خازن چیست و کاربرد و انواع آن کدامند

خازن چیست و کاربرد و انواع آن کدامند : در این مطلب انشاالله میخوام در مورد خازن و انواع خازن توضیح بدم ؛ البته این مطلب از چند تا دونه سایت که لینکاشون رو در ته همین مطلب گزاشتم تهیه کردم و اونا رو ویرایش کردم و شده این مطلب . و چند تا لینک هم برا مطالعه بیشتر هم گزاشتم.فقط زیاد سر این انواع خازن خودتون رو اذیت نکنید و روزنامه وار بخونیدش(البته اگه حسش بود!!!)

خازن چیست و کاربرد و انواع آن کدامند

اگه حس خوندن این مطلب رو ندارید چند خط زیر رو بخونید. که خلاصه این مطلب هستش.

خازن چیست

خازن یه قطعه است که در مدارها مقداری انرژی الکتریکی رو ذخیره میکنه و بعدا آزاد میکنه؛ انواع مختلفی هم دارند که در زیر بهشون اشاره میکنم.

شارژ و دشارژ خازن

شارژ(پر کردن یک خازن) و دشارژ( تخلیه یک خازن)
۱) اگر خازنی را در یک مدار قرار بدیم یا به یه منبع ولتاژ وصل کنیم ، بعد از مدتی خازن پر شده (حداکثر ولتاژ خودش رو ذخیره کرده) و دیگر جریانی از خود عبور نمیدهد.
(این از ویژگی های یه خازن هستش-حالا چرا اینطوریه خودم هم نمیدونم O_o )
۲) برای دشارژ کردن خازنی که در مدار است اگه منبع ولتاژ رو قطع کنیم بعد مدتی خازن تخلیه میشود.
البته میتوان با زدن دو پایه آن به هم این کار رو کرد که خیلی هم سریع تره.
توجه : البته اگه ظرفیت خازن بالا بود این کار رو نکنید ؛ مثل اینه که فاز و نول برق خونتون رو به هم وصل کنید !!! ^_^

رفتار خازن در جریان متناوب و مستقیم

خازن در جریان متناوب(AC) جریان را عبور می دهد و شارژ و دشارژ می شود  ولی در جریان مستقیم(DC) سریعا شارژ شده و جریان را عبور نمی دهد.

سری و موازی کردن خازن ها

برا یاد گرفتن نحوه سری کردن خازن ها و نحوه موازی کردن خازن ها (یعنی یاد بگیرید این خازن هایی که با هم سری یا موازی هستن رو چطور به یک خازن تبدیل کنید و مقدار معادلشون رو محاسبه کنید :-D) میتونید لینک های زیر و کتابی که ته مطلب گزاشتم (قسمت ۹ این کتاب مربوط به محاسبات خازن های سری و موازی هستش) رو ببینید و بخونید، لذا دیگه من توضیحی نمیدم، ولی اگه سوالی بود در خدمتیم.

1. مدارهای سری و موازی
2. همه چیز درباره ی خازن ها

انواع خازن بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت

خب اگه تازه با خازن آشنا شدید نیازی نیست این قسمت رو بخونید و خودتون رو گیج و خسته کنید الکی.

الف) خازنهای سرامیکی : خازن سرامیکی (Ceramic capacitor) معمولترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی الکتریک بکار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی الکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها بوجود آورده ، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولا بین ۵ پیکو فاراد تا ۱ میکرو فاراد است.این نوع خازن به صورت دیسکی (عدسی) و استوانه‌ای تولید می‌شود و فرکانس کار خازنهای سرامیکی بالای ۱۰۰ مگاهرتز است.
عیب بزرگ این خازنها وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر می‌کند.
از این خازن در مدارهای الکترونیکی ، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می‌شود.

انواع خازن سرامیکی از اساس شکل و اندازه

همون طور که میبینید نوع عدسی و نوع SMD این نوع خازن موجوده، اون مدل آبی رو من تاحالا کار نکردم، اطلاعات زیادیه م دربارش ندارم متاسفانه.

ب) خازنهای ورقه‌ای : در خازنهای ورقه‌ای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف پذیری آنها ، برای دی الکتریک استفاده می‌شود.

ج) خازنهای میکا : در این نوع خازن از ورقه‌های نازک میکا در بین صفحات خازن (ورقه‌های فلزی – آلومینیوم) استفاده می‌شود و در پایان ، مجموعه در یک محفظه قرار داده می‌شوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازنهای میکا تقریبا بین 0.01 تا 1 میکرو فاراد است. از ویژگیهای اصلی و مهم این خازنها می‌توان داشتن ولتاژ کار بالا ، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد.

د) خازنهای الکترولیتی : این نوع خازنها معمولاً در رنج میکرو فاراد هستند. خازنهای الکترولیتی همان خازنهای ثابت هستند، اما اندازه و ظرفیتشان از خازنهای ثابت بزرگتر است.
نام دیگر این خازنها، شیمیایی است؛ علت نامیدن آنها به این نام این است که دی ‌الکتریک این خازنها را به نوعی مواد شیمیایی آغشته می‌کنند که در عمل، حالت یک کاتالیزور را دارا می‌باشند و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن می‌شوند. برخلاف خازنهای عدسی ، این خازنها دارای قطب یا پایه مثبت و منفی می‌باشند.
روی بدنه خازن کنار پایه منفی ، علامت –  نوشته شده است. مقدار واقعی ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل آنها نیز روی بدنه درج شده است .

انواع خازن الکترولیتی آلومینیومی بر حسب اندازه و شکل

در زیر چند تصویر از این نوع از خازن های الکترولیتی آلومینیومی رو میبینید، که تصویر اول خازن های معمولی و تصویر دوم مدل SMD (نصب سطحی) این نوع خازن ها هست که اندازشون کوچیک هستش و برا مدارات کوچیک و جمع و جور مناسب هستن.

این خازن ها پلاریته دارن(قطب + و - دارن) و لذا مهمه که چطوری در مدار قرار بگیرن، پایه – این خازن ها روشون مشخص شده که در عکس زیر مشاهده میکنید(قسمت مشخص شده پایه – خازن ما هستش، اون یکی پایه هم میشه + دیگه ^_^)
توجه : خازن الکترولیتی دیگه مثل مقاومت نیست که هر طوری که دوست داشتین بزارینش تو مدار، بلکه مثل LED هستش و جهت قرار گرفتنش در مدار مهمه. در دو تا عنوان بعدی ترتیب پایه های + و - رو قرار دادم.
در شکل زیر هم انواع این نوع خازن رو در شکل شمایل مختلف میبینید :

انواع خازن الکترولیتی تانتالیوم بر حسب اندازه و شکل

والا با این نوع خازن کار نکردم تا حالا، ولی یکی از بچه ها میگفت زود منفجر میشن اینا، و با LCR متر میشه جنس اصل و قلابیش رو تشخیص داد.

قطبهای + و - خازن های الکترولیتی

در شکل زیر دو تا خازن سمت چپ که از نوع الکترولیتی آلمینیومی هستن، 4تای بعدی هم از رنگ زردشون تابلو هستش که از نوع الکترولیتی تانتالیوم هستن، بقیشون هم نمیدونم دقیقا

تو شکل زیر هم 3مورد آخر از نوع الکترولیت آلومینیوم هتستن(3مورد سمت راست) و دو مورد سمت چپ هم مدل smd همین نوع خازن هستش، و از مورد Axial هم نمیدونم چیه داستاش.

شماتیک خازن ها

والا سر این شماتیک بخواین گیر بدین خودتونو فقط اذیت میکنید فقط اینو بگم که نوع متغیر رو که شماتیکش رو در زیر مشاهده میکنید(3تا شماتیک) این مورد به کنار، حالا خازن های بدون پلاریته(بدون +و -) تو شماتیکشون علامت + نیست، و خازن های با پلاریته تو شماتیکشون + هستش، اینو به یاد داشته باشید، تا بعدا که رفتید درباره خازن ها مطالعه کنید یا تو یه مداری خازن دیدید قاطی نکنید.

فیلمی از کاربرد خازن

دوستان کلیپ زیر رو هم ببینید، ظرر نداره، خودم فیلمش رو گرفتم :

فیلمهایی از ترکیدن و دود کردن خازن

در زیر فیلی از انفجار و ترکیدن انواع خازن در اثر اعمال ولتاژ بیش از حد رو مشاهده میکنید، من یه مورد از اینا رو تجربه کردم، یه بار تو آزمایشگاه دانشگومون بودم یهو نمیدونم چی شد، ولتاژ رفتن بالا، نمیدونم یادم نیست، دو نفر بودیم، تو آزمایشگاه، مسئولش هم رفته بود بیرون گفت برمیگردم، ما هم داشتیم کار میکردیم که یهو دیدیم خازنه داره دود میده از خودش، دودش یهو زیاد شد، پسر جاتون خالی ریده بودیم به خودمون^_^ ، سریع مدار رو شوت کردم یه طرف دیگه و در اثر این کار منبع تغذیه قطع شد و دود کردن خازن هم چند ثانیه بعد قطع شد، حالا خر بیار باقالی بار کن، کل آزمایشگاه پر از دود و بو شده، مسئولش میومد متوجه میشد و شوتمون میکرد بیرون از آزمایشگاه، سریع کولر رو روشن کردیم و در باز کردیم، بعد چند دقیقه همه چی به حالت عادی خودش برگشت ^_^ ولی خداییش تجربه اولم بودم که همچین چیزی رو میدیم، یهو دیدم داره دود میکنه، گفتم که الانه که منفجر بشه ^_^

دانلود کتاب آموزش خازن

دانلود ۴ تا فایل PDF درباره خازن

مطالعه بیشتر :

• خازن از ویکیپدیا
• خازن
• How to Read a Capacitor
• خازنها و روش خواندن ظرفیت آنها

منابع :

• daneshnameh.roshd.ir
• unp.ir
• fa.wikipedia.org
• ivarmajidi.com