مكثف (كهرباء)

المُكَثِّف (أو المواسِع) هو مكوّن كهربائي أساسي يخزّن الطاقة على شكل مجال كهربائي، ويتكوّن من لوحين موصلين متقابلين تفصل بينهما مادة عازلة، وتُستعمل هذه الشحنة المخزنة في الدارة عند الحاجة. يعود تاريخ اكتشافه إلى عام 1745 حين وجد الألماني إيوالد جورج فون كلايست طريقة لتخزين الشحنة، يليه الفيزيائي الهولندي بيتر فان موشنبروك الذي اخترع "قارورة ليدن" عام 1746، بينما أثبت بنجامين فرانكلين لاحقًا أن الشحنة تُخزَّن على الزجاج وليس في الماء، واعتمد مصطلح "البطارية".

تتراوح جهود تشغيل المكثفات من بضع عشرات من الفولتات في الدوائر الإلكترونية إلى آلاف الفولتات في شبكات القدرة الكهربائية، وتُصنَّع عادة بلفّ صفائح معدنية رقيقة مع عازل مرن (كورق مزيت) لتقليص حجمها وتقليل الحث المغناطيسي. رياضياً، تُحسب السعة بالعلاقة C = Q/V، وعند توصيل مكثفين على التوازي تُجمع السعات (C1 + C2)، أما على التوالي فتُحسب السعة المكافئة بمقلوب مجموع السعات (1/C = 1/C1 + 1/C2).

تتوفر المكثفات تجاريًا بأشكال متعددة مثل الورقية والكهروليتية، وهي عنصر لا غنى عنه في جميع الدارات الكهربائية والكهرونية، من أجهزة الراديو القديمة إلى شبكات النقل الحديثة، ولها أهمية كبرى في تخزين الطاقة وتنظيم التيار.