المكثف الكهربائي في دائرة تيار مستمر

علل عند توصيل مصباح كهربي على التوالي مع مكثف ومصدرا للتيار المستمر نجد أن المصباح يضيء لفترة ثم ينطفيء ولكن عند توصيل مصدر تيار متردد نجد أن المصباح يضيء بكامل سطوعه تقريبا

في حالة التيار المتردد
عند مرور التيار الكهربي في اتجاه ما فإن المكثف يشحن فيمر تيار لحظي وعندما يعكس التيار اتجاهه يحدث تفريغ للمكثف ويعاد شحنه في الاتجاه المعاكس وعندما يتكرر عكس اتجاه التيار 50  مرة في الثانية ــ تردد التيار ــ فان المكثف يكرر عملية الشحن والتفريغ واعادة الشحن خمسون مرة في الثانية وتكون النتيجة أن تيارات الشحن والتفريغ تستمر في المرور في الدائرة الكهربائية فيستمر المصباح في اضائته اذا التيار المتردد يمر من خلال المكثف

في حالة التيار المستمر
عند توصيل طرفي مكثف بدائرة بسيطة تحتوي على مصدر للتيار المستمر فإن الشحنات الكهربية تندفع من الطرف السالب للمصدر على شكل تيار كهربائي لتشحن أحد لوحي المكثف بشحنة سالبة ونتيجة للجهد التأثيري لهذا اللوح تندفع الشحنات السالبة من اللوح المقابل الى الطرف الموجب للمصدر تركة شحنات موجبة مساوية لمقدار الشحنات السالبة على اللوح المقابل ويستمر مرور التيار في الدائرة للحظات قصيرة تزداد فيها الشحنة المتراكمة على كل من اللوحين حتى يصبح فرق الجهد بين طرفي البطارية أو المصدر مساويا لفرق الجهد بين طرفي المكثف وعندئذ يتوقف مرور التيار في الدائرة وينطفىء المصباح بعد أن يكون المكثف قد تم شحنه

الزمن الذي يمضي حتى ينطفيء المصباح كليا ـ بمعنى آخر حتى يصبح فرق الجهد بين لوحي المكثف مساويا لفرق الجهد بين قطبي البطارية يتوقف على قيمة مقاومة المصباح بالآوم وسعة المكثف بالفاراد حسب العلاقة ــ ثابت الزمن = سعة المكثف × قيمة المقاومة ) ونلاحظ أن المكثف يشحن حتى 63.2 % من قيمة الجهد المسلط بعد زمن يساوي المقاومة في السعة أي بعد قيمة واحدة لثابت الزمن ويشحن حتى الجهد الكلي أي 100% بعد خمس مرات قدر الثابت الزمني 

مدرس الفيزياء

المدرس العربي