خازن چیست چه کاربردی دارد ؟

خازن چیست ؟

خازن چیست ؟ این وسیله شامل دو قطعه فلزی است که به کمک یک عایق از هم جدا شده‌اند. عایق ماده‌ای است که اجازه نمی‌دهد برق به راحتی از آن عبور کند.

بنابراین، شما با این روش یک خازن درست کرده‌اید.

خازن دستگاهی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند.

خازن شبیه به باتری است، اما کارکرد آن متفاوت است.

باتری از مواد شیمیایی برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می‌کند و انرژی را به آرامی آزاد می‌سازد.

گاهی آزاد کردن این انرژی ممکن است سال‌ها طول بکشد. اما خازن انرژی خود را بسیار سریع‌تر آزاد می‌کند و معمولاً در یک ثانیه یا حتی کمتر این کار را انجام می‌دهد.

انواع خازن و کاربرد آنها

برای مثال، اگر شما بخواهید یک عکس با فلش بگیرید، نیاز به دوربینی دارید که بتواند نور زیادی را در یک ثانیه تولید کند.

خازنی که به فلش متصل است، در چند ثانیه انرژی را از باتری دوربین می‌گیرد و آن را آزاد می‌کند تا فلش عمل کند.

البته خازن به زمان نیاز دارد تا شارژ شود و به همین دلیل است که عکاسان معمولاً کمی صبر می‌کنند و سپس عکس بعدی را می‌گیرند.

زمانی که خازن به طور کامل شارژ شود، می‌تواند تمام انرژی را به صورت ناگهانی از طریق لامپ فلورسنت زنون آزاد کند.

انواع خازن با کاربردهای مختلف در بازار به فروش می‌رسند و هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

انواع خازن عبارتند از :

1. خازن دی الکتریک

خازن‌های دی الکتریک معمولاً نوعی خازن قابل تنظیم هستند و برای تنظیم فرستنده‌ها، گیرنده‌ها و رادیوهای ترانزیستوری به کار می‌روند.

این خازن‌ها معمولاً انواع مختلفی از صفحات چند لایه دارند که برخی ثابت هستند (لایه‌های استاتور) و برخی قابل جابجایی (لوله‌های روتور) که بین صفحات ثابت حرکت می‌کنند.

2. خازن متغیر

خازن‌های متغیر اشکال مختلفی دارند که یکی از آنها تریمر (Trimmers) نامیده می‌شود.

این خازن‌ها معمولاً دستگاه‌های کوچکی هستند که می‌توان با استفاده از یک پیچ‌گوشتی کوچک مقدار آنها را تنظیم کرد.

آنها معمولاً ظرفیت بسیار پایینی دارند، حدود 500pF یا کمتر و غیر قطبی هستند.

3. خازن ورقه‌ای یا فیلمی

خازن‌های ورقه‌ای معمولاً مدل‌های مختلفی دارند و تفاوت آنها در نوع عایق به کار رفته است.

دی الکتریک‌هایی که در این خازن‌ها استفاده می‌شود شامل: پلی استر (مایلار)، پلی استایرن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، کاغذ متالیزه شده، تفلون و غیره می‌باشد.

خازن‌های ورقه‌ای یا فیلمی بر اساس نوع و درجه ولتاژشان از 5pF تا 100uF در دسترس هستند.

این خازن‌ها به اشکال و اندازه‌های مختلفی استفاده می‌شوند که شامل شکل‌های مختلفی مانند نوارهای نازک ساخته شده از فویل‌های فلزی نازک است که به همراه مواد دی الکتریک به شکل رول پیچیده می‌شوند و بعداً در لوله‌های کاغذی یا فلزی封 می‌شوند.

این نوع فیلم‌ها به ضخامت بیشتری در عایق نیاز دارند تا خطر پاره شدن یا سوراخ شدن کاهش یابد. این ویژگی در خازن‌های بزرگ و با ظرفیت پایین مناسب است.

4. خازن‌های سرامیکی

خازن‌های سرامیکی یا دیسکی معمولاً شامل دو دیسک کوچک سرامیکی هستند که با نقره پوشش داده شده و سپس به هم متصل می‌شوند تا یک خازن ایجاد شود.

برای ایجاد ظرفیت خازنی بسیار کم، یک دیسک سرامیکی با اندازه 3 تا 6 میلی‌متر به کار می‌رود.

“`

خازن‌های سرامیکی دارای نسبت دی الکتریک بالا (High-K) هستند، به این معنی که می توانیم ظرفیت خازنی بالایی را در یک اندازه کوچک بدست آوریم.

5. خازن‌های الکترولیتی

خازن‌های الکترولیتی معمولاً زمانی استفاده می‌شوند که نیاز به مقدار زیادی خازن داریم.

در این خازن‌ها، به جای استفاده از یک لایه نازک فلزی برای یکی از الکترودها، از یک محلول الکترولیتی نیمه مایع در شکل ژله‌ای یا چسبی به عنوان الکترود دوم (معمولاً کاتد) استفاده می‌شود.

دی الکتریک یا عایق، یک لایه بسیار نازک از اکسید است که به شکل الکتریکی و شیمیایی با یک فیلم نازک ترکیب می‌شود.

این لایه عایق بسیار نازک، امکان ساخت خازن‌های با ظرفیت زیاد و اندازه کوچک و فاصله خیلی کم بین صفحات را فراهم می‌کند.

خازن‌های الکترولیتی به دلیل ظرفیت بالای خود و اندازه کوچکی که دارند، در مدارهای با منبع تغذیه DC برای کاهش نوسانات ولتاژ یا برای وصل و قطع کردن استفاده می‌شوند.

یکی از معایب اصلی این خازن‌ها، ولتاژ نسبتاً پایینی است که به دلیل پلاریته بودن آنها رخ می‌دهد.

این خازن‌ها به دو نوع تقسیم می‌شوند:

6. خازن الکترولیتی آلومینیومی

به طور کلی، دو نوع خازن الکترولیتی آلومینیومی وجود دارد:

نوع فویل ساده و نوع فویل با اچ (etched foil).

ضخامت لایه یا فیلم اکسید آلومینیوم و ولتاژ شکست بالای آن، ظرفیت بسیار زیادی برای این خازن‌ها ایجاد می‌کند.

7. خازن الکترولیتی تانتالیوم

خازن‌های الکترولیتی تانتالیوم و دانه‌های تانتالیوم در انواع مختلف شامل نوع الکترولیتی مایع (فویل) و خشک (جامد) موجود هستند که رایج‌ترین آن‌ها تانتالیوم خشک یا جامد است.

خازن‌های جامد تانتالیوم از دی اکسید منگنز به عنوان ترمینال دوم استفاده می‌کنند و از نظر اندازه، کوچک‌تر از خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی هستند.

الکترولیت‌ها به دلیل قیمت پایین و اندازه کوچک‌شان، به طور گسترده‌ای در بسیاری از خازن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند اما سه روش ساده برای خراب کردن یک خازن الکترولیتی وجود دارد:

ولتاژ بیش از حد: ولتاژ بالا باعث نشت و عبور جریان از طریق دی الکتریک می‌شود و در نهایت باعث اتصال کوتاه خواهد شد.

پلاریته معکوس: ولتاژ معکوس باعث از بین رفتن لایه اکسید خواهد شد.

گرمای بیش از حد: گرمای بیش از اندازه، لایه الکترولیتی را خشک کرده و عمر یک خازن الکترولیتی را کاهش می‌دهد.

بیشتر بخوانید :