گروه فناوری و آموزشی تکنیک نوین
۲

خازن ها و انواع آن + کاربرد های خازن

بازدید 414

در این مقاله قصد داریم به انواع خازن (capacitor) بپردازیم.

درون خازن چه چیزی قرار دارد و علت استفاده از این قطعه در مدارات الکترونیکی چیست؟

در حقیقت خازن ها از دو صفحه ی رو به روی هم تشکیل شده اند که یک دی الکتریک میان این دو صفحه قرار میگیرد.

ساختمان داخلی خازن ها

قرار گرفتن دو صفحه رو به روی هم با یک دی الکتریک در وسط آن ها، چه سودی دارد؟

اگر یک باتری به این دو صفحه متصل شود، بار الکتریکی باتری، درون این دو صفحه قرار میگیرد. همین امر باعث میشود که انرژی باتری، درون این دو صفحه ذخیره شود.

در حقیقت، خازن ها مانند یک باتری عمل میکنند. اما نکته اینجاست که خازنها نمیتوانند مانند باتری، الکترون ها را به مدت طولانی در خود ذخیره کنند و بعد از مدتی، الکترون ها از بین میروند.

هرچقدر فاصله ی این دوصفحه از یکدیگر بیشتر باشد، باعث میشود که انرژی کمتری درون خازن ذخیره گردد و هرچقدر فاصله ی این دو صفحه، به یکدیگر نزدیکتر باشد، باعث میشود که انرژی بیشتری درون آن ها ذخیره شود در نتیجه سعی میشود این دو صفحه، تا جای ممکن به هم نزدیک باشند.

توجه داشته باشید که فقط فاصله ی این دو صفحه نیست که ظرفیت را تعیین میکند، بلکه مساحت هر صفحه، ذخامت و جنس هر صفحه، تاثیر زیادی در میزان ظرفیت خازنها دارد.

به Gif زیر دقت کنید تا مطلب بالا را بهتر درک کنید.

نحوه ی شارژ شدن خازن و عملکرد آن

حال به سراغ انواع خازنها برویم و به کاربرد هریک در صنعت الکترونیک اشاره ای داشته باشیم.

 

خازنها به صورت کلی به دو دسته ی متغیر و ثابت تقسیم میشوند.

1- خازن های متغیر

از این نوع خازنها، بیشتر از هر چیز در مدارات مخابراتی استفاده میشود. به پیچ تنظیم موج رادیو دقت کنید. این پیچ در حقیقت یه خازن متغیر است و وظیفه ی آن، تغییر فرکانس است.

یک نمونه خازن متغییر

خازن های متغیر، به دو دسته ی معروف تقسیم بندی میشوند.

1- variable capacitor : این خازن بیشتر در ظرفیت 40 تا 500 پیکو فاراد ساخته میشود و در مدارات رادیویی کاربرد فراوانی دارد.

2- Trimmer capacitor : از این خازنها، بیشتر در تنظیم کردن دقیق فرکانس استفاده میشود، ظرفیت این نوع خازنها، بین 2 تا 40 پیکو فاراد است. یعنی خازنهای تریمر، مکمل خازنهای واریبل هستند.

در شکل زیر، نماد این دو خازن را میبینید

نمادهای خازن متغییر

توجه شود که ما در اینجا به دیود خازنی اشاره نکردیم، چرا که این قطعه در دسته ی دیود ها قرار میگیرد نه خازنها.

 

2- خازنهای ثابت

همانطور که از نام این خازنها پیداست، میتوان حدس زد که ظرفیت آن ها هرگز تغییر نمیکند.

 

خازنهای ثابت نیز، به دو دسته ی کلی تقسیم بندی میشوند.

دسته ی اول : خازنهای دارای پلاریته یا قطب

دسته ی دوم : خازنهای فاقد پلاریته یا قطب

 

خازنهای دارای پلاریته یا قطب 

این خازنها نیز به چند دسته تقسیم بندی میشوند

 

قانون اهم به زبان ساده + تعریف ولتاژ جریان و مقاومت

 

1- خازنهای الکترولیتی یا شیمیایی

خازن الکترولینی یا شیمیایی

 

همانطور که در تصویر بالا مشاهده میکنید، ظرفیت این خازن، 1000 میکروفاراد است و تا 63 ولت میتواند تحمل داشته باشد. خازنهایی که دارای پلاریته هستند، معمولا ظرفیتی بسیار بیشتر نسبت به خازنهای فاقد پلاریته دارند.

پلاریته در خازنهای جهت دار بسیار اهمیت دارد و اگر برعکس در مدار قرار بگیرند، معمولا منفجر میشوند یا حداقل در صورت وجود ولتاژ نسبتا زیاد، باد میکنند.

پایه ی کوتاه تر این خازن، نشان دهنده ی قطب منفی است البته اگر با دقت نگاه کنید، متوجه میشوید که همین پایه، خطی طلایی رنگ بر روی خود دارد که نشان دهنده ی قطب منفی خازن است.

 

2- خازنهای آلومینیومی

یک نمونه خازن آلومینیومی

از نظر عملکرد، خازنهای آلومینیومی، بسیار شبیه به خازنهای الکترولیتی هستند با این تفاوت که دقت، طول عمر و میزان نویز پذیری آنها، کمی متفاوت است.

در حقیقت در مدارات الکترونیکی مقرون به صرفه، باید از خازن های الکترولیتی و در مدارات پیشرفته و گران قیمت، از خازنهای آلومینیومی استفاده کرد.

 

3- خازن های تانتالیوم

یک نمونه خازن تانتالیوم

خازنهای تانتالیوم نیز، دسته ای دیگر از خازنها هستند که بیشتر در مدارات الکترونیکی پیشرفته مانند موبایل قرار میگیرند. این خازنها از نظر جنس دی الکتریک با سایر خازنها تفاوت دارند و در تصویر بالا نمونه ی SMD خازنهای تانتالیوم قابل مشاهده است.

در تصویر زیر، چند نماد خازنهای دارای پلاریته را مشاهده میکنید.

نماد خازن های جهت دار (دارای پلاریته)

 

دیود زنر و نحوه ی عملکرد آن در مدار

 

2- خازن های فاقد پلاریته یا قطب

خازن های فاقد پلاریته، از نظر ظرفیت، ظرفیتی کمتر نسبت به خازن های دارای پلاریته دارند.

بیشتر خازنهای فاقد پلاریته، ظرفیتی در محدوده ی نانو فاراد دارند اما همیشه اینگونه نیست. این خازنها نیز به چند بخش تقسیم بندی میشوند.

1- خازن های سرامیکی

خازن های سرامیکی، بیشتر در برد های الکترونیکی قدرت مورد استفاده قرار میگیرند. برای مثال، از این خازنها بیشتر برای بردهای یخچال یا دستگاه های الکترونیکی که مستقیما به 220 ولت متصل میشوند، مورد استفاده قرار میگیرند.(منظور این است که هیچ ترانسفورماتوری در مدار وجود نداشته باشد)

هرچند خازن های جهت دار، از نظر ظرفیت، به پای خازن های دارای پلاریته نمیرسند اما از نظر توان قابل تحمل، به خصوص در ولتاژ های بالا، قطعا عملکرد بهتری نسبت به خازنهای جهت دار، از خود نشان میدهند.

یک نمونه خازن سرامیکی

2- خازنهای عدسی

یک نمونه خازن عدسی

این خازنها، بیشتر در مدارات مخابراتی کاربرد دارند. شاید بتوان گفت، مهمترین استفاده از این خازن های در مدارات، برای نویز گیری است. اما استفاده های دیگری نیز دارند.

در تصویر متحرک زیر، میتوانید عملکرد خازن را ببینید.

نحوه ی عملکرد خازن

 

دانلود انواع شماتیک، سالوشن، فایل دامپ و …

 

3- خازنهای ولتاژ بالا یا Can capacitor 

از این خازنها، بیشتر برای افزایش راندمان موتورهای الکتریکی استفاده میکنند.

از این دسته از خازنها، بیشتر در موتورهای یخچال، کولر های اسپیلیت و یا بعضی دیگر از کولر ها استفاده میکنند.

یک نمونه خازن CAN

 

به جز خازنهایی که در بالا به آنها اشاره کردیم، خازنهای فاقد جهت دیگری نیز وجود دارند که معروف هستند به خازنهای SMD بی جهت مانند تصویر زیر

همین خازنها نیز به چندین دسته تقسیم بندی میشوند که در این مطلب به آن ها اشاره نمیکنیم.

نمونه ای از خازن های SMD فاقد پلاریته

در تصویر زیر، نماد خازنهای فاقد پلاریته را مشاهده میکنید.

نماد خازن فاقد پلاریته

آموزش تعمیر موبایل با مدرک بین المللی

 

کاربرد های خازنها

خازنها دارای کاربردهای زیادی هستند که از مهمترین آن ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

1- نویزگیری در مدار

2- تقویت کنندگی در مدار

3- تغییر فرکانس در مدارات فیلترینگ

4- کمک به افزایش راندمان در موتور های الکتریکی

5- تفکیک دو بخش AC و DC مدارات الکترونیکی (خازن کوپلاژ)

6- کمک به نوسان ساز های الکترونیکی و …

کاربرد خازنها به این 6 مورد ختم نمیشود و در این مقاله با صدها یا شاید هزاران کاربرد خازن های، اشاره ای نشده.

 

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سوال داری کلیک کن
تماس با ما در واتساپ
گروه مشاوره آموزشگاه فیدار
برای مشاوره رایگان تو واتساپ کلیک کن
تماس