ماذا يشير إليه معامل امتصاص المكثفات الفيلمية؟ هل كلما كان أصغر كان ذلك أفضل؟

قبل تقديم معامل امتصاص المكثفات الفيلمية، دعونا نلقي نظرة على ماهية العازل، واستقطاب العازل، وظاهرة امتصاص المكثف.

عازل

العازل الكهربائي مادة غير موصلة، أي عازلة، لا تحمل شحنة داخلية قابلة للحركة. عند وضع عازل كهربائي في مجال كهرساكن، تتحرك إلكترونات ونوى ذراته حركة نسبية مجهرية ضمن النطاق الذري تحت تأثير قوة المجال الكهربائي، لكنها لا تتحرك حركة كلية بعيدًا عن الذرة التي تنتمي إليها، كما هو الحال مع الإلكترونات الحرة في الموصل. عند الوصول إلى حالة التوازن الكهرساكن، لا تكون شدة المجال داخل العازل الكهربائي صفرًا. هذا هو الفرق الرئيسي بين الخصائص الكهربائية للعوازل الكهربائية والموصلات.

الاستقطاب العازل

تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق، يظهر عزم ثنائي القطب كبير داخل العازل على طول اتجاه المجال الكهربائي، وتظهر شحنة مقيدة على سطح العازل، وهو استقطاب العازل.

ظاهرة الامتصاص

ظاهرة التأخير الزمني في عملية شحن وتفريغ المكثف ناتجة عن الاستقطاب البطيء للعازل تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق. ويُفهم عمومًا أن المكثف يُفترض أن يُشحن بالكامل فورًا، ولكنه لا يُشحن فورًا؛ كما يُفترض أن يُفرغ شحنته بالكامل، ولكنه لا يُفرغها، مما يؤدي إلى حدوث ظاهرة التأخير الزمني.

معامل امتصاص المكثف الفيلمي

تُعرف القيمة المستخدمة لوصف ظاهرة امتصاص العازل في المكثفات الفيلمية بمعامل الامتصاص، ويُرمز لها بالرمز Ka. يُحدد تأثير امتصاص العازل في المكثفات الفيلمية خصائصها عند الترددات المنخفضة، وتختلف قيمة Ka اختلافًا كبيرًا باختلاف المكثفات العازلة. كما تختلف نتائج القياس باختلاف مدة الاختبار لنفس المكثف؛ وتختلف قيمة Ka أيضًا بين المكثفات ذات المواصفات نفسها، والمصنّعين المختلفين، والدفعات المختلفة.

إذن، هناك سؤالان الآن-

س1. هل معامل امتصاص المكثفات الفيلمية صغير قدر الإمكان؟

س2. ما هي الآثار السلبية لزيادة معامل الامتصاص؟

أ1:

تحت تأثير المجال الكهربائي المُطبق: كلما انخفض معامل الامتصاص (Ka)، قلّ استقطاب العازل (أي المادة العازلة)، مما يُضعف قوة التماسك على سطحه، وبالتالي تقلّ قوة جذب الشحنة، مما يُضعف ظاهرة امتصاص المكثف، وبالتالي يُسرّع عملية الشحن والتفريغ. في الحالة المثالية، يكون معامل الامتصاص (Ka) مساويًا للصفر، فلا يُظهر العازل أي استقطاب تحت تأثير المجال الكهربائي المُطبق، ولا توجد قوة جذب للشحنة على سطحه، ولا يوجد أي تخلف في استجابة شحن وتفريغ المكثف. لذلك، كلما انخفض معامل امتصاص المكثف ذي الطبقة الرقيقة، كان ذلك أفضل.

A2:

يظهر تأثير المكثف ذي قيمة Ka الكبيرة جدًا على الدوائر المختلفة بأشكال مختلفة، كما يلي.

1) تصبح الدوائر التفاضلية دوائر متصلة

2) تولد دائرة الموجة المنشارية عودة متزايدة للموجة المنشارية، وبالتالي لا تستطيع الدائرة التعافي بسرعة.

3) المحددات، والمثبتات، وتشوه شكل موجة خرج النبضة الضيقة

4) يصبح الثابت الزمني لمرشح التنعيم ذي التردد المنخفض للغاية كبيرًا

(5) اضطراب نقطة الصفر لمضخم التيار المستمر، انحراف أحادي الاتجاه

6) تنخفض دقة دائرة أخذ العينات والاحتفاظ بها

7) انحراف نقطة تشغيل التيار المستمر للمضخم الخطي

8) زيادة التموج في دائرة إمداد الطاقة

إن كل الأداء المذكور أعلاه لتأثير امتصاص العازل لا ينفصل عن جوهر "قصور" المكثف، أي أنه في الوقت المحدد لا يتم شحن المكثف إلى القيمة المتوقعة، والعكس صحيح، وينطبق الأمر نفسه على التفريغ.

تختلف مقاومة العزل (أو تيار التسريب) لمكثف ذي قيمة Ka أكبر عن مقاومة العزل لمكثف مثالي (Ka=0) في أنها تزداد مع زيادة مدة الاختبار (ويقل تيار التسريب). مدة اختبار التيار المحددة في الصين هي دقيقة واحدة.