آشنایی با الکترونیک

خازن چیست؟ ظرفیت خازنی اندازه گیری از ظرفیت ذخیره سازی الکتریکی است. هرچه ظرفیت خازن بزرگتر باشد ، برق بیشتری نیز می تواند ذخیره کند. خازن یک خازن یک مقدار مواد است و به ساختار خازن بستگی دارد و به مدار و تفاوت احتمالی بستگی ندارد.واحد اندازه گیری ظرفیت در
SI  ستونی بر روی ولتاژ است که به آن فاراد (F) گفته می شود. 1 Farad یک واحد بسیار بزرگ و از نظر عملی بسیار بزرگ است که دارای بیشترین ظرفیت خازن در میلی متر فاراد (mF) ، میکروفراد (μF) ، نانوفراد (nF) و پیکوفاراد (pF) است.
ساختار داخلی خازن از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

جداسازی بین هادی ها (عایق)
هنگامی که دو هادی در برابر یکدیگر قرار می گیرند و یک عایق بین آنها قرار می گیرد ، یک خازن را تشکیل می دهند. صفحات خازن خازن معمولاً از آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتاً بالایی ساخته شده است که از بین آنها عایق (عایق) از هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالوم ساخته شده است. هرچه مدول دی الکتریک ماده عایق بالاتر باشد ، خاصیت دی الکتریک آن دی الکتریک بهتر خواهد بود. به عنوان مثال ، مدول دی الکتریک هوا 1 و مدول دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7 است. بنابراین ، خاصیت عایق اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایق هوا است. در حقیقت ، با ایجاد یک میدان در جهت مخالف با میدان بین صفحات خازن ، دی الکتریک به خازن اجازه می دهد تا بدون فروش بار بیشتری را ذخیره کند.

انواع خازن ها
خازن ها بسته به اینکه خازن ثابت یا متغیر باشد ، به دو گروه کلی ، ثابت و متغیر تقسیم می شوند. خازن های مختلفی وجود دارند و از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند. بعضی از خازن ها پر از روغن هستند و بسیار حجیم هستند.

خازنهای ثابت
این خازن ها از ظرفیت خاصی برخوردار هستند که در شرایط عادی تغییر نمی کنند. خازنهای ثابت بر اساس نوع عایق مورد استفاده در آنها طبقه بندی و نامگذاری می شوند و برای اهداف مختلف استفاده می شوند. این خازن ها شامل سرامیک ، میکا ، ورق (کاغذ و پلاستیک) ، الکترولیتی ، روغن و گاز و انواع ویژه فیلم است. اگر در طول فعالیت شیمیایی یک ماده عایق تشکیل شود ، به آن خازن الکترولیتی گفته می شود ، در غیر این صورت به آن خازن خشک گفته می شود. خازن های نفت و گاز بیشتر در صنعت برق در مدارهای الکتریکی برای تأمین نیرو یا بهبود ضریب توان استفاده می شوند. سایر خازن های ثابت از ویژگی های ویژه ای برخوردار هستند.

خازنهای ثابت:

سرامیک

خازن های کاغذی

خازن میکا

خازن های الکترولیتی

آلومینیوم

توتالوم

خازن های سرامیکی
خازن سرامیکی رایج ترین خازن غیر برقی است که دی الکتریک مورد استفاده سرامیکی است. ثابت دی الکتریک سرامیکی زیاد است ، بنابراین می توان نسبت به سایر خازن ها ، خازنهایی با ظرفیت بالا در اندازه کوچک ایجاد کرد ، بنابراین ولتاژ کار زیاد خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولاً از 5 پیکوفراد تا 0.1 میکروفراد متغیر است. این نوع خازن به صورت دیسک (لنز) و سیلندر تولید می شود و فرکانس کار خازن های سرامیکی بالای 100 مگاهرتز است. نقطه ضعف بزرگ این خازن ها این است که خازن آنها به دمای محیط بستگی دارد ، زیرا با تغییر دما ، ظرفیت آن تغییر می کند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی مانند ارتباطات از راه دور و مدارهای بی سیم استفاده می شود.

خازن های کاغذ
در خازن های کاغذ از مواد کاغذی و پلاستیکی به دلیل انعطاف پذیری برای عایق کاری الکتریکی استفاده می شود. این گروه از خازن ها از دو روش تشکیل شده اند:

خازن های کاغذ
عایق بندی این نوع کندانسور از ورق نازک کاغذ متخلخل ساخته شده است که در آن یک عایق مناسب برای جلوگیری از جذب رطوبت تزریق می شود. برای جلوگیری از تبخیر عایق در داخل کاغذ ، خازن در یک قاب قوی و منفعل قرار می گیرد. خازن های کاغذی به دلیل ضریب جداسازی دی الکتریک کوچک از ابعاد فیزیکی قابل توجهی برخوردار هستند ، اما یکی از مزایای این خازن ها این است که می توان از آنها در ولتاژ و جریان زیاد استفاده کرد.

خازن های پلاستیکی
این نوع خازن از ورق های پلاستیکی نازک برای عایق کاری الکتریکی استفاده می کند. پانل های پلاستیکی به همراه ورق های نازک فلزی (آلومینیوم) به شکل لوله در داخل قاب پلاستیک ثابت شده اند. امروزه از این نوع خازن به دلیل مشخصات خوب در بسیاری از مدارها استفاده می شود. این خازن ها نسبت به تغییرات دما بسیار حساس نیستند ، بنابراین در مدارهایی استفاده می شوند که به خازن با خازن ثابت در برابر گرما احتیاج دارند. یکی از انواع عایق های مورد استفاده در این خازن ها ، پلی استایرن است ، بنابراین به این خازن ها "پلی استر" گفته می شود و آنها یکی از خازن های پلاستیکی رایج هستند. حداکثر فرکانس کاری خازن پلاستیک حدود یک مگاهرتز است.

خازن میکا
در این نوع خازن ، از صفحات نازک میکا بین صفحات خازن (ورق های فلزی آلومینیومی) استفاده می شود و در پایان ، گروه ها در یک اتاق قرار می گیرند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازن های میکا تقریباً بین 0.01 تا 1 میکروفراد است. ویژگی های اصلی و مهم این خازن ها ولتاژ بالا ، عمر طولانی و مدارهای با فرکانس بالا است.

خازن الکترولیتی
این خازن ها معمولاً در محدوده میکروفراد قرار دارند. خازنهای الکترولیتی همانند خازنهای ثابت هستند اما اندازه و ظرفیت آنها از خازنهای ثابت بیشتر است. نام دیگر این خازن خازن شیمیایی است. دلیل ذکر شده در این نام این است که دی الکتریک این خازن ها در اثر واکنش شیمیایی بین الکترولیت رسانا و یکی از صفحات خازن ایجاد می شود.