عرض مصدر قائمة أنواع المكثفات

المكثف هو أحد مكونات [[دائرة كهربائية|الدوائر الكهربائية]]، وهو أداة تقوم بتخزين [[طاقة|الطاقة]] الكهربائية أو [[الشحنة (توضيح)|الشحنة]] الكهربائية لفترة من الزمن على شكل [[حقل كهربائي|مجال كهربائي]]،
[[ملف:Verschiedene_Kondensatoren_2.JPG|تصغير|صور بعض المكثفات المختلفة للمعدات الإلكترونية]]
[[مكثف (كهرباء)|يتم تصنيع المكثفات]] في العديد من الأشكال والأنماط والأطوال والأحجام ومن العديد من المواد. تحتوي جميعها على [[موصل كهربائي|موصلين كهربائيين]] على الأقل (تسمى الصفائح) مفصولة [[عازل|بطبقة عازلة]] (تسمى [[عازل كهربائي|العازل]]). تستخدم المكثفات على نطاق واسع كأجزاء من [[دائرة كهربائية|الدوائر الكهربائية]] في العديد من الأجهزة الكهربائية الشائعة.

تنتمي المكثفات، إلى جانب [[مقاوم كهربائي|المقاومات]] [[محث|والمحاثات]]، إلى مجموعة «[[مكون إلكتروني|المكونات الالكترونية السلبية]]» المستخدمة في [[إلكترونيات|المعدات الإلكترونية]]. على الرغم من أن المكثفات الأكثر شيوعًا، بالأرقام المطلقة، هي المكثفات المدمجة (على سبيل المثال في [[ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية|ذاكرة الوصول عشوائي الديناميكية]] DRAMs أو [[ذاكرة وميضية|هياكل ذاكرة الفلاش]])، تركز هذه المقالة على الأنماط المختلفة للمكثفات كمكونات منفصلة. تت تعرف قدرة المكثف على تخزين [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربية]] بالسعة الكهربية أو السعة ووحدة قياسها [[فاراد]].

اختيار سعة المكثف في [[دائرة كهربائية|الدائرة الإلكترونية]] يتحدد بعاملين أساسيين هما سعة المكثف، [[جهد كهربائي|وفرق الجهد]] المطبق على طرفيه، ووحدة قياس السعة [[فاراد]]. وبحسب الغرض من الاستخدام توجد مكثفات بوحدات أصغر مثل: ميللي فاراد، ومايكرو فاراد، وهي الأكثر استعمالاً

تُستخدم المكثفات الصغيرة في الأجهزة الإلكترونية لربط الإشارات بين مراحل مكبرات

الصوت، كمكونات لمرشحات كهربائية ودوائر مضبوطة، أو كأجزاء من أنظمة إمداد الطاقة لتنعيم التيار المعدل. تُستخدم المكثفات الأكبر لتخزين الطاقة في تطبيقات مثل الأضواء القوية، كأجزاء من بعض أنواع المحركات الكهربائية، أو [[معامل القدرة|لتصحيح عامل القدرة]] في أنظمة توزيع طاقة التيار المتردد. المكثفات القياسية لها قيمة ثابتة من [[سعة كهربية|السعة]]، لكن المكثفات القابلة للتعديل تستخدم بشكل متكرر في الدوائر المضبوطة. يتم استخدام أنواع مختلفة اعتمادًا على السعة المطلوبة، جهد العمل، قدرة المعالجة الحالية، وخصائص أخرى

== مصطلحات عامه ==

=== نظرية البناء التقليدي ===
[[ملف:Parallel_plate_capacitor.svg|يسار|تصغير|يتم وضع مادة عازلة بين لوحين موصلين (قطبين)، كل منطقة '''''A''''' مع فصل d.]]
في المكثف التقليدي، يتم تخزين [[طاقة كهربائية|الطاقة الكهربائية]] [[كهرباء سكونية|بشكل ثابت]] عن طريق [[شحنة كهربائية|فصل الشحنة]]، عادةً [[إلكترون|الإلكترونات]]، في [[حقل كهربائي|مجال كهربائي]] بين لوحين [[قطب كهربائي|قطبين]]. كمية الشحنة المخزنة لكل وحدة جهد هي في الأساس دالة لحجم الألواح، وخصائص مادة اللوح، وخصائص [[عازل كهربائي|المادة العازلة]] الموضوعة بين الألواح، ومسافة الفصل (أي سماكة العازل). الإمكانات بين الألواح [[انهيار كهربائي|محدودة]] بخصائص المادة العازلة ومسافة الفصل.

يتم تصنيع جميع المكثفات الصناعية التقليدية تقريبًا باستثناء بعض الأنماط الخاصة مثل مكثفات التغذية على أنها مكثفات صفيحة " حتى لو كانت أقطابها والعزل الكهربائي بينهما ملفوفًا أو ملفوفًا. صيغة السعة لمكثفات الألواح هي:

<math>C= \frac{\varepsilon A}{d}</math>

تزداد السعة '''''C''''' مع المنطقة '''''A''''' للألواح ومع [[سماحية|السماحية]] '''''ε''''' للمادة العازلة وتنخفض مع مسافة فصل اللوحة '''''d'''''. وبالتالي، تكون السعة أكبر في الأجهزة المصنوعة من مواد ذات سماحية عالية، ومساحة لوح كبيرة، ومسافة صغيرة بين الألواح.

=== نظرية البناء الكهروكيميائي ===
[[ملف:Electric_double-layer_(BMD_model)_NT-int.svg|تصغير|تخطيطي لمكثف مزدوج الطبقة.1 طبقة هيلمهولتز الداخلية من IHP

2 طبقة OHP الخارجية Helmholtz3 طبقة منتشرة

4 الأيونات المذابة5 '''الأيونات الامتزازية على وجه التحديد (السعة الكاذبة)'''

6 جزيء المذيب.]]
نوع اخر- المكثف [[كيمياء كهربائية|الكهروكيميائي]]- يستخدم مبدأين آخرين للتخزين لتخزين الطاقة الكهربائية. على عكس [[مكثف كهرلي|المكثفات الخزفية والأفلام والمكثفات الإلكتروليتية]]، لا تحتوي [[مكثف فائق|المكثفات الفائقة]] المعروفة أيضًا باسم المكثفات الكهربائية مزدوجة الطبقة (EDLC) أو المكثفات الفائقة على عازل تقليدي. يتم تحديد قيمة السعة للمكثف الكهروكيميائي من خلال مبدأين تخزين عالي السعة. هذه المبادئ هي:

* التخزين [[علم الكهرباء الساكنة|الكهروستاتيكي]] داخل طبقات Helmholtz المزدوجة التي يتم تحقيقها على واجهة [[طور (مادة)|الطور]] بين سطح [[قطب كهربائي|الأقطاب]] [[كهرل|الكهربائية والإلكتروليت]] '''(سعة طبقة مزدوجة)'''؛
* يتحقق التخزين [[كيمياء كهربائية|الكهروكيميائي]] [[معقد انتقال الشحنة|عن طريق نقل شحنة]] [[إلكترون|الإلكترون]] [[أيون|بواسطة أيونات]] ممتصة على وجه التحديد مع [[أكسدة واختزال|تفاعلات الأكسدة والاختزال]] '''(السعة الكاذبة)'''. على عكس البطاريات، في هذه التفاعلات، تتشبث الأيونات ببساطة بالتركيب الذري للقطب الكهربي دون صنع أو كسر الروابط الكيميائية، ولا توجد تعديلات كيميائية صغيرة أو قليلة الأهمية تشارك في الشحن / التفريغ.

يمكن أن تختلف نسبة التخزين الناتجة عن كل مبدأ اختلافًا كبيرًا، اعتمادًا على تصميم القطب الكهربائي وتكوين المنحل بالكهرباء. يمكن أن تزيد السعة الكاذبة من قيمة السعة بمقدار ترتيب من حيث الحجم على الطبقة المزدوجة في حد ذاتها.<ref name="Namisnyk">{{استشهاد ويب
| مسار = http://services.eng.uts.edu.au/cempe/subjects_JGZ/eet/Capstone%20thesis_AN.pdf
| عنوان = A Survey of Electrochemical Supercapacitor Technology
| تاريخ = 23 June 2003
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20141222044332/http://services.eng.uts.edu.au/cempe/subjects_JGZ/eet/Capstone%20thesis_AN.pdf
| تاريخ أرشيف = 22 December 2014
| تاريخ الوصول = 2011-06-24
| الأخير = Adam Marcus Namisnyk
}}</ref>

=== المكثفات الشائعة وأسمائها ===
تنقسم المكثفات إلى مجموعتين ميكانيكيتين: المكثفات الثابتة بقيم سعة ثابتة ومكثفات متغيرة ذات قيم سعة متغيرة (قاطعة) أو قابلة للتعديل (قابلة للضبط).

أهم مجموعة هي المكثفات الثابتة. حصل الكثير على أسمائهم من العازلة. بالنسبة لتصنيف منهجي، لا يمكن استخدام هذه الخصائص، لأن أحد أقدم المكثفات، وهو مكثف التحليل الكهربائي، تمت تسميته بدلاً من ذلك ببناء الكاثود الخاص به. لذا فإن الأسماء الأكثر استخدامًا هي ببساطة أسماء تاريخية.

أكثر أنواع المكثفات شيوعًا هي:

* '''المكثفات الخزفية''' لها عازل [[خزف|سيراميك.]]
* '''تمت تسمية مكثفات''' '''الأفلام''' والورق بسبب عوازلها.
* '''تم تسمية المكثفات الالكتروليتية المصنوعة من''' '''الألومنيوم والتنتالوم''' والنيوبيوم على اسم المادة المستخدمة [[مصعد (كيمياء)|كأنود]] وبناء [[مهبط (كيمياء)|الكاثود]] ([[كهرل|المنحل بالكهرباء]])
* '''مكثفات البوليمر هي المكثفات الالكتروليتية المصنوعة''' من الألومنيوم أو التنتالوم أو النيوبيوم مع بوليمر موصل كإلكتروليت
* '''Supercapacitor''' اسم عائلة:
** '''سميت المكثفات ذات الطبقة المزدوجة''' بالظاهرة الفيزيائية لطبقة [[هرمان فون هلمهولتز|هيلمهولتز المزدوجة]]
** '''سميت المكثفات الكاذبة''' بقدرتها على تخزين الطاقة الكهربية كيميائياً مع [[معقد انتقال الشحنة|نقل شحن]] فارادي قابل للعكس
** '''تجمع المكثفات الهجينة''' بين مكثفات الطبقة المزدوجة والمكثفات الزائفة لزيادة كثافة الطاقة
* '''تمت تسمية مكثفات الميكا الفضية والزجاج والسيليكون والفجوة الهوائية والمكثفات الفراغية''' بسبب عازلها الكهربائي.

[[ملف:Fixed_capacitors_overview.svg|مركز]]
بالإضافة إلى أنواع المكثفات الموضحة أعلاه، والتي اشتق اسمها من التطور التاريخي، هناك العديد من المكثفات الفردية التي تم تسميتها بناءً على تطبيقها. يشمل:

* مكثفات الطاقة
* ومكثفات المحرك،
* ومكثفات الارتباط بالتيار المستمر
* ومكثفات القمع،
* ومكثفات الصوت المتقاطعة،
* ومكثفات الإضاءة،
* ومكثفات التنفس،
* والاقتران،
* وفصل أو تجاوز المكثفات.

في كثير من الأحيان، يتم استخدام أكثر من عائلة مكثف لهذه التطبيقات، على سبيل المثال، يمكن لإخماد التداخل [[مكثف خزفي|استخدام المكثفات الخزفية]] أو المكثفات الغشائية.  

=== عوازل ===
[[ملف:Fixed_capacitors-charge_storage_principles-2.png|مركز|تصغير|مبادئ تخزين الشحن لأنواع المكثفات المختلفة وتطور الجهد الكامن فيها]]
العوازل الأكثر شيوعًا هي:

* سيراميك
* افلام بلاستيك
* [[أكسيد|طبقة أكسيد]] على المعدن ([[ألومنيوم]] [[تانتالوم|تنتالوم]] [[نيوبيوم]])
* المواد الطبيعية مثل [[ميكا (معدن)|الميكا]]، [[زجاج|الزجاج]]، [[ورق|الورق]]، [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]، SF <sub>6</sub>، [[فراغ (فيزياء)|الفراغ]]

كل منهم يخزن شحنته الكهربائية بشكل ثابت داخل [[حقل كهربائي|مجال كهربائي]] بين قطبين متوازيين

تحت هذه المكثفات التقليدية تم تطوير عائلة من المكثفات الكهروكيميائية تسمى المكثفات [[مكثف فائق|الفائقة.]] لا تحتوي المكثفات الفائقة على عازل تقليدي. يقومون بتخزين شحنتهم الكهربائية بشكل ثابت في طبقات هيلمهولتز المزدوجة وبشكل متباعد على سطح الأقطاب الكهربائية

* مع سعة ثابتة مزدوجة الطبقة في [[مكثف فائق|مكثف مزدوج الطبقة]]
* مع [[السعة الكاذبة]] (نقل الشحنة الفارادية) في مكثف [[مكثف كاذب|كاذب]]
* أو مع كلا مبدأي التخزين معًا في [[مكثف فائق|المكثفات الهجينة]].

يتم إعطاء أهم معلمات المواد للعوازل المختلفة المستخدمة وسمك طبقة هيلمهولتز التقريبية في الجدول أدناه.
{| class="wikitable"
|+المعلمات الرئيسية <ref>WIMA, Characteristics of Metallized Film Capacitors in Comparison with Other Dielectrics {{استشهاد ويب |مسار=http://www.wima.de/EN/characteristics.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=20 نوفمبر 2021 |تاريخ أرشيف=5 نوفمبر 2012 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20121105021659/http://www.wima.de/EN/characteristics.htm |حالة المسار=dead }}</ref><ref>{{استشهاد ويب
| مسار = https://en.tdk.eu/download/530754/bb7f3c742f09af6f8ef473fd34f6000e/pdf-generaltechnicalinformation.pdf
| عنوان = - TDK Europe – General Technical Information
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161204141031/https://en.tdk.eu/download/530754/bb7f3c742f09af6f8ef473fd34f6000e/pdf-generaltechnicalinformation.pdf | تاريخ أرشيف = 4 ديسمبر 2016 }}</ref><ref name="Karnik2">Tomáš Kárník, AVX, NIOBIUM OXIDE FOR CAPACITOR MANUFACTURING, METAL 2008, 13. –15. 5. 2008, Hradec nad Moravicí [http://konference.tanger.cz/data/metal2008/sbornik/Lists/Papers/087.pdf PDF] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160305004929/http://konference.tanger.cz/data/metal2008/sbornik/Lists/Papers/087.pdf|date=2016-03-05}}</ref><ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.holystonecaps.com/PDF/TechNotes/201401161441070.Capdielectriccomp3.pdf
| عنوان = Holystone, Capacitor Dielectric Comparison, Technical Note 3
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160717045805/http://www.holystonecaps.com/PDF/TechNotes/201401161441070.Capdielectriccomp3.pdf | تاريخ أرشيف = 17 يوليو 2016 }}</ref><ref>P. Bettacchi, D. Montanari, D. Zanarini, D. Orioli, G. Rondelli, A. Sanua, KEMET Electronics [http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kfbk3.nsf/vaFeedbackFAQ/6B1BB7EE3ED211EB852579ED00501069/$file/2010%20CARTS%20Europe%20-%20Power%20Film%20Capacitors%20for%20Industrial%20Applications.pdf Power Film Capacitors for Industrial Applications] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140302231035/http://www.kemet.com/kemet/web/homepage/kfbk3.nsf/vaFeedbackFAQ/6B1BB7EE3ED211EB852579ED00501069/$file/2010%20CARTS%20Europe%20-%20Power%20Film%20Capacitors%20for%20Industrial%20Applications.pdf|date=2014-03-02}}</ref>
!أسلوب مكثف
!عازل
!نسبيا
السماحية
في 1&nbsp;كيلو هرتز
!الحد الأقصى / أدرك
قوة عازلة
(فولت / ميكرومتر)
!أقل سماكة
من العازل
(ميكرومتر)
|-
|[[مكثف خزفي|المكثفات الخزفية]] فئة 1
|[[عازل كهربائي|كهرباء]]
|من 12 إلى 40
|<100 (؟)
|1
|-
|المكثفات الخزفية فئة 2
|كهربي حديد
|200 إلى 14000
|<35
|0.5
|-
|مكثفات الفيلم
|[[بولي بروبيلين|البولي بروبلين]] (ب)
|2.2
|650/450
|1.9 إلى 3.0
|-
|مكثفات الفيلم
|[[بولي إيثيلين تيرفثالات|تريفثالات البولي إيثيلين]]،
[[بوليستر]] (PET)
|3.3
|580/280
|0.7 إلى 0.9
|-
|مكثفات الفيلم
|[[متعدد رباعي فلورو الإيثيلين|بولي تترافلورو إيثيلين]] (PTFE)
|2.0
|450 (؟) / 250
|5.5
|-
|المكثفات الورقية
|ورق
|3.5 إلى 5.5
|60
|من 5 إلى 10
|-
|مكثفات الالومنيوم الالكتروليتية
|[[أكسيد الألومنيوم|أكسيد الألمونيوم]]Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|9.6 <ref name="Murarka2003">{{استشهاد|الأخير2=Moshe Eisenberg|الأخير3=A. K. Sinha|عنوان=Interlayer dielectrics for semiconductor technologies|ناشر=Academic Press|سنة=2003|at=pp.&nbsp;338–339|ISBN=9780125112215|لغة=de}}</ref>
|710
|< 0.01 (6.3 V)
< 0.8 (450 V)
|-
|مكثفات التنتالوم كهربائيا
|خامس أكسيد التنتالومTa<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
|26 <ref name="Murarka2003" />
|625
|< 0.01 (6.3 V)
< 0.08 (40 V)
|-
|المكثفات الالكتروليتية النيوبيوم
|خامس أكسيد النيوبيوم،
ملحوظة <sub>2</sub> O <sub>5</sub>
|42
|455
|<0.001
(2.7 فولت)
|-
|[[مكثف فائق|المكثفات الفائقة]]<nowiki/>مكثفات مزدوجة الطبقة
|طبقة هيلمهولتز مزدوجة
| -
|5000
|<0.001
(2.7 فولت)
|-
|المكثفات الفراغية
|[[فراغ (فيزياء)|مكنسة كهرباء]]
|1
|40
| -
|-
|مكثفات فجوة الهواء
|[[غلاف الأرض الجوي|هواء]]
|1
|3.3
| -
|-
|المكثفات الزجاجية
|[[زجاج]]
|من 5 إلى 10
|450
| -
|-
|مكثفات الميكا
|[[ميكا (معدن)|ميكا]]
|من 5 إلى 8
|118
|4 إلى 50
|}
يمكن تكييف مساحة لوحة المكثف مع قيمة السعة المطلوبة. السماحية وسمك العزل الكهربائي هما العاملان المحددان للمكثفات. سهولة المعالجة أمر بالغ الأهمية أيضًا. يمكن لف أو تكديس الألواح الرفيعة والمرنة ميكانيكيًا بسهولة، مما ينتج عنه تصميمات كبيرة ذات قيم سعة عالية. ومع ذلك، فإن طبقات السيراميك الملبدة ذات النحافة الرقيقة والمغطاة بأقطاب ممعدنة توفر أفضل الظروف لتصغير الدوائر باستخدام أنماط SMD .

نظرة موجزة للأشكال الواردة في الجدول أعلاه تقدم شرحًا لبعض الحقائق البسيطة:

* '''[[مكثف فائق|تتمتع المكثفات الفائقة]]''' بأعلى كثافة سعة بسبب مبادئ تخزين الشحنات الخاصة بها
* '''[[مكثف كهرلي|المكثفات الالكتروليتية]]''' لها كثافة سعتها أقل من المكثفات الفائقة ولكن أعلى كثافة سعة للمكثفات التقليدية بسبب العازل الرقيق.
* '''[[مكثف خزفي|المكثفات الخزفية من]]''' الفئة 2 لها قيم سعة أعلى بكثير في حالة معينة من مكثفات الفئة 1 بسبب سماحية أعلى بكثير.
* '''المكثفات''' السينمائية بمواد الأفلام البلاستيكية المختلفة لها انتشار صغير في الأبعاد لقيمة معينة من السعة / الجهد لمكثف الفيلم لأن الحد الأدنى لسمك الفيلم العازل يختلف بين مواد الفيلم المختلفة.

=== مدى السعة والجهد ===
[[ملف:Kondensatoren-Kap-Versus-Spg-English.svg|مركز|400x400بك]]
تتراوح السعة من بيكوفاراد إلى أكثر من مئات الفاراد. يمكن أن يصل معدلات الجهد إلى 100 كيلوفولت. بشكل عام، السعة والجهد يرتبطان بالحجم المادي والتكلفة.

==== تصغير ====
[[ملف:Capacitor_Miniaturizing_1970-2005.png|تصغير|زيادة الكفاءة الحجمية للمكثفات من 1970 إلى 2005 (اضغط على الصورة لتكبيرها)]]
كما هو الحال في مجالات الإلكترونيات الأخرى، [[كفاءة حجمية|تقيس الكفاءة الحجمية]] أداء الوظيفة الإلكترونية لكل وحدة حجم. بالنسبة للمكثفات، يتم قياس الكفاءة الحجمية باستخدام «منتج CV»، محسوبًا بضرب السعة (C) في الحد الأقصى لتصنيف الجهد (V)، مقسومًا على الحجم. من 1970 إلى 2005، تحسنت الكفاءات الحجمية بشكل كبير.<gallery widths="180" heights="120" caption="تصغير المكثفات">
ملف:Kondensator-Block-Kondensator-Wiki-07-02-11.jpg|مكثف ورقي مكدس (مكثف كتلة) من عام 1923 لفصل الضوضاء (منع) في خطوط التلغراف
ملف:Kondensator cgs cm.jpg|مكثف الجرح الورقي المعدني من أوائل ثلاثينيات القرن الماضي في علبة من الورق المقوى ، قيمة السعة المحددة بـ "سم" في [[نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية|نظام cgs]] ؛ 5000&nbsp;سم يقابل 0.0056&nbsp;µ F.
ملف:Elektrolytkondensator-Flüssigkeits-Ko-Wiki-07-02-20.jpg|مكثف كهربائي مطوي من الألومنيوم الرطب ، Bell System 1929 ، يُنظر إلى الأنود المطوي ، والذي تم تركيبه في مبيت مربع (غير موضح) مليء بالكهرباء السائلة
ملف:PaperElectrolyticCapacitors.jpg|اثنان 8&nbsp;μF ، 525&nbsp;مكثفات التحليل الكهربائي المبللة المصنوعة من الألومنيوم على شكل حرف V في غلاف ورقي محكم الغلق بقطران من راديو ثلاثينيات القرن الماضي.
</gallery>

==== نطاق متداخل من التطبيقات ====
يمكن لهذه المكثفات الفردية أداء تطبيقاتها بشكل مستقل عن ارتباطها بنوع المكثف الموضح أعلاه، بحيث يوجد نطاق متداخل من التطبيقات بين أنواع المكثفات المختلفة.
[[ملف:Capacitors-Overlapping-Applications.png|مركز|400x400بك]]

== أنواع وأنماط ==

=== مكثفات السيراميك ===
[[ملف:MLCC-Construction.png|يسار|تصغير|بناء '''M''' ulti- '''L''' آير '''C''' eramic '''C''' apacitor (MLCC)]]
'''مكثف السيراميك''' هو مكثف ثابت غير مستقطب مصنوع من طبقتين متناوبتين أو أكثر من السيراميك والمعدن حيث تعمل مادة السيراميك كعازل كهربائي ويعمل المعدن كقطب كهربائي. مادة السيراميك هو خليط من حبيبات المطحون ناعما من [[عازل كهربائي]] أو متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف المواد وتعديلها من قبل مختلطة [[أكسيد|أكاسيد]] والتي هي ضرورية لتحقيق الخصائص المرغوبة مكثف ل. ينقسم السلوك الكهربائي لمادة السيراميك إلى فئتين من فئات الاستقرار

* [[مكثف خزفي|مكثفات السيراميك من الفئة 1]] ذات الثبات العالي والخسائر المنخفضة لتعويض تأثير درجة الحرارة في تطبيق دائرة الرنين
* مكثفات السيراميك من [[مكثف خزفي|الفئة 2]] [[كفاءة حجمية|ذات الكفاءة الحجمية العالية]] لتطبيقات المخزن المؤقت والممر الجانبي والاقتران.

تعمل اللدونة الكبيرة للمواد الخام الخزفية بشكل جيد للعديد من التطبيقات الخاصة وتتيح تنوعًا هائلاً في الأنماط والأشكال وانتشار الأبعاد الكبير لمكثفات السيراميك. أصغر مكثف منفصل، على سبيل المثال، هو مكثف رقاقة " 01005 " بأبعاد 0.4 × 0.2&nbsp;مم.

ينتج عن بناء المكثفات الخزفية متعددة الطبقات ذات الطبقات المتناوبة في الغالب مكثفات مفردة متصلة على التوازي. يزيد هذا التكوين السعة ويقلل من جميع الخسائر [[محاثة|والتحريضات]]. المكثفات الخزفية مناسبة تمامًا للترددات العالية وأحمال النبضات العالية الحالية.

نظرًا لأنه يمكن التحكم بسهولة في سمك الطبقة العازلة من السيراميك وإنتاجها بجهد التطبيق المطلوب، فإن المكثفات الخزفية متوفرة بجهد مقنن يصل إلى 30&nbsp; نطاق كيلو فولت.

تُستخدم بعض المكثفات الخزفية ذات الأشكال والأنماط الخاصة كمكثفات لتطبيقات خاصة، بما في ذلك مكثفات قمع RFI / EMI للاتصال بأنابيب الإمداد، والمعروفة أيضًا باسم مكثفات الأمان،<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.vishay.com/capacitors/rfi-safety-rated-xy/
| عنوان = Vishay - Capacitors - RFI Safety Rated X/Y
| موقع = www.vishay.com
| الأخير = Vishay
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210506154644/https://www.vishay.com/capacitors/rfi-safety-rated-xy/ | تاريخ أرشيف = 6 مايو 2021 }}</ref> والمكثفات ثلاثية الأطراف لتجاوز التطبيقات وفصلها،<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.x2y.com/
| عنوان = X2Y Attenuators - Home
| موقع = www.x2y.com
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210302224924/http://x2y.com/ | تاريخ أرشيف = 2 مارس 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/20to22.ashx
| عنوان = Three-terminal Capacitor Structure, Murata
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210506222458/https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/emc/emifil/knowhow/20to22.ashx | تاريخ أرشيف = 6 مايو 2021 }}</ref> مكثفات التغذية لقمع الضوضاء بواسطة مرشحات تمرير منخفض<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.murata.com/products/emc/knowhow/pdf/20to22.pdf
| عنوان = Murata, Three-terminal Capacitor Structure, No.TE04EA-1.pdf 98.3.20
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20121125055222/http://murata.com/products/emc/knowhow/pdf/20to22.pdf | تاريخ أرشيف = 25 نوفمبر 2012 }}</ref> [[مكثف خزفي|ومكثفات طاقة خزفية]] لأجهزة الإرسال وتطبيقات التردد العالي.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.vishay.com/docs/22071/geninfo.pdf
| عنوان = Vishay, Ceramic RF-Power Capacitors
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190713002258/http://www.vishay.com/docs/22071/geninfo.pdf | تاريخ أرشيف = 13 يوليو 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.vishay.com/capacitors/ceramic-rf-power/
| عنوان = Capacitors - RF Power
| ناشر = Vishay
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20120814032615/http://www.vishay.com/capacitors/ceramic-rf-power/
| تاريخ أرشيف = 2012-08-14
| تاريخ الوصول = 2013-03-09
| الأخير = Vishay
}}</ref><gallery mode="packed" caption="أنماط متنوعة من المكثفات الخزفية">
ملف:MLCC-Kondensatoren-1.png|المكثفات الخزفية متعددة الطبقات ( رقائق MLCC ) لتركيب SMD
ملف:Capacitors x2y.jpg|مكثفات فصل السيراميك X2Y®
ملف:Condensador ceramico.jpg|مكثفات قمع EMI الخزفية للتوصيل بأنابيب الإمداد (مكثف أمان)
ملف:Kerko-HV-Scheibenkondensator.png|مكثف طاقة سيراميك عالي الجهد
</gallery>

=== مكثفات الفيلم ===
مكثفات الفيلم أو المكثفات البلاستيكية هي مكثفات غير مستقطبة مع فيلم بلاستيكي عازل . يتم سحب الأغشية العازلة للكهرباء إلى طبقة رقيقة مزودة بأقطاب معدنية ويتم
[[ملف:Film-Cap-Pulse-Strength-Versions.svg|يسار|تصغير|ثلاثة أمثلة على تكوينات مختلفة لمكثف الفيلم لزيادة تصنيفات التيار المفاجئ]]
لفها في ملف أسطواني. قد تكون الأقطاب الكهربائية لمكثفات الفيلم من الألومنيوم أو الزنك الممعدن، ويتم تطبيقها على أحد جانبي الفيلم البلاستيكي أو كلاهما،

مما ينتج عنه مكثفات غشاء ممعدن أو رقائق معدنية منفصلة تغطي الفيلم، تسمى مكثفات الفيلم الرقائق

تقدم مكثفات الفيلم الممعدنة خصائص الإصلاح الذاتي. لا تؤدي الأعطال العازلة أو القصور بين الأقطاب الكهربائية إلى تدمير المكون. يتيح البناء المعدني إمكانية إنتاج مكثفات جرح بقيم سعة أكبر (تصل إلى 100&nbsp;µF وأكبر) في حالات أصغر من داخل بنية الفيلم / الرقائق.

تستخدم مكثفات الأغشية أو الرقائق أو المكثفات المعدنية ذات الرقائق فيلمين من البلاستيك كعازل. يتم تغطية كل فيلم برقائق معدنية رقيقة، معظمها من الألومنيوم، لتشكيل الأقطاب الكهربائية. تتمثل ميزة هذا البناء في سهولة توصيل أقطاب الرقائق المعدنية، جنبًا إلى جنب مع قوة النبض الحالية الممتازة.

تتمثل الميزة الرئيسية للبناء الداخلي لكل مكثف فيلم في الاتصال المباشر بالأقطاب الكهربائية على طرفي اللف. يحافظ هذا الاتصال على جميع المسارات الحالية قصيرة جدًا. يتصرف التصميم مثل عدد كبير من المكثفات الفردية المتصلة بالتوازي، وبالتالي تقليل الخسائر [[أوم|الأومية]] الداخلية (مقاومة السلسلة المكافئة أو ESR) ومحاثة السلسلة المكافئة (ESL). ينتج عن الهندسة المتأصلة لبنية مكثف الفيلم خسائر أومية منخفضة ومحاثة طفيلية منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات التيارات العالية ولتطبيقات طاقة التيار المتردد، أو للتطبيقات ذات الترددات العالية.

الأفلام البلاستيكية المستخدمة كعزل كهربائي لمكثفات الفيلم هي [[بولي بروبيلين|البولي بروبلين]]، [[بوليستر|والبوليستر]]، [[كبريتيد البوليفينلين|وكبريتيد البوليفينيل]]، [[نفثالات البولي إيثيلين|والبولي إيثيلين النفثال]]، [[متعدد رباعي فلورو الإيثيلين|والبولي تترافلورو إيثيلين]]. تمتلك مادة البولي بروبيلين حصة في السوق تبلغ حوالي 50٪ والبوليستر بحوالي 40٪ هي أكثر مواد الأفلام استخدامًا. يستخدم الـ 10٪ الآخرون جميع المواد الأخرى، بما في ذلك PPS والورق بنسبة 3٪ تقريبًا لكل منهما.<ref>Passive component magazine, Nov./Dec. 2005, F. Jacobs, p. 29 ff [http://old.passivecomponentmagazine.com/files/archives/2005/PCI_05_06Nov-Dec.pdf Polypropylene Capacitor Film Resin] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304050222/http://old.passivecomponentmagazine.com/files/archives/2005/PCI_05_06Nov-Dec.pdf|date=2016-03-04}}</ref><ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.paumanokgroup.com
| عنوان = Capacitor Reports &#124; Resistor Reports &#124; Electronic Analysis &#124; Dennis Zogbi &#124; Paumanok Publications
| تاريخ = 2013-11-08
| ناشر = Paumanokgroup.com
| تاريخ الوصول = 2014-03-02
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210916110808/https://www.paumanokgroup.com/ | تاريخ أرشيف = 16 سبتمبر 2021 }}</ref><gallery mode="packed" widths="130" heights="130" caption="يعتبر الحمل الحالي ذو النبضة العالية أهم ميزة لمكثفات الفيلم ، لذلك فإن العديد من الأنماط المتاحة لها نهايات خاصة للتيارات العالية">
ملف:Folien-Kondensator-Wiki-07-02-25-P1040367b.jpg|نمط شعاعي (طرف واحد) لتركيب اللحام عبر الفتحة على لوحات الدوائر المطبوعة
ملف:Folko-SMD.png|نمط SMD لتركيب سطح لوحة الدوائر المطبوعة ، مع جهات اتصال معدنية على حافتين متعاكستين
ملف:Snubber-P1180579b.JPG|نمط شعاعي مع أطراف لحام شديدة التحمل لتطبيقات snpper وأحمال نبضة عالية
ملف:GTO-P1180590b.JPG|مكثف snubber للخدمة الشاقة مع محطات لولبية
</gallery>

=== مكثفات فيلم الطاقة ===
[[ملف:MKV-Power-Capacitor-Construction.svg|يسار|تصغير|مكثف طاقة MKV ، ورق معدني على الوجهين (ناقل ميكانيكي للأقطاب الكهربائية بدون مجال) ، فيلم بولي بروبيلين (عازل) ، ملفات مشربة بزيت عازل]]
النوع الآخر ذو الصلة هو مكثف فيلم الطاقة. تشبه المواد وتقنيات البناء المستخدمة لمكثفات الأفلام ذات الطاقة الكبيرة في الغالب تلك الخاصة بمكثفات الأفلام العادية. ومع ذلك، غالبًا ما يتم تصنيف المكثفات ذات معدلات الطاقة العالية إلى العالية جدًا للتطبيقات في أنظمة الطاقة والتركيبات الكهربائية بشكل منفصل، لأسباب تاريخية. إن توحيد مكثفات الأفلام العادية موجه إلى المعلمات الكهربائية والميكانيكية. على النقيض من ذلك، يؤكد توحيد مكثفات الطاقة على سلامة الأفراد والمعدات، على النحو المنصوص عليه من قبل سلطة التنظيم المحلية.

نظرًا لاكتساب المعدات الإلكترونية الحديثة القدرة على التعامل مع مستويات الطاقة التي كانت في السابق المجال الحصري لمكونات «الطاقة الكهربائية»، فإن التمييز بين تصنيفات الطاقة «الإلكترونية» و«الكهربائية» غير واضح. تاريخيًا، كانت الحدود بين هاتين العائلتين تقريبًا بقوة تفاعلية تبلغ 200 فولت أمبير.

تستخدم مكثفات طاقة الفيلم غالبًا فيلم البولي بروبلين كعزل كهربائي. تشمل الأنواع الأخرى المكثفات الورقية الممعدنة (مكثفات MP) ومكثفات الأغشية العازلة المختلطة مع عازل البولي بروبلين. تعمل المكثفات MP لتطبيقات التكلفة وكأقطاب حاملة خالية من المجال (مكثفات رقاقات) لأحمال التيار المتردد المرتفعة أو النبضات العالية الحالية. يمكن ملء اللفات بزيت عازل أو [[إيبوكسي|براتنج الإيبوكسي]] لتقليل فقاعات الهواء، وبالتالي منع حدوث دوائر قصيرة.

وجدوا استخدامها كمحولات لتغيير الجهد أو التيار أو التردد، لتخزين أو توصيل الطاقة الكهربائية بشكل مفاجئ أو لتحسين عامل الطاقة. نطاق الجهد المقنن لهذه المكثفات من حوالي 120&nbsp;الخامس&nbsp;التيار المتردد (كوابح الإضاءة بالسعة) إلى 100&nbsp;كيلو فولت<gallery mode="packed" caption="مكثفات فيلم الطاقة للتطبيقات في أنظمة الطاقة والتركيبات الكهربائية والمحطات">
ملف:Power-kondensator.jpg|مكثف فيلم [[معامل القدرة|الطاقة لتصحيح عامل طاقة]] التيار المتردد ( PFC ) ، معبأ في علبة معدنية أسطوانية
ملف:Power-Quaderbecher.png|مكثف فيلم الطاقة في مبيت مستطيل
ملف:Leistungskondensatoren-DESY-P1040621.JPG|أحد بنوك مكثفات غشاء تخزين الطاقة العديدة ، لتوليد المجال المغناطيسي في معجل هادرون-إلكترون الدائري ( [[هيرا (مسارع جسيمات)|HERA]] ) ، الموجود في موقع [[مسرع ديزي]] [[هامبورغ|في هامبورغ]]
ملف:Condensor bank 150kV - 75MVAR.jpg|75MVAR مكثف المحطات الفرعية في 150&nbsp;كيلو فولت
</gallery>

=== مكثف كهربائيا ===
[[ملف:E-cap-family-14-02-02.jpg|تصغير|250x250بك|تنويع المكثفات الالكتروليتية]]
[[مكثف كهرلي|المكثفات الالكتروليتية]] لها أنود معدني مغطى بطبقة مؤكسدة تستخدم كعزل كهربائي . القطب الثاني هو إلكتروليت غير صلب (رطب) أو صلب. المكثفات الالكتروليتية مستقطبة. تتوفر ثلاث عائلات، مصنفة حسب العازل الكهربائي .

* مكثفات الألمنيوم الالكتروليتية مع [[أكسيد الألومنيوم|أكسيد الألومنيوم كعزل كهربائي]]
* مكثفات التنتالوم كهربائيا مع خامس أكسيد التنتالوم كعزل كهربائي
* المكثفات الالكتروليتية النيوبيوم مع خامس أكسيد النيوبيوم كعزل كهربائي.

القطب الموجب شديد الخشونة لزيادة مساحة السطح . يمنح هذا والسماحية العالية نسبيًا لطبقة الأكسيد هذه المكثفات سعة عالية جدًا لكل وحدة حجم مقارنة بمكثفات الفيلم أو المكثفات الخزفية.

سماحية خامس أكسيد التنتالوم أعلى بثلاث مرات تقريبًا من أكسيد الألومنيوم، مما ينتج عنه مكونات أصغر بكثير. ومع ذلك، فإن السماحية تحدد الأبعاد فقط . يتم تحديد المعلمات الكهربائية، وخاصة التوصيلية، بواسطة مادة الإلكتروليت وتكوينه. يتم استخدام ثلاثة أنواع عامة من الإلكتروليتات:

السعة الكبيرة لكل وحدة حجم للمكثفات الإلكتروليتية تجعلها ذات قيمة في [[دائرة كهربائية|الدوائر]] الكهربائية ذات التيار العالي والمنخفض نسبيًا، على سبيل المثال في [[مزود طاقة|مرشحات إمداد الطاقة]] لفصل مكونات التيار المتردد غير المرغوب فيها عن توصيلات طاقة التيار المستمر أو كمكثفات اقتران في مضخمات الصوت، لتمريرها أو تجاوزها إشارات منخفضة التردد وتخزين كميات كبيرة من الطاقة . إن قيمة السعة العالية نسبيًا لمكثف إلكتروليتي جنبًا إلى جنب مع ESR المنخفض جدًا لإلكتروليت البوليمر لمكثفات [[مكثف المبلمر|البوليمر]]، خاصة في أنماط SMD ، يجعلها منافسة لمكثفات رقاقة MLC في مصادر طاقة الكمبيوتر الشخصي.

المكثفات الإلكتروليتية ثنائية القطب المصنوعة من الألومنيوم (وتسمى أيضًا المكثفات غير المستقطبة) تحتوي على ورقتي ألومنيوم مؤكسد، تتصرفان مثل مكثفين متصلين في معارضة متسلسلة.

المكثفات الالكتروليتية للتطبيقات الخاصة تشمل مكثفات بدء تشغيل المحرك، <ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.cde.com/catalogs/PSU.pdf
| عنوان = CDE, Motor Start Capacitors
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140404205409/http://www.cde.com/catalogs/PSU.pdf | تاريخ أرشيف = 4 أبريل 2014 }}</ref> مكثفات مصباح يدوي <ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.rubycon.co.jp/en/catalog/e_pdfs/aluminum/e_CDF.pdf
| عنوان = Rubycon, Aluminum Electrolytic Capacitors for Strobe Flash
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20201202064507/http://www.rubycon.co.jp/en/catalog/e_pdfs/aluminum/e_CDF.pdf | تاريخ أرشيف = 2 ديسمبر 2020 }}</ref> ومكثفات تردد الصوت.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.ftcap.de/index.php/audio-frequency-archiv.html
| عنوان = Electrolytic Capacitors - FTCAP GmbH
| موقع = www.ftcap.de
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140218060357/http://www.ftcap.de/index.php/audio-frequency-archiv.html | تاريخ أرشيف = 18 فبراير 2014 }}</ref><gallery caption="Schematic representation" mode="packed">
ملف:Wet-Al-Elcap-Construction.png| تمثيل تخطيطي لهيكل مكثف ألومنيوم الجرح كهربائيا مع إلكتروليت غير صلب (سائل)
ملف:Tantalum-Sintered-MnO2-slug.jpg|تمثيل تخطيطي لهيكل مكثف التنتالوم كهربائيا متكلس مع إلكتروليت صلب وطبقات ملامسة للكاثود
</gallery><gallery caption="Aluminum, tantalum and niobium electrolytic capacitors" mode="packed">
ملف:Wiki-Al-Elkos-P1090313-2.jpg| الأنماط المحورية والشعاعية (أحادية الطرف) وأنماط الرقاقة V لمكثفات الألومنيوم كهربائياً
ملف:Snap-In Electrolytic Capacitor.jpg|أسلوب إضافي من مكثفات الألومنيوم كهربائيا لتطبيقات الطاقة
ملف:Arduino capacitors-1.jpg|نمط SMD للتركيب السطحي لمكثفات الألومنيوم كهربائيا مع إلكتروليت البوليمر
ملف:Kondensator-Ta-Chips-Wiki-07-02-11.jpg|مكثفات رقاقة التنتالوم كهربائيا لتركيب السطح
</gallery>

=== المكثفات الفائقة ===
[[ملف:Supercapacitor_types_overview.svg|يسار|تصغير|التصنيف الهرمي للمكثفات الفائقة والأنواع ذات الصلة]]
[[ملف:Power_vs_energy_density_3.svg|يسار|تصغير|[[مخطط راجون|مخطط Ragone]] يوضح كثافة الطاقة مقابل كثافة الطاقة للمكثفات والبطاريات المختلفة]]
[[مكثف (كهرباء)|تتكون المكثفات]] '''الفائقة (SC)'''،<ref name="conway1">{{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = B. E. Conway
| عنوان = Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications
| سنة = 1999
| ناشر = Springer
| مكان = Berlin
| ISBN = 978-0306457364
| مسار = https://books.google.com/books?id=8yvzlr9TqI0C&pg=PA1
| تاريخ الوصول = November 21, 2014
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230109103521/https://books.google.com/books?id=8yvzlr9TqI0C&pg=PA1|تاريخ أرشيف=2023-01-09}} see also [http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c03-elchem-cap.htm Brian E. Conway in Electrochemistry Encyclopedia: ''Electrochemical Capacitors — Their Nature, Function and Applications'']</ref> من عائلة من [[كيمياء كهربائية|المكثفات الكهروكيميائية]]. المكثفات الفائقة، التي تسمى أحيانًا ('''ultracapacitor)،''' هي مصطلح عام [[مكثف فائق|للمكثفات الكهربائية مزدوجة الطبقة]] (EDLC) والمكثفات الزائفة والمكثفات الهجينة. ليس لديهم [[عازل كهربائي|عازل]] صلب تقليدي. يتم تحديد قيمة السعة للمكثف الكهروكيميائي من خلال مبدأين للتخزين، كلاهما يساهم في السعة الكلية للمكثف:<ref name="Halper">{{استشهاد بتقرير فني}}</ref><ref name="Frackowiak1">{{استشهاد بدورية محكمة
| DOI = 10.1016/S0008-6223(00)00183-4
| عنوان = Carbon materials for the electrochemical storage of energy in capacitors
| مسار = https://archive.org/details/sim_carbon_2001_39_6/page/937
| صحيفة = Carbon
| المجلد = 39
| العدد = 6
| صفحات = 937–950
| سنة = 2001
| الأخير = Frackowiak
| الأول = Elzbieta
| الأخير2 = Béguin
| الأول2 = François
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220406104615/https://archive.org/details/sim_carbon_2001_39_6/page/937|تاريخ أرشيف=2022-04-06}}</ref><ref name="Volfkovich">{{استشهاد بكتاب
| ISBN = 978-953-307-830-4
| عنوان = Recent Trend in Electrochemical Science and Technology
| مؤلف1 = Sur
| الأول = Ujjal Kumar
| تاريخ = 2012-01-27
}}</ref>

* سعة طبقة مزدوجة - يتحقق التخزين عن طريق فصل الشحنة في طبقة [[هرمان فون هلمهولتز|هيلمهولتز]] المزدوجة عند السطح البيني بين سطح الموصل والمحلول الإلكتروليتي. المسافة من فصل المسؤول في طبقة مزدوجة هي بناء على أمر من بضعة [[أنغستروم|أنجسترومز]] (0,3-0,8&nbsp;[[نانومتر]]). هذا التخزين هو [[علم الكهرباء الساكنة|كهرباء]] في الأصل.<ref name="Namisnyk" />
* السعة الكاذبة - يتحقق التخزين عن طريق [[أكسدة واختزال|تفاعلات الأكسدة والاختزال]] أو الامتصاص الكهربائي أو [[إقحام (كيمياء)|الإقحام]] على سطح القطب أو عن طريق [[أيون|الأيونات]] الممتزة على وجه التحديد والتي تؤدي [[معقد انتقال الشحنة|إلى نقل شحنة]] فارادي قابل للانعكاس. السعة الكاذبة هي فارادي في الأصل.<ref name="Namisnyk" />

يمكن أن تختلف نسبة التخزين الناتجة عن كل مبدأ اختلافًا كبيرًا، اعتمادًا على تصميم القطب الكهربائي وتكوين المنحل بالكهرباء. يمكن أن تزيد السعة الكاذبة من قيمة السعة بمقدار ترتيب من حيث الحجم على الطبقة المزدوجة في حد ذاتها.<ref name="conway1" />

تنقسم المكثفات الفائقة إلى ثلاث عائلات، بناءً على تصميم الأقطاب الكهربائية إلى:

* '''مكثفات الطبقة المزدوجة''' - مع [[كربون|أقطاب كربون]] أو مشتقات ذات سعة طبقة مزدوجة ثابتة أعلى بكثير من السعة الزائفة الفارادية
* '''المكثفات الكاذبة''' - مع أقطاب كهربائية من أكاسيد المعادن أو بوليمرات موصلة بكمية عالية من السعة الكاذبة الفارادية
* '''المكثفات الهجينة''' - المكثفات ذات الأقطاب الكهربائية الخاصة وغير المتماثلة التي تعرض سعة كبيرة مزدوجة الطبقة وسعة كاذبة، مثل مكثفات الليثيوم أيون

تعمل المكثفات الفائقة على سد الفجوة بين المكثفات التقليدية [[بطارية قابلة للشحن|والبطاريات القابلة لإعادة الشحن]]. لديهم أعلى قيم السعة المتاحة لكل وحدة حجم وأكبر [[كثافة الطاقة|كثافة طاقة]] لجميع المكثفات. أنها تدعم ما يصل إلى 12,000 [[فاراد|الفارادات]] 1.2 فولت، <ref name="Elton">{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.elton-cap.com/products/capacitor-cells/
| عنوان = Elton
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130623101014/http://www.elton-cap.com/products/capacitor-cells/
| تاريخ أرشيف = 2013-06-23
| تاريخ الوصول = 2013-08-15
}}</ref> مع قيم السعة يصل إلى 10,000 مرات من [[مكثف كهرلي|المكثفات كهربائيا]].<ref name="conway1" /> بينما تحتوي المكثفات الفائقة الحالية على كثافة طاقة تقارب 10٪ من البطارية التقليدية، فإن [[كثافة الطاقة|كثافة طاقتها]] تكون عمومًا أكبر من 10 إلى 100 مرة. يتم تعريف كثافة الطاقة على أنها ناتج كثافة الطاقة، مضروبة في السرعة التي يتم بها توصيل الطاقة [[حمل كهربائي|للحمل]]. تؤدي كثافة الطاقة الأكبر إلى دورات شحن تفريغ أقصر بكثير من قدرة البطارية، وتحمل أكبر لدورات شحن تفريغ عديدة. وهذا يجعلها مناسبة تمامًا للاتصال المتوازي بالبطاريات، وقد يؤدي إلى تحسين أداء البطارية من حيث كثافة الطاقة

داخل المكثفات الكهروكيميائية، يكون الإلكتروليت هو الوصلة الموصلة بين القطبين، ويميزهما عن المكثفات الإلكتروليتية، حيث يشكل الإلكتروليت فقط الكاثود، القطب الثاني .

المكثفات الفائقة مستقطبة ويجب أن تعمل بقطبية صحيحة. يتم التحكم في القطبية عن طريق التصميم باستخدام أقطاب كهربائية غير متماثلة، أو بالنسبة للأقطاب الكهربائية المتماثلة، بواسطة جهد مطبق أثناء عملية التصنيع .

تدعم المكثفات الفائقة مجموعة واسعة من التطبيقات لمتطلبات الطاقة والطاقة، بما في ذلك :

* تيار إمداد منخفض خلال أوقات أطول للنسخ الاحتياطي للذاكرة في ([[ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة|SRAM]]) في المعدات الإلكترونية
* [[نظام استعادة الطاقة الحركية|إلكترونيات الطاقة التي تتطلب تيارًا قصيرًا وعاليًا]] جدًا، كما هو الحال في نظام KERS في سيارات [[فورمولا 1|الفورمولا 1]]
* استعادة طاقة الكبح للمركبات مثل الحافلات والقطارات
<gallery caption="Double-layer, Lithium-Ion and supercapacitors" mode="packed">
ملف:OneFarad5.5Velectrolyticcapacitor.jpg| مكثف مزدوج الطبقة مع 1&nbsp;F عند 5.5&nbsp;V للاحتفاظ بالبيانات عند انقطاع التيار الكهربائي.
ملف:Lithium Ionen Kondensator.jpg|نمط شعاعي (طرف واحد) لمكثفات الليثيوم أيون لكثافة الطاقة العالية
ملف:Skeleton Technologies ultracapacitators.jpg|المكثفات الفائقة
</gallery>

=== المكثفات من الفئة X والفئة Y ===
تنص العديد من لوائح السلامة على أنه يجب استخدام مكثفات الفئة X أو الفئة Y عندما يمكن أن تعرض «ماس كهربائى فاشل إلى قصر» البشر للخطر، لضمان [[عزل كهربائي|عزل كلفاني]] حتى عند فشل المكثف.

[[صاعقة|تتسبب الصواعق]] والمصادر الأخرى في حدوث ارتفاعات عالية في الجهد الكهربائي في طاقة التيار الكهربائي. تعمل مكثفات السلامة على حماية البشر والأجهزة من ارتفاعات الجهد العالي عن طريق تحويل الطاقة الزائدة إلى الأرض.<ref>[http://www.tecategroup.com/capacitors/applications/ac-safety-capacitors.php "AC Safety Capacitors"]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20151004172032/https://www.tecategroup.com/capacitors/applications/ac-safety-capacitors.php|date=2015-10-04}}</ref>

على وجه الخصوص، تفرض لوائح السلامة ترتيبًا معينًا لمكثفات الترشيح الرئيسية من الفئة X والفئة Y.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/template/LISEXT/1FRAME/showpage.html?&objid=1073753701&cfgid=1073741824&version=versionless
| عنوان = Across-the-line Capacitors, Antenna-coupling Components, Line-bypass Components and Fixed Capacitors for Use in Electronic Equipment
| موقع = UL Online Certification Directory
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180118190041/http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/template/LISEXT/1FRAME/showpage.html | تاريخ أرشيف = 18 يناير 2018 }}</ref>

من حيث المبدأ، يمكن استخدام أي عازل لبناء مكثفات من الفئة X والفئة Y؛ ربما عن طريق تضمين فتيل داخلي لتحسين السلامة.<ref>Douglas Edson and David Wadler. [http://www.avx.com/docs/techinfo/anewlowesr.pdf "A New Low ESR Fused Solid Tantalum Capacitor"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130806054132/http://www.avx.com/docs/techinfo/anewlowesr.pdf|date=2013-08-06}}.</ref><ref>DeMatos, H. [http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=1135610 "Design of an Internal Fuse for a High-Frequency Solid Tantalum Capacitor"]. 1980. doi: 10.1109/TCHMT.1980.1135610 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140104043244/http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=1135610|date=2014-01-04}}</ref><ref>Tagare. [https://books.google.com/books?id=zom2-vuvSeEC "Electrical Power Capacitors"]. 2001. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150330173143/http://books.google.com:80/books?id=zom2-vuvSeEC|date=2015-03-30}}</ref><ref>Hemant Joshi. [https://books.google.com/books?id=wNmoeqkMHvAC "Residential, Commercial and Industrial Electrical Systems: Equipment and selection"]. 2008. section 21.2.1: "Internal fuse". p. 446. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150511115025/http://books.google.com:80/books?id=wNmoeqkMHvAC|date=2015-05-11}}</ref> من الناحية العملية، فإن المكثفات التي تلبي مواصفات الفئة X والفئة Y هي عادةً مكثفات قمع RFI / EMI الخزفية أو [[مكثف خزفي|مكثفات قمع RFI / EMI ذات الأغشية]] البلاستيكية.

=== المكثفات المتنوعة ===
أسفل المكثفات الموصوفة أعلاه التي تغطي تقريبًا إجمالي سوق المكثفات المنفصلة تقريبًا ، يمكن العثور على بعض التطورات الجديدة أو أنواع المكثفات الخاصة جدًا وكذلك الأنواع القديمة في الإلكترونيات.

==== المكثفات المدمجة ====

* المكثفات المتكاملة في [[دارة متكاملة|الدوائر المتكاملة]]، يمكن تشكيل المكثفات ذات المقياس النانوي من خلال أنماط مناسبة للتعدين على [[ركيزة (علم المواد)|ركيزة]] عازلة. يمكن تعبئتها في مصفوفات مكثفات متعددة مع عدم وجود أجزاء أخرى شبه موصلة كمكونات منفصلة.<ref>{{استشهاد ويب
| مسار = http://www.ipdia.com/index.php?page=our_products&cat_id=2
| عنوان = 3D Silicon Capacitors
| موقع = www.ipdia.com
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190701024220/http://www.ipdia.com/index.php?page=our_products | تاريخ أرشيف = 1 يوليو 2019 }}</ref>
* المكثفات الزجاجية تم تصنيع مكثف [[قارورة ليدن|ليدن]] الأول من الزجاج كانت المكثفات الزجاجية قيد الاستخدام كإصدار SMD للتطبيقات التي تتطلب خدمة فائقة الموثوقية ومستقرة.

==== مكثفات الطاقة ====

* المكثفات الفراغية - المستخدمة في أجهزة إرسال [[موجة راديو|الترددات اللاسلكية عالية الطاقة]]
* [[سداسي فلوريد الكبريت|المكثفات المملوءة بالغاز SF <sub>6</sub>]] - تستخدم كمعيار سعة في قياس دوائر الجسر

==== المكثفات الخاصة ====

* [[لوحة دارة مطبوعة|لوحات الدوائر المطبوعة -]] مناطق موصلة معدنية في طبقات مختلفة من لوحة دوائر مطبوعة متعددة الطبقات يمكن أن تعمل كمكثف عالي الثبات في مرشحات العناصر الموزعة. من الممارسات الصناعية الشائعة ملء المناطق غير المستخدمة لطبقة PCB بالموصل الأرضي وطبقة أخرى بموصل الطاقة ، مما يشكل مكثفًا موزعًا كبيرًا بين الطبقات.
* سلك — قطعتان من الأسلاك المعزولة ملتوية معًا. تتراوح قيم السعة عادة من 3 pF إلى 15 pF. تستخدم في [[تردد شديد الارتفاع|دوائر VHF]] محلية الصنع لتغذية الارتجاعات التذبذبية.

==== المكثفات القديمة ====

* [[قارورة ليدن|يقوم ليدن برطمانات]] أول مكثف معروف
* مكثفات الميكا المثبتة - المكثفات الأولى ذات سلوك التردد الثابت والخسائر المنخفضة ، والمستخدمة للتطبيقات الراديوية العسكرية خلال [[الحرب العالمية الثانية]]
* مكثفات فجوة الهواء - المستخدمة بواسطة أجهزة إرسال فجوة الشرارة الأولى
<gallery caption="Miscellaneous capacitors" mode="packed">
ملف:Silver mica capacitors.jpg|بعض 1&nbsp;nF × 500&nbsp;{{Ill-WD2|مكثفات الميكا الفضية|id=Q1531441}} المصنفة من VDC
ملف:Vacuum capacitor with uranium glass.jpg| مكثف فراغ مع تغليف زجاج اليورانيوم
</gallery>

==== المكثفات المتغيرة ====
المكثفات المتغيرة قد تتغير سعتها بالحركة الميكانيكية. بشكل عام، يجب التمييز بين نسختين من المكثفات المتغيرة.

* مكثف التوليف [[مكثف متغير]] للضبط المتعمد والمتكرر لدائرة مذبذب في راديو أو دائرة أخرى مضبوطة
* مكثف الانتهازي مكثف متغير صغير عادة للضبط الداخلي لدائرة مذبذب لمرة واحدة
<gallery perrow="2" caption="المكثفات المتغيرة">
ملف:Drehkondensator-sw.jpg|مكثف ضبط فجوة الهواء
ملف:VacuumCapacitorTelefunkenRK500.jpg|مكثف ضبط الفراغ
ملف:Folientrimmer-P1130559-1.jpg|مكثف الانتهازي من خلال ثقب تصاعد
ملف:Schnittdarstellung Keramiktrimmer.svg|مكثف الانتهازي لتركيب السطح
</gallery>

== انظر أيضًا ==

* [[تصميم الدوائر الكهربائية|تصميم الدوائر]]
* [[مكثف (كهرباء)|مكثف]]
* [[مكثف فائق]]

== المراجع ==
{{مراجع}}

<references responsive="" />

== روابط خارجية ==

* [http://www.sparkmuseum.com/BOOK_LEYDEN.HTM متحف سبارك] (von Kleist and Musschenbroek)
* [http://www.designers-guide.org/Modeling/da.pdf نمذجة امتصاص عازل في المكثفات]
* [http://www.keith-snook.info/capacitor-soakage.html منظر مختلف لكل هذه المكثفات]
* [http://capacitor.tedss.com/CapacitorGuide صور لأنواع مختلفة من المكثفات]
* [https://www.electronics-notes.com/articles/electronic_components/capacitors/capacitor-types.php نظرة عامة على أنواع المكثفات المختلفة]
* [http://www.iequalscdvdt.com/ Capsite 2015 مقدمة للمكثفات]
{{شريط سفلي عناصر إلكترونية}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|الفيزياء|تقانة}}

[[تصنيف:دوائر]]
[[تصنيف:عوازل كهربائية]]
[[تصنيف:مكثفات]]