شرح مبسط حول المتسعات

المتسعات الكهربائية تتكون المتسعات بشكل عام من لوحين موصلين متجاورين معزولين عن بعضهما كل منهما يحمل شحنتين متساويتين في المقدار ومختلفتين بالإشارة وتتم عملية الشحن بربطهما الى بطارية لفترة وجيزة و تحدد أنواع المتسعات حسب سعتها و التي تقاس بالفارد . تعد المتسعات من العناصر الأساسية في الدوائر الكهربائية وضيفتها الأساسية التحكم في تدفق الشحنة الكهربائية في الدائرة الالكترونية. اذ تستخدم في تقويم التيار المتناوب وتوليد الموجات الكهرومغناطيسية او الكشف عنها وخون الطاقة الكهرومغناطيسية وتصريفها عن الحاجة . وتسمى أيضا بالمكثفات لأنها تحتفظ بالشحنة داخلها مثل بطارية لحظية السعة الكهربائية

تعرف السعة الكهربائية للموصل :نسبة كمية الشحنة التي يحملها الموصل الى جهده C = q /V ( Farad ): الكهربائي وحدات قياسها حسب النظام S.I هي c / v والتي تساوي فاراد وان الطاقة المخزونة في المتسعة : ان الشحنة التي يحملها الموصل تتناسب طرديا مع جهده الكهربائي (المجموع الكلي للشحنة يساوي صفرا )اي يمكن زيادة الشحنة الموضوعة على الموصل بزيادة الجهد الكهربائي ،مع ملاحظة ان الزيادة المستمرة تؤدي الى حدوث ظاهرة التفريغ الكهربائي .كما هو الحال عند الرمز المتداول للمتسعة

ثابت زمن مكثف :
يتعلق الزمن اللازم لشحن مكثف بكل من سعة المكثف وقيمة المقاومة في دارة الشحن .
يعطي ثابت الزمن لدارة مقاومة مكثف : T = R x C 
حيث T : الزمن بالثانية .
R : المقاومة بالأوم .
C : المكثف بالفاراد .
الزمن في المعادلة السابقة هو الزمن اللازم للوصول إلى 63% من جهد منبع التغذية وهو أيضاً زمن التفريغ في حال قمنا بتفريغ المكثف .-------------------------------------------------------------------------------

ربط المكثفات تسلسلياً و تفرعياً :
تجمع قيم المكثفات المربوطة تفرعياً C1+C2+C3+... في حين تختزل القيمة الإجمالية للمكثفات المربوطة تسلسلياً وفق المعادلة :
1 / (1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...) 
لنأخذ المكثفات 10µF و 22µF و 47µF ميكرو فاراد ولنربطها تفرعياً فسنحصل على :

10 + 22 + 47 = 79µF
في حين سنحصل على :

1 / (1/10 + 1/22 + 1/47 ) = 5.997 µF 
عند وصلها تسلسلياً . 
لاحظ أن القيمة المكافئة للمكثف في حالة الربط التسلسلي أقل من أصغر قيمة مكثف .

معادلة مبسطة لحساب سعة المكثفات المربوطة تسلسلياً . ذكرنا أن معادلة حساب السعة الكلية للمكثفات المربوطة على التسلسل هي :
1 / (1/C1 + 1/C2 +1/C3 + ...)
وهي يمكن أن تكتب بالشكل :
( C1 x C2 ) / ( C1 + C2 )
قم بتجريب ثلاث مكثفات على التسلسل . طبق المعادلة الأخيرة على أول مكثفين ثم نفذ الإجراء على القيمة المكافئة الناجمة عن المكثفين الأوليين مع المكثف الثالث وهكذا .

كيف يمكن استخدام مجموعة من المكثفات معروفة القيمة على التسلسل للحصول على قيمة مكافئة محددة ؟
استخدم المعادلة التالية للحصول على ذلك : ( C1 x C2 ) / ( C1 - C2 ) 
كمثال : بفرض لديك مكثف محدد القيمة هو 220PF وتريد الحصول على سعة إجمالية قدرها 68PF إذن :

( 220 x 68 ) / ( 220 - 68) = 98.4 PF

إذن استخدم مكثف سعته 100 PF .
مرة أخرى جرب استخدام ثلاث مكثفات على التسلسل ( أو أكثر من ذلك ) طبق المعادلة على أول مكثفين ثم طبق النتيجة مع المكثف الثالث وهكذا .
تذكر أن المكثفات ذات القيم المنخفضة ذات تسامح قده ±5% في حين أن المكثفات ذات القيم العالية تملك تسامحاً قدره ±10% لذلك لا تضيع كثيراً من الوقت في سبيل الحصول على مزيداً من الدقة في حسابات السعة .
لمكثف في الدارة السابقة 4.7µFوقيمة المقاومة 1MΩ أي ( 1000000 أوم ) فإن الثابت الزمني سيكون :

T = R x C = 1000000 x 0.0000047 = 4.7 sec 

إن هذه الخصائص تعتبر ميزة في دارات التوقيت غير الدقيقة .