خازن – capacitor قطعه های الکترونیکی بسیار کاربردی هستند که در اکثر مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کاربرد خازن :
با استفاده از خازن عملیات ذخیره سازی انرژی یا به اصطلاح ولتاژ انجام می‌شود. از این انرژی ذخیره شده برای ایجاد یک میدان الکتریکی پایدار در مدارها استفاده می‌شود.
درون خازن یک میدان الکترواستاتیکی (با ثبات) قرار دارد که به طور پیش فرض غیر فعال است، پس از اینکه عملیات ذخیره سازی ولتاژ شروع می‌شود، این میدان شروع به شارژ شدن می‌کند.
مهمترین بخشی که در یک خازن اهمیت دارن بخش ظرفیت خازن است؛ به طور معمول هر خازن ظرفیت مشخصی دارد و مقدار مشخصی انرژی را می‌تواند ذخیره سازی کند.
این قطعات در مدارها با نماد C نمایش داده می‌شوند.
- در مدارها و انواع سیستم ها برای ذخیره سازی انرژی (می‌توان گفت دلیل استفاده از خازن در مدار نیز همین موضوع است.)
- طراحی و تولید تجهیزات الکترونیکی
- ساخت انواع موتور های الکترونیکی
- و…
ناگفته نماند عوامل زیادی از جمله صفحه خازن، جنس آنها، فاصله آنها نسبت به یکدیگر و… بر میزان ظرفیت خازن تاثیر گذار هستند.
واحد اندازه گیری خازن فاراد است، اما به دلیل اینکه واحد فاراد شامل مقدار بزرگی می‌شود، برای اندازه گیری خازن ها از واحدهایی مانند میکروفاراد، نانوفاراد، مگافاراد و… استفاده می‌کنند.
ساختار خازن – capacitor :
ساختار آنها به گونه ای است که از دو ورق کوچک فلزی موازی ساخته شده اند، اگر این دو ورق به یکدیگر متصل شوند، خازن همانند سیم عمل می‌کند.
معمولا بین این دو ورق یک ماده دی الکتریک مانند سرامیک، پلاستیک، هوا و… است و جنس ورق ها معمولا روی، آلومینیوم، نقره و… می‌باشد.
ولتاژ خازن چگونه است؟
به مقدار ولتاژ مشخصی که در خازن ها ذخیره سازی می‌شود، ولتاژ خازن می‌گویند. هر خازن توانایی ذخیره سازی ولتاژ مشخصی را بر عهده دارد، این مقدار بر روی آن نوشته می شود. اگر خازنی تهیه کردید و مقدار مشخصی روی آن وجود نداشت، مقدار پیش فرض آن 50v می باشد.
ناگفته نماند یکی از مهمترین نکاتی که باید به آن توجه کنید این است که هرگز نباید بیشتر از حد خازن به آن ولتاژ وارد کنید، در این صورت دی الکتریک آن به اصطلاح پلاریزده می‌شود و عایق بین آن از بین خواهد رفت.
معرفی انواع خازن – capacitor :
بیشتر خازن ها براساس میزان ظرفیت ولتاژ شان و نوع دی الکتریک، به دسته های مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه قصد داریم انواع خازن سرامیکی، خازن عدسی، خازن الکترولیتی و… را به شما معرفی کنیم:
استفاده خازن سرامیکی چیست؟
معمولا در ساخت لوازم صوتی از خازن سرامیکی استفاده می‌شود، به دلیل اینکه از این نوع بیشتر در مدارات با فرکانس بالا استفاده می‌شود.
همانطور که از نام این خازن پیداست، جنس دی الکتریک این نوع از سرامیک می باشد که میزان ثابت بسیار بالایی دارد و از دسته خازن های خشک و بدون قطب می باشد.
از ویژگی های خازن سرامیکی می‌توان به قیمت پایین و نصب آسان آن بر روی مدار اشاره می توان کرد.
ویژگی خازن عدسی چیست؟
ساختارخازن عدسی با ظاهری بسیار کوچک، به شکل عدس می باشد. این نوع خازن بدون پلاریته مثبت و منفی که اصطلاحا به آن خازن بدون قطب نیز گفته می‌شود.
ظرفیت این نوع نیز با پیکوفاراد و یا نانو فاراد نمایش داده می‌شود، البته با توجه به سایز آنها ظرفیت شان نیز تغییر می‌کند.
بر روی هر خازن عدسی یک عدد نوشته شده است که ظرفیت آن را نشان می‌دهد. نحوه تشخیص ظرفیت آنها بر اساس پیکوفاراد به اینگونه می باشد که اگر بر روی آنها عدد 102 نوشته شده باشد، دو رقم اول را نگه می‌دارید و با توجه به عدد سوم در مقابل 10 صفر می‌گذارید؛ به طور مثال در حال حاضر 1000 پیکوفاراد فضا داریم.
البته روش های دیگری نیز برای اندازه گیری وجود دارد؛ برای اندازه گیری شما می‌توانید از خازن سنج ها و یا مولتی متر ها استفاده کنید.
خازن الکترولیتی
خازن الکترولیتی و یا به اصطلاح خازن شیمیایی یک دیگر از انواع خازن ها است که دارای دو قطب مثبت و منفی (پلاریته) می‌باشد.
محدوه اندازه گیری این نوع معمولا در میکروفاراد می باشد؛ مهمترین کاربرد خازن الکترولیتی در فیلتر و یا مسدود سازی می باشد.
خازن کاغذی
به طور معمول محدوده خازن کاغذی در میکروفاراد است و معمولا ولتاژ آن بسیار بالا و گاها تا 2000 ولت نیز می‌رسد.
کار خازن چیست؟
اگر بخواهیم این موضوع را با ذکر یک مثال بگوییم، می‌توان خازن را به یک باتری تشبیه کرد که به صورت مدام در حال شارژ و دِشارژ شدن است؛ این باتری به سرعت شارژ می‌شود و در زمان قطع جریان در مدار تخلیه می‌شود.
خازن ها جریان را از خود عبور می‌دهند تا زمانی که به طور کامل شارژ شوند، بعد از آن دیگر اجازه عبور جریان را نمی‌دهند، البته این کار مدام تکرار می‌شود.
در واقع می‌توان از این بخش این نتیجه را گرفت که مهمترین وظیفه خازن در مدار ذخیره انرژی در زمان افت جریان در مدار است و از آن به عنوان یک تقویت کننده استفاده می‌شود و دلیل استفاده از خازن در مدار نیز همین موضوع است.
