خازن ها یکی از پر استفاده ترین المان های مدارهای الکترونیکی هستند که هر کدام از آنها کاربردهای مختلف دارند.

برای استفاده بهتر از آن لازم است بدانیم که از چه ساختاری تشکیل شده، چطور کار میکند و انواع آن کدامند.

با مطالعه این مقاله و تماشای ویدیوهای آن با ساختمان داخلی خازنها، مفهوم ظرفیت، 6 نوع مهم از آن و چند نمونه کاربرد آشنا خواهید شد.

1- خازن چیست (Capacitor)؟

خازنها وسیله الکتریکی و دارای دو پایه (ترمینال) هستند که
وظیفه آن مانند باتری ذخیره انرژی الکتریکی است ولی نحوه کار آن کمی متفاوت است.

خازنها الکترون های جدید تولید نمی کنند و تنها می توانند آنها را ذخیره کنند.

1-1- نماد خازن در مدار

در مدارات برای نمایش خازنها از نماد زیر استفاده میشود:

نماد مداری خازن

استفاده از این سمبل مداری معمولا برای خازنهایی است که قطب مثبت و منفی (پلاریته) آن ها در مدار مهم نیست.

نماد مداری خازن قطبی

از این سمبل برای خازنهای قطبی استفاده میکنند.

2- تاریخچه خازن

اودوارد ون کلسیت آلمانی در سال 1745 به این نتیجه رسید که می توان انرژی الکتریکی را
به وسیله وصل کردن یک ژنراتور الکترو استاتیک ولتاژ بالا توسط سیم به یک لیوان شیشه ای حاوی آب، ذخیره کرد.

تاریخچه خازن

این اتفاق جرقه ی ساخته شدن خازن را در ذهن دانشمندان ایجاد کرد.

3- اجزای سازنده خازن

درون یک خازن(Capacitor) دو صفحه فلزی وجود دارد که توسط یک  قسمت نارسانا از هم جدا شده اند.

به این قسمت نارسانا که همانند یک عایق الکتریکی عمل می کند، دی الکتریک می گویند.

اجزای سازنده خازن

دی الکتریک می تواند از هر جنسی ساخته شود مانند:

  • کاغذی
  • پلاستیکی
  • شیشه ای
  • میکا
  • سرامیکی

تنها شرط ماده دی الکتریک این است که نارسانا باشد.

4- طرز کار خازن

خازنها در دو صفحه فلزی بار مثبت و منفی ایجاد می کنند که
میزان بار در دو صفحه یکسان ولی مخالف صفحه رو به رو می باشد.

در این حالت دی الکتریک یک میدان الکتریکی ایجاد می کند.

به این دلیل که صفحات فلزی به یکدیگر نزدیک هستند، بار های مخالف صفحات یکدیگر را جذب کرده و
به خازن این اجازه را میدهد تا به ازای ولتاژ داده شده، نسبت به حالتی که صفحات جدا هستند، بیشتر شارژ شود.

بعضی از خازنها نسبت به اندازه و نوع دی الکتریک برای استفاده در فرکانس بالا مناسب هستند، در حالی که
بعضی دیگر در ولتاژ بالا کاربرد دارند.

5- ظرفیت خازن

ظرفیت خازن میزان توانایی آن در ذخیره انرژی الکتریکی را نشان می دهد.

واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد (F) است.

ظرفیت

خازنی با ظرفیت یک فاراد می تواند به ازای یک ولت ولتاژ ورودی، یک کولن بار الکتریکی ذخیره کند.

یک کولن مقدار بار الکتریکی است که به ازای جریان ثابت یک آمپر در یک ثانیه انقال داده می شود.
واحد اندازه گیری بیشتر خازنها میکرو فاراد است.

6- انواع خازنها

در ادامه پرکاربردترین خازنهای مورد استفاده در مدارهای الکترونیکی را میشناسیم.

خازنها هم مثل سایر قطعات الکترونیکی براساس شکل ظاهری شان به دو دسته کلی اس ام دی و دیپ تقسیم میشوند.

6-1- انواع دیپ (DIP)

1- خازن عدسی

اندازه های خازن عدسی

این خازنها در ظاهر شبیه عدس اند به همین دلیل به آن ها عدسی گفته میشود.

در بین خازنهای دیپ این مدل کوچیکترین ابعاد را دارد و هر چقدر ظرفیت آن بالاتر باشد، ابعاد آن بزرگتر است.

نکته مهم درباره این مدل از خازنها این است که جهت پلاریته آن فرقی ندارد.

ظرفیت

مقدار ظرفیت این خازن به دو روش ذکر میشود:

1- مقدار و یکای سنجش آن به وضوح روی بدنه ذکر شده اند.
مثل : (220nF) معادل 220 نانو فاراد
2- فقط عدد روی آن نوشته شده که به صورت پیش فرض با واحد پیکو فاراد (pF) است.
مثل : (180) که معادل 180 پیکوفاراد است.

2- خازن الکترولیتی

خازن الکترولیتی دیپ

این نامگذاری به علت جنس خازن است .
توجه: در خازنهای الکترولیت جهت اعمال کردن ولتاژ بسیار حائز اهمیت است.
اگر از آن ها برعکس استفاده کنید قطعه سریعا متلاشی میشود.

 تشخیص پایه های مثبت و منفی خازن الکترولیتی

روش اول : از روی پایه های خازن که پایه ی منفی کوتاه تر است ولی
این روش زیاد قابل اعتماد نیست چون ممکن است پایه ها بنا بر مصرف چیده شوند.

روش دوم و مناسب تر : نوار طوسی رنگ با علامت منفی روی آن نشانگر پایه منفی است.

ظرفیت

مقدار ظرفیت این نوع به صراحت بیان میشود.
مثلا : 470pF

نکته مهم دیگر درمورد این مدل از انواع خازن:

سطح ولتاژ قابل تحمل این خازنها روی بدنه ی آنها ذکر شده است و
اگر ولتاژ با سطح بالاتر اعمال کنید باز هم بدنه قطعه متلاشی خواهد شد!
علت این محدودیت بخاطر نزدیک بودن دو صفحه ی رسانای خازن به هم و امکان جرقه زدن در ولتاژهای بالا است.
برای مثال مقدار 16v محدودیت ولتاژ اعمال شده به 16 ولت را اعلام میکند.
دقت کنید که این ولتاژ به معنی ولتاژ کاری نیست و این خازنها در هر ولتاژ پایین تری هم کار میکنند.
هرچقدر خازن بزرگتر یا با ظرفیت کمتر باشد این ولتاژ بیشتر خواهد بود.

6-2- انواع اس ام دی (SMD)

خازنها هم مشابه دیگر قطعات متناسب با مدارها به روز شده و در سایز های بسیار ریز SMD تولید میشوند.

این را هم ببینید
شناخت قطعات اس ام دی

1- خازن سرامیکی smd

خازن سرامیکی اس ام دی

علت این نامگذاری این است که ماده دی الکتریک این خازنها سرامیک است.

این خازنها در ابعاد مختلفی موجود اند.
مثل 805 / 1206 و ….

هیچ روشی برای فهمیدن ظرفیت این مدل وجود ندارد.
جز اینکه از بسته خریداری شده که توسط کارخانه ظرفیت آن با علامتی روی بدنه بسته ذکر شده ، نگهداری صحیح داشته باشید.
درصورتی که خازنهای smd را از جای خود خارج و مقدار ظرفیت را فراموش کنید، خازنها به هیچ کاری نمیایند.
خازنهای سرامیکی مثبت و منفی ندارند.

2- خازن الکترولیت smd

خازن الکترولیت اس ام دی

خازن های الکترولیتی اس ام دی از همان ساختار خازنهای الکترولیتی دیپ هستند.

این خازنها کاربرد هایی مثل فیلتر dc در مدارهای یکسوساز دیودی دارند و در ابعاد مختلف ارائه میشوند.

در این مدل هم رعایت جهت قرار دادن آن در مدار بسیار مهم است و
خط نقره ای یک سمت آن نشاندهنده پایه منفی است.

3- خازن تانتالیوم smd

انواع خازن تانتالیوم

این نوع در اسامی A,B,C,D بر پایه ی ابعاد نامگذاری میشوند.

به این خازنها تانتال نیز گفته میشود.
جهت ولتاژ اعمال شده در این خازنها بسیار مهم است.
توجه داشته باشید که در این خازنها خط مشخص شده در یک سمت مشخص کننده پایه مثبت است.

4- خازن آلومینومی smd

خازن آلومینیوم

خط مشخص شده روی این خازن پایه منفی است.
از این مدل در مادربرد ها استفاده زیادی میشود.

7- کاربرد خازنها

خازنها کاربرد های زیادی برای اهدافی متفاوت دارند.

  • ذخیره انرژی
  • حافظه های دیجیتال (digital memory)
  • نیرو های پالسی (pulsed power) و سلاح
  • تهویه مطبوع (power conditioning)
  • جداسازی اجزای ac و dc یک سیگنال
  • استارتر موتور
  • پردازش سیگنال
  • سنسور
این را هم ببینید
معرفی انواع سنسور

آنها برای جلوگیری از آسیب هنگام خاموش شدنِ دستگاه هایی که
از یک منبع نیرو جدا شده اند، بار الکتریکی (شارژ الکتریکی) آن دستگاه را فراهم می کنند.

کاربرد انواع خازنها

خازنها همچنین به منظور جلوگیری از تاخیر ها، اصلاح ضریب قدرت و فیلتر کردن امواجی که
هنگام یکسو سازی ac به dc رخ می دهد، استفاده می شود.

مقاله بالا بخشی از بسته جامع آموزش الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک

به آموزش الکترونیک علاقه مندم

اگر محتوای آموزشی الکترونیک را می پسندید برای دریافت آموزش های رایگان فرم را تکمیل کنید.

شماره موبایل پشتیبانی: ۰۹۰۱۷۰۳۹۳۲۹


در نماتک نظر دهید