خازن چیست؟

خازن الکترولیتی

خازن چیست؟

خازن ، خازن الکترولیتی/ انواع خازن / تمامی محصولات گفته شده را می توانید از قسمت فروشگاه این سایت خریداری کنید. اجازه دهید ابتدا با یک تعریف کوتاه و اجمالی مسیر پاسخگویی به پرسش خازن چیست را آغاز کنیم. خازن یک قطعه ساده در اصطلاح غیرفعال و ساده است که می‌تواند در صورت اتصال به ولتاژ الکتریکی، بار الکتریکی را در خود ذخیره کند. به بیانی دیگر خازن قطعه‌ای است که ظرفیت خازنی داشته و می تواند شارژ شود. اما مقصود از داشتن ظرفیت خازنی در یک خازن چیست؟

ظرفیت خازنی چیست؟

خازن یک قطعه و عضوی از بردهای الکترونیکی است اما مقدمه پاسخگویی پرسش خازن چیست، یکی از اصول فیزیکی خواهد بود؛ اصلی که به آن ظرفیت خازنی یا (Capacitance) گفته می‌شود. ظرفیت خازنی، عبارت است از توانایی نگهداری و شارژ بار الکتریکی. قانون و فرمول فیزیکی ظرفیت خازنی مطابق تصویر زیر است.

خازن چگونه می‌تواند بار الکتریکی را ذخیره کند؟

یک خازن ساده، از دو صفحه فلزی جدا از هم تشکیل شده که تماس مستقیمی با یکدیگر ندارند؛ در نظر داشته باشید که در صورت تماس مستقیم دو صفحه، عملاً الکتریسیته به سادگی از یکی به دیگری منتقل شده و عملاً قطعه با یک سیم هیچ تفاوتی نداشت. این دو صفحه به دو پایه خازن ارتباط یافته و در عمل پس از قرارگیری قطعه در مدار، یک اختلاف پتانسیل نسبت به یکدیگر دارند؛ یکی دارای بار مثبت شده و دیگری دارای بار منفی.

فضای بین این دو صفحه را ماده‌ای تحت عنوان دی‌الکتریک پر می‌کند. دی‌الکتریک ماده‌ای عایق(نارسانا) است که عبور جریان الکتریکی از درون آن بسیار سخت است. صرف قرارگیری دو صفحه فلزی روبروی یکدیگر، به شرط وجود فاصله و عدم تماس آن‌ها، تشکیل خازن می‌دهد اما ظرفیت چنین خازنی بسیار کم است. با اضافه شدن دی‌الکتریک به فضای بین دو صفحه، عملاً ظرفیت خازن افزایش خواهد یافت.

ظرفیت خازن چیست؟

در نظر داشته باشید که ظرفیت خازن در اصل معیاری است برای سنجش میزان توانایی قطعه، در ذخیره ساختن انرژی الکتریکی؛ در فرمول درج‌شده در قسمت دوم، با نماد (C) مشخص شده است. هر قدر ظرفیت یک خازن بالاتر باشد، می‌توان گفت انرژی الکتریکی را نگهداری می‌کند. این کمیت به موضوعات مختلفی وابسته است و با رجوع به ساختار فیزیکی قطعه، قابل محاسبه و سنجش است. به طور مثال هر قدر فاصله دو صفحه خازن کمتر، مساحت دو صفحه بیشتر و نارسانایی ماده قرار گرفته بین دو صفحه بیشتر باشد، ظرفیت خازن بیشتر خواهد بود. واحد سنجش ظرفیت خازن چیست؟ فاراد.

کاربرد خازن چیست؟

حال با وجود دستیابی به یک دید کلی، می‌توانیم مجدداً به تعریف ابتدای متن رجوع کرده و تعریف خازن را مرور کنیم. خازن قطعه‌ای است که توانایی ذخیره انرژی الکتریکی را داشته و یک ولتاژ استاتیک را در صفحات خود ذخیره می‌کند. خازن در عمل دقیقاً مانند یک باتری کوچک قابل شارژ است که به‌سرعت شارژ شده و در صورت قطع جریان الکتریکی و اتصال با مصرف‌کننده، به سرعت خالی می‌شود.

دقت داشته باشید که خازن با قرار گرفتن در مسیر مدار برق مستقیم، تا مادامی که شارژ نشده باشد، اجازه عبور جریان را می‌دهد اما پس از شارژ اجازه عبور جریان را نمی‌دهد. در مدار متناوب مداوماً شارژ و دشارژ می‌شود.

 اساس کاربرد یک خازن این است که با قرارگیری در مدار متناوب، حد خاصی از انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می‌کند و در مواقع افت یا کاهش ناگهانی جریان، انرژی ذخیره شده را به مدار باز می‌گرداند؛ این یک پروسه متناوب و سریع است. هرچند شاید بتوان صدها کاربردی برای خازن در نظر گرفت اما به طور اجمالی برخی از آن‌ها را ذکر می‌کنیم.

  • خازن مانند یک فیلتر بوده و شاخصه‌های جریان را اصلاح می‌کند. مثلاً در بردهای فیلترینگ، فرکانس جریان را تغییر می‌دهد.
  • این قطعه خاصیت تقویت‌کنندگی دارد.
  • به عنوان یک دیوار بین بخش‌های مستقیم و متناوب مدارهای پیچیده عمل می‌کند. در نظر داشته باشید که خازن در ارتباط با برق مستقیم، پس از شارژ شدن اجازه عبور جریان را نمی‌دهد؛ در اصطلاح برق مستقیم را بلوکه می‌کند.
  • خازن در صورت موازی بسته شدن با برخی قطعات دیگر به بای‌پس(Bypass) فرکانس کمک می‌کند.
  • خازن یک نویزگیر طبیعی در مدار است.

بخش اخر : مقاله خازن عدسی

مناسب مدارهایی با فرکانس های بالا:

این نوع خازن ها نیز به درد مدارهایی در فرکانس های بالا می خورند. چون این قبیل خازن ها ، سیگنال های ac ( متناوب ) را به راحتی عبور اما مانع عبور سیگنال های DC ( مستقیم ) می شوند از این رو از آنها بعنوان فیلتر نیز استفاده می شود. با موازی کردن خازن های عدسی به دو سر تغذیه آی سی ها در مدارات دیجیتالی، از نویزهای با فرکانس زیاد جلوگیری می شود.

 

 

نظرات (3)

[…] به خازن ورقه ای یا خازن های کاغذی ( paper capacitor […]

[…] شیمیایی و الکتریکی دارای پایداریی بسیار بالایی هستند. خازن میکا دارای ماهیت کریستالی نیز می باشد، پس ساختاری لایه ای […]

[…] خازن الکترولیتی خازنی قطبی ست که صفحه مثبت یا آند آن از جنس فلز تشکیل شده است و از طریق یونیزاسیون لایه اکسید عایق ساخته می شود. این لایه اکسید همان دی الکتریک خازن است. الکترولیت، بصورت جامد، مایع یا ماده ژلاتینی با غلظت بالا است که سطح لایه اکسید را می پوشاند و بعنوان صفحه منفی یا کاتد عمل می کند. […]