خازن چیست؟ انواع خازن کدام است؟

خازن چیست؟

خازن برد الکترونیکی قطعه ای است که برای ذخیره بار الکتریکی الکتریسیته استفاده می شود. و یک قطعه است که با ظرفیت آن برای ذخیره بار الکتریکی مشخص می شود.

خازن یک جزء الکتریکی غیرفعال است که می تواند انرژی را در میدان الکتریکی بین یک جفت رسانا ذخیره کند.
پس کار خازن ذخیره سازی جریان الکتریکی است.
همچنین به عنوان سلول ذخیره‌سازی، سلول ثانویه، کندانسور یا انباشته‌کننده نیز شناخته می‌شود.
خازن ها عنصر دیگری هستند که برای کنترل جریان بار در مدار استفاده می شوند .

فرض کنید ما سیم ها را بعد از قطع شدن تمام جریان قطع می کنیم. اکنون بار روی صفحات به دام افتاده است،
بنابراین هنوز بین سیم های ترمینال ولتاژ وجود دارد. خازن شارژ شده تا حدودی شبیه باتری است.
اگر مقاومتی را به آن وصل کنیم جریان، جریان پیدا می‌کند، زیرا بارهای مثبت و منفی یکدیگر را خنثی می‌کنند.
برخلاف باتری، هیچ مکانیزمی برای جایگزینی شارژ روی صفحات خارج شده توسط جریان بر وجود ندارد،

بنابراین ولتاژ کاهش می یابد، جریان کاهش می یابد
در نهایت شارژ خالص باقی نمی ماند و هیچ اختلاف ولتاژی در هیچ جای مدار وجود ندارد.
خازن ها از دو سطح رسانا تشکیل شده اند که توسط یک عایق از هم جدا شده اند.

نتیجه اینکه اگر جریان الکتریکی را قطع کنیم خازن ها جریان را از ذخیره به برد می رساند و اگر جریان را وصل کنیم مستقیما جریان به برد می رسد.

پس خازن جریان الکتریکی را ذخیره می کند
اگر در روی آن مثلا نوشته شود 200v معنی اش این است که خازن تا ۲۰۰ ولت انرژی داشته باشد و تا ۲۰۰ ولت می تواند ذخیره و کاربرد داشته باشد.
اگر روی خازن 470uf نوشته شود معنی اش این است که تا ۴۷۰ میکرو فاراد ظرفیت دارد.

انواع خازن از نظر کاربرد

انواع خازن برای کاربردها و عملکردهای مختلف وجود دارد. در زیر انواع اصلی و متداول ذکر شده است:

1. خازن های سرامیکی
2. خازن الکترولیتی
3. خازن فیلم
4. خازن متغیر

1 – خازن سرامیکی از نوع Thru-Hole و SMD Type

خازن سرامیکی خازن های غیر قطبی هستند که از دو یا چند لایه متناوب سرامیکی و فلزی ساخته شده اند.

سرامیک به عنوان دی الکتریک و فلز به عنوان الکترود عمل می کند.
به خازن های سرامیکی، خازن های دیسکی نیز گفته می شود.
روی بدنه این نوع خازن ها معمولاً کد 3 رقمی درج می شود تا ظرفیت آنها را بر حسب پیکو فاراد مشخص کند.
دو رقم اول نشان دهنده مقدار خازن و رقم سوم نشان دهنده تعداد صفرهایی است که باید اضافه شوند.

2 – خازن الکترولیتی از نوع Thru-Hole و SMD

خازن الکترولیتی عموماً در جاهایی که نیاز به ظرفیت زیاد است استفاده می شود.
آند خازن های الکترولیتی از فلز ساخته شده و با یک لایه اکسید شده که به عنوان دی الکتریک استفاده می شود پوشیده شده است.
الکترود دیگر می تواند الکترولیت مرطوب غیر جامد یا جامد باشد.
خازن های الکترولیتی پلاریزه هستند. این بدان معناست که هنگام تامین ولتاژ DC به آن باید از قطبیت صحیح استفاده شود.
به عبارت ساده، سرب مثبت خازن باید با ترمینال مثبت و خط منفی به ترمینال منفی متصل شود. عدم انجام این کار به خازن آسیب می رساند.
خازن الکترولیتی بسته به دی الکتریکشان به 3 نوع زیر دسته بندی می شوند:

1. خازن های الکترولیتی آلومینیومی
2. خازن های الکترولیتی تانتالیوم
3. خازن های الکترولیتی نیوبیوم

3. خازن فیلم

خازن فیلم نوع دیگر از خازن ها هست که Thru-Hole و SMD Type است
اینها رایج ترین نوع خازن های مورد استفاده در الکترونیک هستند.
خازن های فیلم یا خازن های فیلم پلاستیکی غیر قطبی هستند. بدین معنی که یک فیلم پلاستیکی عایق به عنوان دی الکتریک عمل می کند.

الکترودهای این نوع خازن ها می توانند فلز آلومینیوم یا فلز واکنش پذیر روی باشند.
آنها در یک یا هر دو طرف فیلم پلاستیکی اعمال می شوند و در نتیجه یک خازن فیلم متالیز را تشکیل می دهند.
گاهی اوقات از یک فویل فلزی جداگانه روی فیلم استفاده می شود و در نتیجه یک فیلم یا خازن فویل تشکیل می شود.
خازن های فیلم در اشکال و اندازه های مختلف موجود هستند و مزایای زیادی نسبت به خازن های نوع کاغذی دارند.
خازن های فیلم بسیار قابل اعتماد هستند، عمر طولانی دارند و تحمل کمتری دارند. آنها همچنین در محیط با دمای بالا به خوبی عمل می کنند.

4. خازن متغیر

نوع دیگر خازن متغیر Thru-Hole و SMD Type است.
خازن متغیر، از نوع خازن متغیر غیر قطبی هستند. دارای صفحات متحرک و ثابت برای تعیین ظرفیت هستند.
خازن متغیر به طور کلی در فرستنده ها و گیرنده ها، رادیوهای ترانزیستوری و غیره استفاده می شوند.

خازن چگونه کار می کند؟

شما می توانید خازن را به عنوان دو صفحه فلزی بزرگ تصور کنید که توسط هوا از هم جدا شده اند.
اگرچه در واقع آنها معمولاً از ورقه های فلزی نازک یا فیلم هایی تشکیل شده اند که توسط فیلم پلاستیکی یا یک عایق جامد دیگر جدا شده و در یک بسته فشرده پیچیده شده اند.

اندازه‌گیری و ظرفیت خازن

مقدار خازن و ظرفیت خازن، بر حسب فاراد (f) اندازه گیری می شود.
خازن های بزرگ دارای صفحاتی با مساحت بزرگ برای نگهداری بار زیادی هستند که با فاصله کمی از هم جدا شده اند که نشان دهنده ولتاژ کمی است.

نماد و واحد خازن

دو علامت برای خازن معمولاً در الکترونیک استفاده می شود.
یک نماد برای خازن های پلاریزه
دیگری برای خازن های غیر قطبی است.

نماد خازن دو نوع است

• خازن های پلاریزه
• غیر پلاریزه

نماد با یک صفحه منحنی نشان دهنده یک خازن پلاریزه است. صفحه منحنی نشان دهنده کاتد (منفی) خازن است و صفحه دیگر آند (مثبت) است.

گاهی اوقات یک علامت مثبت نیز به طرف مثبت اضافه می شود.
نماد خازن را با c نشان می دهند.

واحد خازن

واحد اندازه گیری خازن (فاراد) است که با f نشان می دهند.
این واحد به افتخار مایکل فارادی، فیزیکدان انگلیسی نامگذاری شده است.
یک خازن 1 فاراد، وقتی با 1 کولن بار الکتریکی شارژ شود، اختلاف پتانسیل 1 ولتی بین صفحات خود دارد.
حروف uf = یعنی میکرو فاراد
حرف u یعنی میکرو
میکرو: یعنی ۱۰ بتوان منفی ۶

حروف pf = یعنی پیکوفاراد
پیکو فاراد: هم ۱۰ بتوان منفی ۱۲ هستند.

بطور کلی ما با میکرو‌فاراد (µf)، یعنی یک میلیونیم فاراد، یا پیکوفاراد (pf)، یعنی یک تریلیونم فاراد سر و کار داریم.

ترکیب از خازن ها

مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها را می‌توان به دو روش اصلی به یکدیگر متصل کرد:

1. موازی
2. سریع

چگونه ظرفیت خازن را محاسبه کنیم؟

از ساختار فیزیکی خازن‌ها، مشخص شود که اتصال دو خازن به صورت موازی منجر به مقدار ظرفیت خازنی بیشتر می‌شود.
اتصال موازی منجر به بزرگتر شدن سطح صفحه خازن می شود، به این معنی که آنها می توانند شارژ بیشتری را برای همان ولتاژ نگه دارند.

انواع خازن

خازن ها انواع مختلفی دارند.

1. خازن الکترولیتی: خازن های استوانه ای شکل را خازن الکترولیتی می گویند
2. خازن صافی
3. خازن پلی استر
4. خازن عدسی
5. خازن اس ام دی SMD: خازن های دی سی سازی (DC) (یک سو) سازی انجام می دهند
6. خازن پلاستیکی یا MKP یا MKT : خازن پلاستیکی براای فرکانس های بالا بکار می رود
7. خازن الکترونیکی یا الکترولیتی
8. خازن سرامیکی

تفاوت خازن ها فقط در دی الکتریکی آنها است. دی الکتریک یعنی ضد الکتریکی (عایق)
دی الکتریکی خازن به این صورت است که دو تا صفحه است که روبروی هم قرار می گیرند و در بین آن دو صفحه عایق ریخته شده است که به این عایق دی الکتریکی می گویند.
نوع این عایق هرچی باشد این عایق با نام همان عایق شناخته می شود
مثلا اگر عایق پلی استر بین دو صفحه ریخته شده باشد به آن خازن، خازن پلی استری می گویند
اگر کاغذ بریزند می گویند خازن کاغذی
اگر روغن بریزند می گویند خازن روغنی

خازن ها دو تا پایه دارد

• مثبت
• منفی

باند نقره ای که در روی خازن های استوانه ای شکل هست طرف پایه منفی است و پایه ای که رنگی ندارد پایه مثبت است.
خازن هایی مقدار ظرفیت‌شان بالا است مثبت و منفی دارند
خازن هایی که مقدار ظرفیت شان پایین است مثبت و منفی ندارند.
مثل باطری می ماند جریان الکتریکی را در خودش ذخیره می کند.
بعضی از خازن های ديگر مثل خازن پلی استر، مثبت و منفی ندارند. مقدار ظرفیتش را هم روی اینها می نویسند
آنهایی که اعداد روی آن ننوشته بر اساس پیکو فاراد هستند.

نحوه تست خازن ها

تست خازن را با خازن سنج در مولتی متر انجام می دهند
مولتی متر را روی خازن قرار می دهیم. یعنی جایی که در مولتی علامت خازن زده ، خازن سنج است.
دگمه را می زنیم تا فاراد را ک با حرف f نشان می دهد در مولتی متر نمایان شود.
باید عددی که روی خازن است را نشان دهد اگر بیش از ۱۰درصد یا کمتر از ۱۰ درصد تلورانس نشان دهد خازن خراب است نباید استفاده شود.
از روی ظاهر هم اگر خازن باد کند آن خازن خراب است حتی اگر. ظرفیتش درست باشد هم باید تعویض شد.

علت خرابی خازن

1. گرم شوند
2. مثبت و منفی جابجا شود.

جهت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با با مرکز فروش و تعمیر برد الکترونیکی آسام تماس بگیرید.