آشنایی با خازن ،انواع کاربرد آنها

خازن یکی ازمهمترین قطعات الکترونیکی است که در بسیاری از وسایل و مدارات الکتریکی و الکترونیکی از آن استفاده می‌شود و نقش بسیار مهم و کلیدی دارد. اگر به شناخت قطعات الکترونیکی علاقه دارید و در مورد خازن کنجکاو هستید، در این مقاله با ما همراه باشید تا اطلاعاتی درباره خازنها ، انواع و کاربرد آنها را برای شما شرح دهیم.

خازن چیست؟

اجازه دهید ابتدا با یک تعریف کوتاه و اجمالی مسیر پاسخگویی به پرسش خازن چیست را آغاز کنیم. خازن یک قطعه ساده الکترونیکی است که انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می‌کند. این قطعه از دو صفحه فلزی تشکیل شده که در کنار یکدیگر به صورت موازی قرار می‌گیرند. کار این قطعه این است که برق را ذخیره و سپس در موقع نیاز، و معمولآ هنگامی که ولتاژ روی پایه ها افت می‌کند، آن را به مدار برمی‌گرداند.

کاربرد خازن 

اصلی ترین و متداول ترین کاربرد خازنها ذخیره سازی انرژی الکتریکی است که به طور گسترده برای ذخیره بارهای الکتریکی در میدان الکتریکی استفاده می‌شود. خازنها به دلیل کاربردها و ویژگی های زیادی که در صنایع و مشاغل گوناگون دارند، به یکی از مهمترین قطعات در زندگی روزمره ما تبدیل شده است.

اما توجه داشته باشید که کاربرد این قطعه الکترونیکی به همین‌جا ختم نمی‌شود، بلکه در موارد بسیاری از آن استفاده می‌شود که شامل موارد زیر می‌باشد:

• نویز گیری در مدار
• برای حذف ولتاژ DC از سیگنال صوتی کاربرد دارد
• تقویت کننده مدار
• تغییر فرکانس
• کمک به افزایش راندمان در موتورهای الکترونیکی
• در جاهایی که نیاز به ایجاد تآخیر دارد، مانند تایمر چراغ راه پله استفاده می­‌شود
• مدارات تثبیت کننده
• بهبود راندمان

ظرفیت خازنی و واحد اندازه گیری

ظرفیت خازن معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. هر اندازه که ظرفیت یک خازن بیشتر باشد، بدین معنا است که قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. ظرفیت  یک کمیت فیزیکی است و به ساختمان آن وابسته است و به چیزهایی مانند مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.

سه راه برای افزایش ظرفیت خازن

1. افزایش ابعاد صفحات
2. نزدیکتر نمودن صفحات به یکدیگر
3. دی الکتریک در حد امکان یک عایق خوب باشد.

واحد اندازه گیری ظرفیت، فاراد می‎‌­باشد. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می­‌باشد. به همین جهت استفاده از واحدهای کوچکتر نیز در قطعه الکترونیکی مرسوم است. میکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچک تر فاراد هستند. هر خازن مقدار مشخصی از انرژی را می‌­تواند در خود ذخیره کند. میزان ذخیره انرژی در خازن را با واحد فاراد اندازه گیری می‌­کنند.

انواع خازن های الکتریکی

همانطور که در مطالب بالا راجع به خازنها و کاربرد آنها گفته شد ،حالا به سراغ معرفی انواع خازن می‌رویم. این قطعه الکترونیکی بر اساس شکل ظاهری به سه نوع مسطح، کروی و استوانه­‌ای تقسیم می­‌شود.

اما از نظر عملکرد و ساختار به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند؛خازن ثابت و خازن متغیر. در ادامه مطالب بیشتری در مورد انواع خازن برای شما عزیزان ذکر شده است.

• عدسی
• سرامیکی
• الکترولیتی
•  ورقه­‌ای
• میکا
•  روغنی و گازی
•  متغیر

 عدسی

خازن عدسی، همانطور که از نام آن مشخص است، همانند عدس کوچک و از خازنهای بدون قطب (پلاریته مثبت و منفی) می‌­باشد. این قطعه از محدوده پیکوفاراد و نانوفاراد برخوردار می‌باشد که هرچه میزان این قطعه الکترونیکی بالاتر رود سایزش نیز بزرگتر می­‌شود.

برروی خازن عدسی اعدادی نوشته شده است که از روی آن می‌توان ظرفیت قطعه را به دست آورد.

 سرامیکی

خازنهای سرامیکی از نوع دیگر خازنهای بدون قطب (خازن خشک) می‌باشند که اغلب در مدارهای مخابراتی و رادیویی از آن استفاده می‌شود، دارای ولتاژ کاری بالایی هستند.

این قطعه معمولا با ظرفیت هایی بین 5 پیکوفاراد تا 0.1 میکروفاراد ساخته می­شود و از جنس دی الکتریک است. به این نکته توجه کنید اگر قصد طراحی مدار مخابراتی و رادیویی را دارید، حتماً بهتر است در تمام مراحل از یک اسیلوسکوپ برای تست زمان شارژ و تحلیل سیگنال ها استفاده نمایید.

 الکترولیتی

یکی دیگراز قطعات الکترونیکی پرکاربرد در مدار، خازن الکترولیت است که دارای قطب­های مثبت ومنفی می‌­باشد. معمولآ در ساخت این نوع قطعه الکترونیکی از لایه اکسید به عنوان دی الکتریک استفاده می‌گردد. به همین دلیل دارای ظرفیت نسبتاً بالایی است.

این نوع قطعه الکترولیتی معمولاً برای کاهش نوسان ولتاژ، عملیات های کوپلینگ کاربرد دارد.

 ورقه ای

این نوع قطعه ی ورقه‌ای به دو دسته کاغذی وپلاستیکی تقسیم بندی می‌شوند.

کاغذی

این قطعه به دلیل کوچک بودن ثابت دی الکتریک، دارای ابعاد فیزیکی بزرگی است. که میتوان به آن در ولتاژ و جریان بالا نیز اشاره نمود.

 پلاستیکی

این قطعه نسبت به تغییرات دما بسیار مقاوم است. به همین جهت از آن‌ها در مداراتی استفاده می‌کنند،که احتیاج به خازنهایی با ظرفیت ثابت درمقابل حرارت داشته­ باشند.

 میکا

ظرفیت این نوع قطعه الکترونیکی تقریباً بین 0.1 تا 1 میکروفاراد است. این نوع قطعه در بسیاری از مدارهای فرکانس رادیویی مانند اوسیلاتور(نوسان ساز) و دستگاههای فیلترکننده امواج به کار می­‌روند.

 روغنی و گازی

خازن­های روغنی و گازی بیشترین کاربرد را در صنعت برق در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت دارند.

 متغیر

این قطعه براساس نحوه­‌ی عملکرد، ماده دی الکتریک مورد استفاده، شکل ظاهری و یا عناوین دیگر به دسته­‌های متنوعی تقسیم می­‌شوند. امروزه از خازن متغییر در تنظیم رزونانس مدار ال سی استفاده می­‌کنند.

از کجا بفهمیم خازن سالم است یا سوخته؟

مهمترین علائم سوختن انواع خازن الکترونیکی عبارتند از:

• باد کردن قطعه
• ترکیدن یا ترک داشتن
• بو کردن خازن
• خارج شدن مقداری روغن از قطعه

در صورتیکه که با موارد بالا مواجه شدید، بدانید که قطعه الکترونیکی شما دچار مشکل شده است، و نیاز به تعویض دارد. توجه داشته باشید اگر با مشکلات پیش آمده با خازن کار کنید به احتمال زیاد بعد از مدتی سیم پیچ موتور دچار مشکل خواهد شد.

نکات مهم هنگام خرید خازن

این قطعه هم مثل تمام قطعات الکترونیکی برای خرید و سفارش باید به نکات مهمی توجه کرد که شامل:

• شکل و ظاهر قطعه
• تناسب سطح ولتاژ و قدرت خروجی یک قطعه الکترونیکی
• هم خوانی با فیلترهای مدار
• خازنی را خریداری کنید که قدرت و ظرفیت آن سه برابر بیشتر از منبع تغذیه مدارتان باشد.