نحوه کار خازن ها

در این مقاله از پژواک الکترونیک ما به نحوه کار خازن ها، معرفی خازن و انواع خازن می پردازیم. خازن‌ها یکی از مجموعه قطعات برد‌های الکترونیکی هستند و همینطور کاربردی بسیار مهم نیز دارند. همان‌طور که گفته شده این قطعه کاربرد‌های مهم و بسیار زیادی دارد و به همان اندازه گونه‌های مختلف نیز دارد در ادامه این مطلب از پژواک الکترونیک با خازن و کاربرد آن آشنا می‌شوید.

با یک تعرف ساده و کوتاه بخواهیم خازن را توضیح دهیم می‌گوییم خازن یک قطعه غیرفعال و ساده است که می‌تواند در صورت اتصال به ولتاژ الکتریکی، بار الکتریکی را در خود ذخیره کند و به عبارتی دیگر خازن ظرفیت خازنی را دارد و می‌تواند شارژ شود.

معرفی انواع خازن ها

خازن ها به دو دسته اصلی DIP و SMD تقسیم بندی میشوند که هرکدام از آن ها به صورت زیر تقسیم میشوند :

خازن های DIP

• حازن تانتال
• خازن بی پلار
• خازن مایلار
• خازن عدسی
• خازن MKT
• خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا
• خازن پلی استر

خارن های SMD

• خازن ۱۲۰۶
• خازن ۸۰۵

نحوه کار خازن ها، خازن چگونه می‌تواند بار الکتریکی خود را ذخیره کند؟

در اینجا به نحوه کار خازن ها می پردازیم، یک خازن معمولی از دو صفحه فلزی جدا از یکدیگر تشکیل شده و تماس مستقیمی با همدیگر ندارند به این دلیل که اگر دو صفحه با یکدیگر تماس مستقیم داشته باشند الکتریسیته به راحتی از یکی به دیگری منقل می شود و این قطعه با سیم هیچ تفاوتی ندارد. این دو صفحه با دو پایه خازن ارتباط یافته و پس از قرار گیری قطعه در مدار یک اختلاف پتانسیل نسبت به هم‌دیگر دارند که یکی حامل بار مثبت شده و دیگری حامل بار منفی است. ماده‌ای به عنوان دی الکتریک فضای بین این دو صفحه را پر می‌کند این ماده نارسانا است که عبور جریان الکتریکی از درون آن بسیار سخت است.

صرف قرارگیری دو صفحه فلزی رو به روی یکدیگر، به شرط وجود داشتن فاصله و عدم تماس آن‌ها با هم‌ دیگر، تشکیل خازن می‌دهد؛ اما ظرفیت چنین خازنی بسیار کم است. ظرفیت خازن با اضافه شدن دی الکتریک به فضایی که بین دو صفحه است افزایش پیدا می‌کند.

در حالتی که چیزی بین دو صفحه وجود نداشته باشد دی الکتریک خازن هوا است و اما در صورتی که قصد داشته باشیم دی الکتریک افزایش بدهیم از مواد نارسانا تری به مثل کاغذ، میکا، سرامیک و پلاستیک و … استفاده می‌کنیم البته هدف از این مقاله پرداختن به مباحث فیزیکی نمی‌باشد و نمی‌توان به صورت دقیق و کامل به آن پرداخت اما به طور کلی هر چقدر ماده‌ای که بین دو صفحه فلزی نارسانا قرار گرفته است به اصلاح ثابت دی الکتریک آن بیشت‌تر بوده و این به افزایش ظرفیت خازن کمک می‌کند.

ظرفیت خازن چیست؟

ظرفیت خازن توانایی و قدرت نگهداری شارژ بار الکتریکی است قانون و فرمول فیزیکی خازن بیان می‌کند در صورت اتصال یک اختلاف پتانسیل یا ولتاژ با نماد (V) به دو سر یک خازن با ظرفیت (C) یک بار الکتریکی با نماد(Q) در آن ذخیره می‌شود و البته امکان تحلیل‌های دیگر در رابطه با این مسیله نیز وجود دارد اما تحلیل گفته شده از این فرمول به ما این کمک را می‌کند ماهیت خازن را متوجه بشویم پس اساس عمل کرد این وسیله ذخیره سازی بار الکترونیک یا همان کیو (Q) است.

ظرفیت خازن در اصل معیاری برای سنجش میزان توانایی قطعه در ذخیره سازی کردن انرژی الکتریکی است. هر چقدر ظرفیت خازت بالاتر باشد انرژی الکتریک را بیشتر نگه می‌دارد. واحد ظرفیت خازن فاراد است.

این کمیت به موضوعات متفاوتی و مختلفی بستگی دارد و با رجوع به ساختار فیزیکی قطعه قابل محاسبه است برای مثال فاصله دو صفحه خازن هر چقدر کمتر باشد مساحت دو صفحه بیش‌تر و نارسانایی ماده قرار گرفته بن دو صفحه بیشتر باشد ظرفیت خازن نیز بیشتر است. در ادامه به نحوه کار خازن ها می پردازیم.

واحد اندازه گیری خازن ها

برای کار با خازن ها بهتر است که با نحوه کار خازن ها آشنا باشیم. واحد اندازه گیری به این صورت است که واحد سنجش ظرفیت خازن در سیستم اس ای (انگلیسی) فاراد است و فاراد یک واحد بزرگ است و این دلیلی است که از واحد‌های کوچک‌تری مثل نانو فاراد، پیکو فاراد، میکرو فاراد هم برای اندازه گیری خازن‌ها استفاده می‌شود.

ولتاژ خازن چیست ؟

در بالا به نحوه کار خازن ها پرداختیم. ولتاژ خازن به مقدار ولتاژی که یک خازن می تواند در خود ذخیره کند، گفته می شود. ولتاژ کار خازن را روی آن می نویسند، اما اگر روی خازنی ولتاژ آن نوشته نشده باشد، به این منظور است که خازن ولتاژ ۵۰V دارد. اگر ولتاژی بیشتر از میزان استاندارد خازن به آن وارد شود، دی الکتریک پلاریزده می‌شود و عایق از بین می‌رود. در نتیجه، با ایجاد جرقه، خازن می‌سوزد.

کار خازن چیست ؟

در پاسخ به این سوال که کار خازن چیست؟ میتوان به مفاهیم ابتدایی متن گفت که خازن قطعه‌ای است که توانایی ذخیره انرژی الکتریکی را داشته و یک ولتاژاستاتیک را در صفحات خود ذخیره می‌کند. در عمل خازن دقیقا به عنوان یک باتری کوچک قابل شارژ است و به سرعت شارژ شده و در صورت قطع جریان الکتریکی و اتصال با مصرف کننده به سرعت خالی می‌شود. به خاطر داشته باشید با قرار گرفتن خازن در مسیر برق مدار برق مستقیم اجازه عبور جران را تا زمانی که شارژ نشده باشد می‌دهد اما بعد از شارژ شدن اجازه عبور جریان را نمی‌هد یک خازن در مدار متناوب، مداوماً شارژ و دشارژ می‌شود.

کاربرد خازن چیست ؟

اساس و کابرد اصلی یک خازن و علت استفاده از ان در مدار این است که با قرار گرفتن در مدار متناوب حد خاصی از انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می‌کند و در زمان‌های ناگهانی فشار یا افت جریان، انرژی ذخیره شده را به مدار باز می‌گرداند و این یک پروسه سریع و متناوب است. می‌توان کاربرد‌های زیادی برای خازن در نظر گرفت اما در اینجا برخی از آن‌ها را نام میبریم:

خاصیت تقویت کنندگی

• کار خازن در مدارهای الکترونیکی: این خازن از جریان مستقیم جلوگیری می کند و در عین حال باعث عبور یک جریان متناوب می شود.
• کار خازن در شبکه فیلتر آنالوگ: صاف شدن خروجی منبع تغذیه
• کار خازن در مدارهای تشدید کننده: تنظیم رادیو با فرکانس های خاص
• کار خازن در سیستم انتقال قدرت الکتریکی: تثبیت جریان برق و ولتاژ

جمع بندی

با بررسی موارد بالا میتوانید به طور کلی مراحل کار خازن ها، نحوه کار خازن ها و… در مدار الکتریکی را متوجه شوید. این قطعه بسیار مهم برای تمامی مدار های الکترونیکی بسیار ضروری است و میتواند از خسارات هنگفت قطعت دیگر جلوگیری کند. شما میتوانید با برای خرید انواع خازن ها با فروشگاه قطعات الکترونیک پژواک در ارتباط باشید و سفارش خود را ثبت کنید.