب جهد التحيز المستمر بين المرحلتين. يتم استخدامه بشكل شائع في دوائر الترددات الصوتية والراديو.

2. الترشيح (يرتبط مباشرة بالمفاعلة السعوية):

تصفية إمدادات الطاقة: بالاشتراك مع المحاثات أو المقاومات، فإنها تشكل شبكة مرشح RC أو LC لتجاوز الضوضاء المموجة في طاقة التيار المتردد (مثل التيار المستمر النابض المصحح) إلى الأرض، مما ينتج طاقة تيار مستمر سلسة. تُستخدم مكثفات الأفلام PP بشكل شائع في مثل هذه التطبيقات نظرًا لانخفاض فقدها واستقرارها.

قمع الضوضاء/تجاوز: ضوضاء تداخل عالية التردد للدائرة القصيرة (مع تردد عالٍ جدًا f، وبالتالي فإن Xc صغير جدًا) إلى الأرض لمنعها من التداخل مع الدوائر الحساسة. يشيع استخدام المكثفات السينمائية ذات السعة الصغيرة.

3. تصحيح معامل القدرة (PFC):

في الأحمال الحثية مثل المحركات والإضاءة، يتأخر التيار عن الجهد، مما يؤدي إلى انخفاض عامل الطاقة. من خلال توصيل مكثف فيلم على التوازي (توليد تيار سعوي رئيسي)، يمكن تعويض التيار الحثي المتأخر، ومحاذاة التيار الإجمالي مع مرحلة الجهد وتحسين كفاءة الطاقة. يعد هذا تطبيقًا مهمًا لمكثفات الأفلام في دوائر التيار المتردد الصناعية.

4. اختيار الرنين والتردد :

يتم توصيله على التوالي أو بالتوازي مع ملف حث، ويستخدم خاصية Xc المتغيرة مع التردد لتحقيق الرنين عند تردد محدد fr (Xc = XL). يتم استخدامه لبناء المذبذبات ودوائر الضبط والمرشحات وما إلى ذلك. على سبيل المثال، في دائرة اختيار المحطة في الراديو.

5. تشغيل المحرك وبدء التشغيل :

تتطلب المحركات المتناوبة أحادية الطور مكثفات لتوليد تيار منزاح الطور، وبالتالي إنشاء مجال مغناطيسي دوار يمكّن المحرك من التشغيل والتشغيل. تحتاج هذه المكثفات إلى تحمل الجهد والتيار العالي للتيار المتردد، وتستخدم مكثفات الأفلام (خاصة مادة البولي بروبيلين الممعدنة MKP) على نطاق واسع نظرًا لمقاومتها العالية للجهد الكهربي والفقد المنخفض وخصائص الإصلاح الذاتي.

ثانيا . لماذا تفضل دوائر التيار المتردد المكثفات ذات الأغشية الرقيقة؟

بالمقارنة مع المكثفات الإلكتروليتية، تتمتع المكثفات الفيلمية بمزايا فريدة في دوائر التيار المتردد:

غير قطبية : يمكن استخدامه مباشرة في دوائر التيار المتردد النقي.

خسارة منخفضة (قيمة Q عالية): ظل فقدان العزل الكهربائي صغير، مما يؤدي إلى توليد حرارة أقل وكفاءة عالية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لتطبيقات التردد العالي والطاقة العالية.

مقاومة الجهد العالي والموثوقية: يمكنه تحمل قمم الجهد العالي للتيار المتردد وله عمر طويل.

الشفاء الذاتي : عندما ينهار الغشاء المعدني محليًا، تتبخر الطبقة المعدنية حول نقطة الانهيار على الفور، مما يؤدي إلى عزل نقطة الخلل والسماح للمكثف بالعودة إلى التشغيل الطبيعي، مما يحسن الموثوقية بشكل كبير.

استقرار السعة: تتغير قيمة السعة قليلاً عندما تتغير درجة الحرارة والتردد.

تلخيص

يمكن تلخيص مبدأ عمل المكثفات الفيلمية في دوائر التيار المتردد على النحو التالي:
باستخدام عازل رقيق عازل، فإنها تخضع للشحن والتفريغ بشكل دوري تحت تأثير المجال الكهربائي المتناوب، وبالتالي تظهر خاصية "تمرير" التيار المتردد في الدائرة. تختلف ممانعتها (المفاعلة السعوية) باختلاف قيمة التردد والسعة. واستنادًا إلى هذا المبدأ، تحقق المكثفات الفيلمية وظائف رئيسية مثل الاقتران والترشيح والتعويض والرنين، لتصبح مكونات سلبية لا غنى عنها في دوائر التيار المتردد ودوائر الطاقة الإلكترونية الحديثة.