آشنایی با خازن و انواع آن

0

در این پست از سایت اِمیک, با یکی از قطعات بسیار پرمصرف در الکترونیک به نام خازن اشنا می شوید. خازن همانطور که از نام ان مشخص است یک قطعه الکترونیکی برای ذخیره انرژی الکتریکی می باشد. خازنها دارای انواع مختلفی می باشند که هر کدام از انها برای کاربرد خاصی طراحی و ساخته شده اند ولی ساختار همه ی انها تقریبا یکسان است و از حداقل دو صفحه هادی یا رسانا که توسط یک دی الکتریک یا عایق از هم جدا شده اند, تشکیل شده اند. جنس صفحات خازن می تواند از فلز مانند روی, آلومنیوم, نقره و یا الکترولیت باشد و جنس عایق نیز می تواند از شیشه, سرامیک, پلاستیک, میکا, کاغذ, اکسید آلومنیوم, اکسید تانتالیوم و غیره باشد.

Capacitor1-emic

همانطور که گفته شد خازن یک قطعه الکترونیکی بسیار پرمصرف است و کاربردهای مختلفی دارد. از خازن ها در مدارات تبدیل ولتاژ AC به DC برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. همچنین از خازن ها به همراه مقاومت‌ در مدارات تایمینگ استفاده می‌شود. خازن ها به عنوان فیلتر نیز استفاده می شوند, زیرا خازن ها به راحتی سیگنال AC یا متناوب را از خود عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنال های DC یا مستقیم از خود می شوند.

در مدارات الکترونیکی خازن را با حرف C که ابتدای کلمه Capacitor (کاپاسیتور) می باشد نمایش می دهند. واحد ظرفیت در خازن ها فاراد می باشد که با حرف F نمایش داده می شود. فاراد برای نمایش ظرفیت خازن ها واحد بزرگی می باشد و معمولا برای نمایش ظرفیت خازن ها از واحدهای کوچکتری مانند میلی فاراد(mF), میکرو فاراد(µF), نانو فاراد(nF) و پیکوفاراد(pF) استفاده می شود. در ادامه با انواع خازن ها اشنا خواهید شد.

انواع خازن ها :

  1. خازن سرامیکی یا عدسی
  2. خازن الکترولیت
  3. خازن پلی استر
  4. خازن تانتالیوم
  5. خازن متغیر
  6. خازن کاغذی 
  7. خازن میکا
  8. خازن روغنی و گازی

خازن سرامیکی یا عدسی :

خازن های سرامیکی بدون پلاریته یا قطب هستند و در ان جنس عایق یا دی الکتریک بکار رفته از نوع سرامیک می باشد. ثابت دی الکتریک سرامیک بالا است به همین خاطر امکان ساخت خازن های با ظرفیت بالا در اندازه کوچک را نسبت به سایر خازن ها فراهم کرده است. ظرفیت خازنهای سرامیکی یا عدسی در محدوده پیکو فاراد, نانو فاراد و میکرو فاراد می باشد و هر چه ظرفیت خازن بالاتر برود اندازه ان نیز بزرگتر می شود. همچنین ولتاژ کاری این نوع خازن ها بالا می باشد. عیب بزرگ این نوع خازن ها وابسته بودن ظرفیت انها به دمای محیط می باشد و با تغییر دمای محیط, ظرفیت ان تغییر می‌کند.

Capacitor2-emic

در خازن های سرامیکی یا عدسی ظرفیت انها به وسیله یک عدد روی ان نوشته می شود. به عنوان مثال در خازنهایی که در تصویر بالا مشاهده می کنید عدد 104 روی انها نوشته شده است, که برای بدست اوردن ظرفیت انها ما دو رقم اول ان یعنی 10 را نگه می داریم و به اندازه رقم سوم صفر جلوی ان (جلوی دو رقم اول یعنی 10) قرار می دهیم که در نتیجه عدد 100000 بدست می اید. این عدد ظرفیت خازن بر حسب پیکو فاراد است یعنی ظرفیت این خازن 100000pF می باشد یا به عبارت دیگر با تبدیل ان به نانو فاراد ظرفیت خازن برابر با 100 نانو فاراد (nF) می باشد.

خازن الکترولیت :

خازن های الکترولیتی که به خازن های شیمیایی نیز معروف هستند بر خلاف خازن های عدسی دارای قطب مثبت و منفی (پلاریته) می باشند. دی الکتریک این خازن ها به نوعی مواد شیمیایی آغشته شده است که در عمل حالت یک کاتالیزور را دارد و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن می‌شود. ظرفیت این نوع خازن ها معمولا در محدوده میکرو فاراد می باشد. ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل خازن بر روی بدنه ان نوشته می شود و از انجایی که این نوع خازن دارای پلاریته می باشد, در زمان استفاده از ان باید به جهت خازن بسیار دقت کرد.

Capacitor3-emic

روی بدنه خازن کنار پایه منفی, علامت نوشته می شود و پایه مثبت در این خازن معمولا از پایه منفی بلندتر است.

خازن پلی استر :

در این نوع خازن ها از ورقه های نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده می‌شود. یکی از انواع دی الکتریک هایی که در این خازنها استفاده می شود پلی استایرن (Polystyrene) است, به همین خاطر به این خازنها پلی استر گفته می‌شود. این نوع خازن ها بدلیل داشتن مشخصات بسیار خوب در مدارهای زیاد استفاده می شوند. یکی از ویژگی های خوب این خازن ها عدم حساسیت زیاد انها نسبت به تغییرات دما است. به همین دلیل از انها در مداراتی استفاده می‌ شود که نیاز به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل تغییرات دما باشد.

Capacitor4-emic

این نوع خازن ها در ظرفیت های 1 نانو فاراد تا چند میکروفاراد و در سطح ولتاژ های 50 تا 1500 ولت ساخته می شوند که قابلیت استفاده در ولتاژ AC و همچنین در ولتاژ DC را دارند.

خازن تانتالیوم :

در این نوع خازن ها به جای فلز آلومینیوم از فلز تانتالیوم استفاده می‌شود. زیاد بودن ثابت دی الکتریک اکسید تانتالیوم نسبت به اکسید آلومینیوم که تقریبا ۳ برابر است باعث می شود خازن های تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی در یک حجم برابر دارای ظرفیت بیشتری باشند. همچنین خازن های تانتالیوم دارای قیمت بیشتری نسبت به خازن های هم رده خود مانند الکترولیتی می باشند. از برتری های خازن های تانتالیوم نسبت به خازن های دیگر می توان به ابعاد کوچکتر و وزن کم ان ها, داشتن ظرفیت خازنی زیاد, جریان نشتی کم و عمر زیاد انها اشاره کرد.

Capacitor5-emic

در خازن های تانتالیوم نوع DIP قطب مثبت (پایه مثبت) کنار پایه نوشته می شود و در نوع SMD قطب مثبت به صورت یک خط کنار خازن نشان داده می شود.

خازن متغیر :

خازن متغیر نوعی از خازن می باشد که ظرفیت ان قابل تنظیم است. به طور کلی به سه روش زیر می توان ظرفیت یک خازن را تغییر داد:

  • تغییر فاصله بین صفحات هادی
  • تغییر مساحت صفحات
  • تغییر نوع دی الکتریک

نحوه عملکرد خازن متغیر بر اساس تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک می باشد. ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه ان خازن دارد. خازن های متغیر معمولا از نوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی از خازن متغیر که به وسیله دسته متحرک (ولوم) ظرفیت ان تغییر می کند به نام خازن واریابل معروف است و معمولاً در ظرفیتهای ۴۰ تا ۵۰۰ پیکوفاراد ساخته می شود. نوع دیگری که ابعاد ان کوچکتر است و توسط پیچ گوشتی می توان ظرفیت ان را تغییر داد به نام تریمر شناخته می شود و معمولاً در ظرفیتهای ۲ تا ۴۰ پیکوفاراد ساخته می‌شود. از این نوع خازن در گیرنده های رادیویی و مخابرات برای تنظیم فرکانس استفاده می شود.

Capacitor6-emic

در این پست با خازن و انوع ان اشنا شدیم و در مورد چند نمونه از خازن های پر کاربرد نیز توضیحات مختصری داده شد که امیدوارم برای شما مفید باشد.

نظر یادتون نره…

ارسال دیدگاه

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید