0. علم ينتفع به - المقاومة التسلسلية المكافئة للمكثف ESR:

ما هي المقاومة التسلسلية المكافئة للمكثف، أو مايعرف بـ ESR الاختصار لعبارة Equivalent Series Resistance؟

لابد من الإجابة على السؤال السابق قبلما أضيف لمعلوماتك وخبراتك معلومة متواضعة ستفيدك كثيراً إن كنت تشتغل بصيانة الأجهزة أو تعكف على تصميم الدارات والأنظمة الإلكترونية؟

كلنا على دراية بكيفية حساب المقاومة المكافئة لمجموعة مقاومات موصلة على التسلسل، التفرع أو بشكل مختلط، وببساطة عندما نتعامل مع دارات التيار المستمر ومقاومات مادية أي ليست مكثفات ولا ملفات ذات ممانعة حثية أو سعوية.

لفهم دارات التيار المستمر تحتاج لقدر بسيط من التحليل والخيال والحساب، لكن استيعاب دارات التيار المتناوب عندما يجتمع فيها المكثف بالملف ستحتاج للمزيد من التحليل والكثير من الخيال والجبر مع الحساب!

لن أعود بك لأيام الدراسة منصباً نفسي عليك أساتذاً يملي عليك دروساً نظرية عن دارات التيار المتناوب والمرشحات ودارات الرنين، سأترك أمر عودتك مرهون بمدى حنينك لأيام الصبا ومقاعد الدراسة.

عزيزي القارئ بما أنك وصلت هاهنا بالقراءة ولم تثنيك سطوري الأدبية عن المتابعة؛ فلابد أنك مصر على قطف ثمرة من شجرة، عسى أن تجد بها علماً ينتفع به تتشاركه مع من تحب، غير ناسياً الدعاء لنا بظهر الغيب.

آتيك بثمرة من ثمار عملي بالصيانة الإلكترونية لثلاث سنوات بورشتي المتواضعة حيث تتراكم فيها التلفزيونات، الطباخات الحثية، لوحات الأم للحاسوب، الشواحن، وليس آخراً أجهزة الاستقبال الفضائي.

التركيز بمقالتي هذه على أعطال المكثفات الأكثر تكراراً المتسببة غالباً بعدم أقلاع الجهاز نظراً لانتهاء عمرها الافتراضي، أو جاءها الأجل قبل الأمل بعد ارتفاع بدرجة حرارة الجهاز، أو ارتفاع جهد التغذية المفاجئ بسبب خلل بدارات التنظيم.

غالباً ستلاحظ بالعين المجردة انتفاخ المكثف، انفجاره، تشققه أو تسريبه مادة كيميائية، وستقوم كمخضرم باستبدال التالف مع الانتباه لقطبية ذات القطبية والسعة وأقصى جهد يتحمله وتفقد خرج دارة التقويم والتنظيم.

بالأعطال الأكثر تعقيداً لن تلاحظ الأعراض السابقة على المكثف وإنما ستستشعر بيدك حرارة المكثفات المشكوك بأمرها أو ستعمد إلى تسخينها برأس كاوي اللحام أو الهواء الساخن إلى أن تحصل على نتيجة ما كأن يقلع جهاز التلفاز، أو ظهور القناة دون تكسير الصورة بجهاز الاستقبال، أو ثبات جهد خرج الشاحن. وهذه طريقة تنفع مع المكثفات الكيميائية Electrolytic Capacitor.

بحالات أخرى تكون الأعطال أكثر تعقيداً مما سبق حيث نلاحظ باللمس والنظر بأن المكثف سليم، كما أنه لا يستجيب للتسخين؛ لذا نتعمد إخراجه من دارته وقياس سعته لنجدها مطابقة لقيمتها الاسمية مع الأخذ بعين الاعتبار نسبة الخطأ. بهذه الحالات تبرز أهمية قياس المقاومة التسلسلية المكافئة ESR للمكثف للحكم عليه.

الكثير من أجهزة الأفومتر AmpereVolteOhm meter تحتوي على مقياس للسعة لكن بدون قياس الـ ESR. يوجد أجهزة لقياس السعة والـ ESR لكنها أغلى مقارنة بالافومتر. أنا شخصياً استخدمت واحد من الأجهزة الصينية المبين بالصورة أدناه، بسعر 5 دولار من موقع علي أكسبريس، جهاز لا بأس به لقياس المقاومات والملفات والمكثفات وفحص الترانستور والترياك والثايرستور والثنائي، جهاز متعدد الوظائف يظهر نوع من الذكاء بالتعرف على العنصر المتصل، لكن احذر قياس المكثف به دون تفريغ شحنته وإلا سترميه بالزبالة لعدم وجود حماية على مداخله!

فكرة أجهزة قياس الـ ESR تتلخص بوضع المكثف على التسلسل مع مقاومة ثم تطبيق اشارة بتردد 100 هرتز، 120 هرتز، 1 كيلو هرتز أو 10كيلو هرتز واتساع 250 ميلي فولت فما دون، ثم قياس ممانعة المكثف لهذا التردد التي تكون دون الواحد أوم بالنسبة للمكثفات الكيميائية.

بعض الأجهزة الأحترافية تعطيك الـ ESR عند أكثر من تردد.

خلاصة الكلام لايعني تطابق أو اقتراب قيمة المكثف الحقيقية من قيمته الأسمية المطبوعة عليه ليكون سليماً يؤدي وظيفته دونما أدنى مشاكل.

ستلاحظ نظرياً وبالتجريب بأن المكثفات ذات الـ ESR المرتفع ستولد حرارة أعلى خاصة تلك الموجودة على خط الـ 160 فولت بالتلفاز، أو الموجودة على خط الـ 3.3 فولت بأجهزة الاستقبال الفضائي المسؤولة عن تغذية المعالج، أو بخرج مكبر الصوت، أو بدارة تغذية المعالج باللوحات الأم للحاسوب.

ياسر - الزمكان: كيليس 18.02.2020