برای توضیح اینکه خازن چیست، باید به وضوح اساس فیزیکی عملکرد و طراحی این عنصر ضروری هر دستگاه الکترونیکی کم و بیش جدی را درک کنیم.
خازن عنصری از مدار الکتریکی است که از دو صفحه رسانا تشکیل شده است که هر یک دارای بار الکتریکی با علامت مخالف است. صفحات توسط یک دی الکتریک از هم جدا می شوند که به آنها کمک می کند تا این بار را حفظ کنند.
انواع مختلفی از مواد عایق وجود دارد که در خازن ها استفاده می شود، از جمله سرامیک، میکا، تانتالوم و پلی استایرن. عایق هایی مانند هوا، کاغذ و پلاستیک نیز به طور گسترده در ساخت خازن ها استفاده می شوند. هر یک از این مواد به طور موثری از تماس صفحات خازن با یکدیگر جلوگیری می کند.
خازن خازن چقدر است؟
مفهوم "خازن خازن" توانایی آن در انباشت بار الکتریکی را مشخص می کند. واحد خازن فاراد است.
اگر یک خازن شارژ 1 آویز را با اختلاف پتانسیل بین صفحات آن 1 ولت نگه دارد، پس ظرفیت آن یک فاراد است. در واقع، این واحد برای اکثر کاربردهای عملی بسیار بزرگ است. مقادیر معمولیخازن ها هنگام استفاده از خازن ها در محدوده میفاراد (10-3 فارنهایت)، میکروفاراد (10-6 فارنهایت) و پیکوفاراد (10-12 فارنهایت) قرار می گیرند.
خازن چیست؟
برای درک اینکه خازن چیست، باید انواع اصلی این قطعه را بسته به هدف، شرایط کاربرد و نوع دی الکتریک در نظر گرفت.
خازن های الکترولیتی در مدارهایی که ظرفیت خازنی بالایی لازم است استفاده می شود. بیشتر این عناصر قطبی هستند. مواد رایج برای آنها تانتالیوم یا آلومینیوم است. خازن های الکترولیتی آلومینیومی بسیار ارزان تر هستند و کاربرد وسیع تری دارند. با این حال، تانتالیم بازده حجمی و عملکرد الکتریکی بالاتری دارد.
خازن های تانتالیوم دارای اکسید تانتالیوم به عنوان دی الکتریک هستند. آنها با قابلیت اطمینان بالا، ویژگی های فرکانس خوب، محدوده دمای عملیاتی گسترده متمایز می شوند. آنها به طور گسترده در تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن ظرفیت خازنی بالایی در یک بسته کوچک مورد نیاز است. با توجه به مزایایی که دارند در حجم زیاد برای نیازهای صنعت الکترونیک تولید می شوند.
معایب خازن های تانتالیوم شامل حساسیت به امواج جریان و اضافه ولتاژ و همچنین هزینه نسبی بالای این محصولات است.
خازن های قدرت معمولاً در سیستم های ولتاژ بالا استفاده می شوند. آنها به طور گسترده ای برای جبران تلفات در خطوط برق و همچنین برای بهبود ضریب قدرت استفاده می شوندتاسیسات برق صنعتی ساخته شده از فیلم پروپیلن متالایز با کیفیت بالا با آغشته شدن ویژه به روغن عایق غیر سمی.
ممکن است عملکرد خود ترمیمی برای آسیب های داخلی داشته باشد که به آنها قابلیت اطمینان بیشتری می دهد و عمر مفید آنها را افزایش می دهد.
خازن های سرامیکی دارای سرامیک به عنوان ماده دی الکتریک هستند. آنها دارای عملکرد ولتاژ عملیاتی بالا، قابلیت اطمینان، تلفات کم و هزینه کم هستند.
محدوده ظرفیت ها از چند پیکوفاراد تا حدود ۰.۱ uF متغیر است. آنها در حال حاضر یکی از پرکاربردترین انواع خازن های مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی هستند.
خازن های میکای نقره ای جایگزین عناصر میکای رایج قبلی شده اند. دارای ثبات بالا، محفظه مهر و موم شده و ظرفیت بزرگ در واحد حجم است.
استفاده گسترده از خازن های نقره میکا به دلیل هزینه نسبی بالای آنها مختل شده است.
خازن های کاغذ و کاغذ فلزی دارای صفحاتی از فویل آلومینیومی نازک هستند و از کاغذ مخصوص آغشته به دی الکتریک جامد (مذاب) یا مایع به عنوان دی الکتریک استفاده می شود. آنها در مدارهای فرکانس پایین دستگاه های رادیویی در جریان های بالا استفاده می شوند. آنها نسبتا ارزان هستند.
خازن برای چیست
تعدادی وجود داردنمونه هایی از استفاده از خازن ها برای اهداف مختلف. به ویژه، آنها به طور گسترده ای برای ذخیره سیگنال های آنالوگ و داده های دیجیتال استفاده می شوند. خازن های متغیر در مخابرات برای تنظیم فرکانس و تنظیم تجهیزات مخابراتی استفاده می شود.
یک مثال معمولی از کاربرد آنها استفاده در منابع تغذیه است. در آنجا، این عناصر عملکرد صاف کردن (فیلتر کردن) ولتاژ تصحیح شده را در خروجی این دستگاه ها انجام می دهند. آنها همچنین می توانند در چند برابر کننده ولتاژ برای تولید ولتاژهای بالا چندین برابر ولتاژ ورودی استفاده شوند. خازن ها به طور گسترده در انواع مبدل های ولتاژ، منابع تغذیه اضطراری تجهیزات کامپیوتری و غیره استفاده می شوند.
در توضیح اینکه خازن چیست، نمی توان گفت که این عنصر همچنین می تواند به عنوان ذخیره عالی الکترون ها عمل کند. با این حال، در واقعیت، این عملکرد به دلیل ناقص بودن ویژگی های عایق دی الکتریک مورد استفاده، محدودیت های خاصی دارد. با این وجود، خازن توانایی ذخیره انرژی الکتریکی را برای مدت طولانی در صورت قطع شدن از مدار شارژ دارد، بنابراین می توان از آن به عنوان منبع تغذیه موقت استفاده کرد.
به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فردشان، این عناصر چنان کاربرد گسترده ای در صنایع الکترونیک و برق پیدا کرده اند که امروزه به ندرت پیش می آید که یک محصول الکتریکی حداقل یکی از این اجزا را برای هر منظوری در بر نگیرد..
به طور خلاصه، می توانیم بگوییم که خازن استبخش ارزشمندی از طیف عظیمی از دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی که بدون آنها پیشرفت بیشتر در علم و فناوری غیرقابل تصور است.
خازن همین است!
