خازن، وسیله ای برای ذخیره انرژی الکتریکی، متشکل از دو هادی در مجاورت نزدیک و عایق از یکدیگر. یک مثال ساده از چنین دستگاه های ذخیره سازی خازن صفحه موازی است. اگر بارهای مثبت با بار کل +Q روی یکی از هادی ها و مقدار مساوی بار منفی −Q روی هادی دوم رسوب کند، گفته می شود که خازن دارای بار Q است.
خازن ها کاربردهای بسیار مهمی دارند. آنها برای مثال در مدارهای دیجیتال استفاده می شوند تا اطلاعات ذخیره شده در حافظه های بزرگ رایانه در هنگام قطع برق لحظه ای از بین نرود. انرژی الکتریکی ذخیره شده در چنین خازن هایی اطلاعات را در طول قطع موقت توان حفظ می کند. خازن ها نقش مهم تری به عنوان فیلتر برای منحرف کردن سیگنال های الکتریکی جعلی بازی می کنند و در نتیجه از آسیب به اجزا و مدارهای حساس ناشی از نوسانات الکتریکی جلوگیری می کنند.
این قطعه پرکاربرد بر روی PCB ها نصب می شود و سلامت آن بر عملکرد درست برد تاثیر می گذارد. بسیاری از خرابی های برد وسایل الکترونیکی و برقی به خاطر خراب شدن یا سوختن خازن ها اتفاق می افتد. در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی پایتخت فناوری با انواع خازن و تعمیر آن ها آشنا خواهید شد.
ظرفیت خازنی چیست؟
مقدار انرژی الکتریکی که یک خازن می تواند ذخیره کند به ظرفیت آن بستگی دارد. ظرفیت یک خازن کمی شبیه به اندازه یک سطل است: هر چه سطل بزرگتر باشد، آب بیشتری می تواند ذخیره کند. هر چه ظرفیت خازن بزرگتر باشد، یک خازن برق بیشتری می تواند ذخیره کند. سه راه برای افزایش ظرفیت خازن وجود دارد. یکی افزایش اندازه صفحات است. دیگری این است که صفحات را به هم نزدیکتر کنید. راه سوم این است که دی الکتریک را تا حد امکان عایق خوبی کنیم. خازن ها از دی الکتریک های ساخته شده از انواع مواد استفاده می کنند. در رادیوهای ترانزیستوری، تنظیم توسط یک خازن متغیر بزرگ انجام می شود که چیزی جز هوا بین صفحات خود ندارد. در بیشتر مدارهای الکترونیکی، خازن ها اجزای مهر و موم شده با دی الکتریک ساخته شده از سرامیک هایی مانند میکا و شیشه، کاغذ آغشته به روغن یا پلاستیک هایی مانند مایلار هستند.
خازن برای تهویه برق
یکی از کاربردهای مهم خازن ها، تهویه کردن منابع تغذیه است. خازن ها به سیگنال های AC اجازه عبور می دهند اما سیگنال های DC را در هنگام شارژ مسدود می کنند. آنها می توانند به طور موثر این دو نوع سیگنال را تقسیم کنند و منبع تغذیه را تمیز کنند. این اثر برای جداسازی یا جداسازی بخش‌های مختلف مدارهای الکتریکی به منظور کاهش نویز مورد استفاده قرار گرفته است که می‌تواند منجر به کاهش راندمان شود. خازن ها همچنین در پست های برق برای مقابله با بار القایی وارد شده توسط خطوط انتقال استفاده می شوند.
خازن ها به عنوان حسگر
خازن ها به عنوان حسگر برای اندازه گیری موارد مختلف از جمله رطوبت هوا، سطح سوخت و فشار مکانیکی استفاده می شوند. ظرفیت یک دستگاه به ساختار آن بستگی دارد. تغییرات در ساختار را می توان به عنوان کاهش یا افزایش ظرفیت اندازه گیری کرد. دو جنبه از خازن در کاربردهای سنجش استفاده می شود: فاصله بین صفحات موازی و مواد بین آنها. اولی برای تشخیص تغییرات مکانیکی مانند شتاب و فشار استفاده می شود. حتی تغییرات جزئی در مواد بین صفحات می تواند برای تغییر ظرفیت خازنی دستگاه کافی باشد، اثری که هنگام سنجش رطوبت هوا مورد سوء استفاده قرار می گیرد.
خازن برای پردازش سیگنال
خازن ها کاربردهای پیشرفته تری در فناوری اطلاعات پیدا کرده اند. دستگاه های حافظه با دسترسی تصادفی پویا (DRAM) از خازن ها برای نمایش اطلاعات باینری به صورت بیت استفاده می کنند. هنگامی که خازن شارژ می شود، دستگاه یک مقدار و هنگام تخلیه یک مقدار دیگر را می خواند. دستگاه های شارژ شده (CCD) از خازن ها به شکل آنالوگ استفاده می کنند. خازن ها همچنین همراه با سلف ها برای تنظیم مدارها با فرکانس های خاص استفاده می شوند، اثری که توسط گیرنده های رادیویی، بلندگوها و اکولایزرهای آنالوگ مورد سوء استفاده قرار می گیرد.
