تخضع معظم أغشية البوليمر العازلة المستخدمة في المكثفات لمجالات كهربائية قوية، سواء أكانت (AC) أو (DC) أو متراكبة، والتي تؤدي إلى حقن الشحنات الفراغية.
تعزيز مبادئ الإصلاح الذاتي للمكثفات مختلفة الجهد الكهربائي
بالنظر إلى وجود عيوب في أغشية البوليمر؛ تكون الشحنات الموجبة والسالبة في حالة غير متكافئة بسبب التوزيع الذري غير المتماثل في العيوب، لذلك سوف تنجذب الحاملات لتشكيل مصائد شحنة، بحيث يمكن أن يؤدي تراكم شحنة الفراغ إلى تشويه المجال الكهربائي المحلي في العازل، كما تولد هذه العملية ضغوطاً كهروميكانيكية تؤدي إلى تشوه السلاسل الجزيئية للمادة، مما يؤدي في البداية إلى تدهور الخاصية وتسريع تقادم المواد العازلة.
كما تصنف المصائد على أنها ضحلة وعميقة على أساس طاقة التنشيط، بحيث تتشكل المصائد العميقة في أغشية (BOPP) عندما تتجاوز طاقة التنشيط (1) إلكترون فولت، بينما تتشكل المصائد الضحلة عندما تكون طاقة التنشيط أقل من (1) إلكترون فولت، بحيث يتم استقطاب المجموعات القطبية والشوائب والمحفزات تحت مجال كهربائي منخفض للتيار المستمر لتكوين شحنة متجانسة (قطبية متناظرة مع المجال) داخل العازل.
وبينما تتشكل الشحنات غير المتجانسة (قطبية غير متماثلة مع المجال) داخل المكثف نتيجة لحقن الشحنة تحت مجال كهربائي أعلى؛ قد يؤدي تكوين الشحن غير المتجانسة إلى تقوية المجال الكهربائي بالقرب من القطب الكهربي وتقليله في منتصف العازل، مما قد يقلل من جهد الانهيار على عكس تأثير الشحن المتجانس.
ومع ذلك، يمكن أن توفر قياسات شحنة الفضاء معلومات مفيدة حول كثافة الشحنة والتحقق من آليات حقن الشحنة والنقل وسلوك المجال الكهربائي في العازل، وبالتالي في عملية الإصلاح الذاتي الذي يعتمد تكوين الشحنات الفضائية داخل العازل الكهربائي على التشكل البلوري للبوليمرات شبه البلورية وسمك المكثف والعيوب الفيزيائية مثل المسام الدقيقة والتجاويف.
أيضاً تتشكل هذه العيوب المادية من خلال الترتيب المحلي للسلاسل الجزيئية لتكون بمثابة مصائد حاملة لشحنة الفضاء، بحيث يختلف سلوك الشحنات الفراغية تماماً اعتماداً على درجة التبلور لأغشية البوليمر لأن كثافة ومستوى مصائد الشحن مرتبطة بالبنية الدقيقة للمكثف.
