في أكتوبر 1745 ، وجد Ewald Georg von Kleist من بوميرانيا بألمانيا أنه يمكن تخزين الشحنة عن طريق توصيل مولد كهرباء عالي الجهد بواسطة سلك بكمية من الماء في وعاء زجاجي محمول باليد. عملت يد فون كليست والماء كموصلات وجرة كعازل كهربائي (على الرغم من أن تفاصيل الآلية تم تحديدها بشكل غير صحيح في ذلك الوقت). وجد Von Kleist أن لمس السلك نتج عنه شرارة قوية ، أكثر إيلامًا بكثير من تلك التي تم الحصول عليها من آلة إلكتروستاتيكية. في العام التالي اخترع الفيزيائي الهولندي بيتر فان موشنبروك مكثفًا مشابهًا أطلق عليه اسم جرة ليدن ، نسبة إلى جامعة ليدن التي كان يعمل فيها. كما تأثر بقوة الصدمة التي تلقاها. وكان دانيال جرالات أول من جمع عدة جرار بالتوازي لزيادة سعة تخزين الشحنة. حقق بنجامين فرانكلين في جرة ليدن وتوصل إلى استنتاج مفاده أن الشحنة كانت مخزنة على الزجاج ، وليس في الماء كما افترض الآخرون. كما تبنى مصطلح "البطارية" ( للدلالة على زيادة الطاقة مع صف من الوحدات المماثلة كما في بطارية المدفع ) والذي تم تطبيقه لاحقًا على مجموعات من الخلايا الكهروكيميائية. صُنعت أوعية ليدن لاحقًا عن طريق طلاء داخل وخارج الجرار بورق معدني ، تاركًا مسافة في الفم لمنع الانحناء بين الرقائق. تم استخدام برطمانات ليدن أو الأجهزة الأكثر قوة التي تستخدم ألواح زجاجية مسطحة بالتناوب مع الموصلات الرقيقة بشكل حصري حتى حوالي عام 1900 عندما خلق اختراع اللاسلكي (الراديو) طلبًا على المكثفات القياسية والانتقال الثابت إلى ترددات أعلى يتطلب مكثفات ذات تحريض أقل. بدأ استخدام طرق بناء أكثر إحكاما ، مثل صفيحة عازلة مرنة (مثل الورق المزيت) محصورة بين صفائح من رقائق معدنية ملفوفة أو مطوية في عبوة صغيرة. عُرفت المكثفات المبكرة باسم المكثفات وهو مصطلح لا يزال يستخدم من حين لآخر حتى يومنا هذا لا سيما في تطبيقات الطاقة العالية مثل أنظمة السيارات. تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة لهذا الغرض من قبل أليساندرو فولتا في عام 1782 مع الإشارة إلى قدرة الجهاز على تخزين كثافة أعلى من الشحنة الكهربائية مما كان ممكنًا باستخدام موصل معزول. أصبح المصطلح مهملاً بسبب المعنى الغامض لمكثف البخار حيث أصبح المكثف هو المصطلح الموصى به في المملكة المتحدة منذ عام 1926 بينما حدث التغيير لاحقًا في الولايات المتحدة. في بلدان أخرى كان مصطلح المكثف شائع الاستخدام. منذ بداية دراسة الكهرباء تم استخدام المواد غير الموصلة مثل الزجاج والبورسلين والورق والميكا كعوازل. بعد عقود ، كانت هذه المواد أيضًا مناسبة تمامًا للاستخدام كعزل كهربائي للمكثفات الأولى. كانت المكثفات الورقية ، المصنوعة عن طريق وضع شريط من الورق المشرب بين شرائح معدنية ولف الناتج في أسطوانة شائعة الاستخدام في أواخر القرن التاسع عشر بدأ تصنيعها في عام 1876م واستخدمت منذ أوائل القرن العشرين كمكثفات فصل في الاتصالات الهاتفية. تم استخدام البورسلين في المكثفات الخزفية الأولى. في السنوات الأولى لجهاز الإرسال اللاسلكي Marconi تم استخدام مكثفات البورسلين في تطبيقات الجهد العالي والتردد العالي في أجهزة الإرسال. على جانب المستقبل تم استخدام مكثفات أصغر من الميكا لدوائر الرنين. اخترع ويليام دوبيلييه مكثفات الميكا عام 1909. قبل الحرب العالمية الثانية ، كانت الميكا هي العازل الأكثر شيوعًا للمكثفات في الولايات المتحدة. اكتشف تشارلز بولاك (كارول بولاك) مخترع المكثفات الإلكتروليتية الأولى أن طبقة الأكسيد الموجودة على أنود الألومنيوم ظلت مستقرة في محايد أو قلوي بالكهرباء ، حتى عند انقطاع التيار الكهربائي. في عام 1896 حصل على براءة الاختراع الأمريكية عن "مكثف سائل كهربائي مع أقطاب من الألومنيوم". تم اختراع مكثفات التنتالوم المنحل بالكهرباء الصلبة بواسطة مختبرات بيل في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي كمكثف دعم منخفض الجهد مصغر وأكثر موثوقية لاستكمال الترانزستور الذي تم اختراعه حديثًا. مع تطوير المواد البلاستيكية من قبل الكيميائيين العضويين خلال الحرب العالمية الثانية بدأت صناعة المكثفات في استبدال الورق بأغشية البوليمر الرقيقة. تم وصف أحد التطورات المبكرة في مكثفات الأفلام في براءة الاختراع البريطانية في عام 1944. تم اختراع المكثفات الكهربائية مزدوجة الطبقة (الآن المكثفات الفائقة) في عام 1957 عندما طور H. Becker مكثف كهربائي منخفض الجهد مع أقطاب كربون مسامية. كان يعتقد أن الطاقة مخزنة كشحنة في مسام الكربون المستخدمة في مكثفه كما هو الحال في مسام الرقائق المحفورة للمكثفات الإلكتروليتية. ولأن آلية الطبقة المزدوجة لم تكن معروفة من قبله في ذلك الوقت ، فقد كتب في براءة الاختراع: "من غير المعروف بالضبط ما يحدث في المكون إذا تم استخدامه لتخزين الطاقة ، لكنه يؤدي إلى سعة عالية للغاية. " مكثف فلز - أكسيد - أشباه موصلات (مكثف MOS) ينشأ من ترانزستور تأثير المجال الفلزي - أكسيد - أشباه الموصلات (MOSFET) ، حيث مكثف MOS محاط بمنطقتين مخدرتين. اخترع محمد عطا الله وداون كانغ هيكل MOSFET في معامل بيل في عام 1959. تم اعتماد مكثف MOS لاحقًا على نطاق واسع كمكثف تخزين في رقائق الذاكرة ، وكحجر بناء أساسي للجهاز المقترن بالشحن (CCD) في تقنية مستشعر الصور. في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) تتكون كل خلية ذاكرة عادةً من مكثف MOSFET و MOS.
بطارية مكونة من أربع جرار Leyden في متحف Boerhaave في ليدن هولندا
إعلان من طبعة 28 ديسمبر 1923 من The Radio Times لمكثفات Dubilier ، لاستخدامها في مجموعات الاستقبال اللاسلكية
تعليقات
إرسال تعليق