مقال حول تعريف المكثف
المكثف هو جهاز يخزن الشحنة الكهربائية والطاقة الكامنة. يتكون المكثف البسيط من لوحين أو صفيحتين موصلتين موضوعتين بالقرب من بعضهما دون أن تتلامسا، ويفصل بينهما عازل أو فراغ. الموصلات هي مواد قادرة على توصيل التيار الكهربائي ، مثل المعادن، بينما العوازل هي مواد غير موصلة للتيار الكهربائي، مثل البلاستيك.
في البداية، لا يكون الموصلان مشحونين كهربائيًا ولا متعادلين. ولكي يصبح أحدهما مشحونًا بشحنة موجبة والآخر بشحنة سالبة، يجب أن تنتقل الإلكترونات من أحدهما إلى الآخر. تتواجد الإلكترونات على سطح الذرة، لذا يسهل تحريكها. بعد انتقال الإلكترونات من موصل إلى آخر، يصبح لدى أحد الموصلين فائض من الإلكترونات (نقص في البروتونات).
بحيث يصبح أحد الموصلين سالب الشحنة، بينما يعاني الموصل الآخر من نقص في الإلكترونات (زيادة في البروتونات) فيصبح موجب الشحنة. ويُستعرض وصفٌ مُفصّل لعملية شحن المكثفات الكهربائية في سياق موضوع تخزين الطاقة الكهربائية فيها.
كما هو موضح في الشكل المجاور، إحدى الصفيحتين الموصلتين مشحونة بشحنة موجبة (+Q) بينما الأخرى مشحونة بشحنة سالبة (-Q). الشحنة الكهربائية في كلتا الصفيحتين متساوية ولكنها متعاكسة في الإشارة، لذا فإن مجموع الشحنات يساوي صفرًا (QQ = 0). وجود شحنة كهربائية متساوية في المقدار ومتعاكسة في الإشارة على كلتا الصفيحتين يُحدث فرقًا في الجهد بينهما. الموصل المشحون بشحنة موجبة له جهد كهربائي أعلى، بينما الموصل المشحون بشحنة سالبة له جهد كهربائي أقل. بعبارة أخرى، يوجد مجال كهربائي بين الموصلين المشحونين، ويكون اتجاه هذا المجال من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة. وكما نوقش في موضوع طاقة الوضع الكهربائية، إذا وُجد مجال كهربائي أو فرق في الجهد الكهربائي بين الصفيحتين الموصلتين، فلا بد من وجود طاقة وضع كهربائية في كلتيهما.
الطاقة الكامنة هي القدرة على بذل شغل. إذا خزّن المكثف طاقة كامنة كهربائية، فإنه يستطيع بذل شغل. في الواقع، للمكثفات استخدامات عديدة في حياتنا اليومية. تُعدّ المكثفات أحد المكونات المهمة في الدوائر الكهربائية، التي تُشكّل بدورها أساس العديد من الأجهزة الإلكترونية.
