خازن
خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می روند . خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دوقسمت اصلی تشکیل می‌شود :
الف – صفحات هادی
ب – عایق بین هادی ها(دی الکتریک)
بنا بر این هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود ، تشکیل خازن می دهند . معمولا صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می شود .
هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است .
به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا ۱ و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم ۷ می باشد . بنابر این خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم ۷ برابر خاصیت عایقی هوا است .
انواع خازن
الف- خازن های ثابت:
• سرامیکی
• ورقه ای«کاغذی وپلاستیکی)
• میکا
• الکترولیتی:
۱- آلومینیومی
۲- تانتالیوم
ب- خازنهای متغیر :
• واریابل
• تریمر
۲
ج- نوارهای رنگی
روش های اتصال خازن به مدار:
۱٫ اتصال موازی خازن ها
۲٫ اتصال سری خازن ها
۳٫ اتصال خازن ها و مقاومت ها در مدار
خازنهای سرامیکی
خازن سرامیکی (Ceramic capacitor) معمول ترین 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 خازن های با ظرفیت زیاد در اندازه ی کوچک را در مقایسه با سایر خازن ها بوجود آورده ، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود . ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولا بین ۵ پیکو فاراد تا ۱/۰ میکرو فاراد است . این نوع خازن به صورت دیسکی ( عدسی ) و استوانه ای تولید می شود و فرکانس کار خازن های سرامیکی بالای ۱۰۰ مگاهرتز است . عیب بزرگ این خازن ها وابسته بودن ظرفیت آن ها به دمای محیط است ، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر می کند . از این خازن در مدارهای الکترونیکی ، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می شود .
خازن های ورقه ای
در خازن های ورقه ای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف پذیری آن ها ، برای دی الکتریک استفاده می شود . این گروه از خازن ها خود به دو صورت ساخته می شوند:
الف- خازن های کاغذی : دی الکتریک این نوع خازن از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکیل شده که یک دی الکتریک مناسب درون آن تزریق می گردد تا مانع از جذب رطوبت گردد . برای جلوکیری از تبخیر دی الکتریک درون کاغذ ، خازن را درون یک قاب محکم و نفوذ نا پذیر قرار می دهند .
خازن های کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی الکتریک عایق آن ها دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند اما از مزایای این خازن ها آن است که در ولتاژ ها و جریانهای زیاد می توان از آنها استفاده کرد .در شکل زیر ساختمان داخلی خازن کاغذی مشاهده می گردد:
ب – خازنهای پلاستیکی : در این نوع خازن از ورقه های نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده می شود. ورقه های پلاستیکی همراه با ورقه های نازک فلزی ( آلومینیومی) به صورت لوله ، در درون قاب پلاستیکی بسته بندی می شوند.
امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار می روند . این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند ، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده می کنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد . یکی از انواع دی الکتریک هایی که در این خازنها به کار می رود پلی استایرن (Polystyrene) است، از این رو به این خازنها ” پلی استر ” گفته می شود که از جمله رایج ترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم فرکانس کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگا هرتز است .
در شکل زیر ساختمان داخلی خازن پلاستیکی را می بینید:
خازنهای میکا
در این نوع خازن از ورقه های نازک میکا در بین صفحات خازن ( ورقه های فلزی – آلومینیوم ) استفاده می شود و در پایان ، مجموعه در یک محفظه قرار داده می شوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود . ظرفیت خازنهای میکا تقریبا بین ۰۱/۰ تا ۱ میکرو فاراد است . از ویژگی های اصلی و مهم این خازنها می توان داشتن ولتاژ کار بالا ،عمرطولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد .در شکل زیر تصویر ساختمان داخلی این خازن نشان داده شده است .
خازن های الکترولیتی
این نوع خازن‌های معمولاً در رنج میکروفاراد 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 دی‌الکتریک 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 .خازن های الکترولیتی در دو نوع آلومینیومی و تانتالیومی ساخته می شوند .
واردات قطعات الکترونیکی