یک تعریف ساده برای خازن ، خازن قطعه ای است که برق را ذخیره می کند و سپس در موقع لزوم ،بیشتر زمانی که ولتاژ روی پایه های خازن افت میکند ، آن را به مدار پس می دهد .
باتری ها و خازنها یک کار انجام نمیدهند و با هم یکی نیستند تفاوت بین یک باتری و یک خازن این است که برق در یک باتری از یک واکنش شیمیایی تولید می شود و در یک خازن یک بار در یک میدان الکتریکی ذخیره و نگهداری می شود. باتری می تواند انرژی بیشتری را برای یک دوره طولانی تر از خازن تولید کند. از سوی دیگر، یک خازن( حتی با ذخیره سازی بسیار کمتر )می تواند انرژی زیادی، بیشتر از یک باتری را به میزان قابل ملاحظه ای تخلیه کند.
یک خازن شامل صفحات فلزی است که توسط مواد عایق به نام دی الکتریک از هم جدا شده اند . دی الکتریک می تواند هر چیزی مانند سرامیک، پلاستیک، اکسیداسیون فلزات، شیشه و کاغذ باشد. به عنوان مثال، اگر یک خازن الکترولیتی را باز کنید، می بینید که فقط دو صفحه فلزی است که در یک فیلم شیمیایی پوشش داده شده اند. هنگام استفاده از برق، هادی های فلزی الکترونها را در فیلم پلاریزه می کنند و میدان الکتریکی را ذخیره می کنند.
اگر به این خازن قدیمی نگاه کنید، متوجه خواهید شد که این فقط یک سری از صفحات فلزی است که بدون تماس با هم ، بین یکدیگر حرکت می کنند. در این سناریو، هوا دی الکتریک است. به نظر عجیب است که هوا را می توان برای نگه داشتن یک میدان الکتریکی استفاده کرد ؟ پس رعد و برق رو بیاد بیاورید.
بسته به اینکه چقدر همپوشانی فیزیکی بین صفحات وجود دارد، تعیین می کند که چقدر میدان الکتریکی می تواند نگه داشته شود. بالاترین ظرفیت و ذخیره سازی دز این خازن زمانی است که صفحات بیشترین همپوشانی یا تقابل را با هم دارن .
همونطور که گفتیم خازن ها می توانند قطبی یا غیر قطبی باشند. یک خازن قطبی دارای یک پایه مثبت و یک پایه منفی است که مثبت باید به مثبت تغذیه و سر منفی به زمین یا منفی متصل شود. خازن های غیر قطبی می توانند به هر طریق متصل شوند. خازن های دیسک سرامیکی و خازن های فیلم میلار غیر قطبی هستند. خازن های الکترولیتی قطبی هستند.
انواع خازنها
خازنها در انواع مختلف با مشخصه‌ها و کاربردهای گوناگون از خازن‌های ظریف حذف کننده نویز تا خازن‌های توان ولتاژ بالا برای اصلاح توان و مدارات یکسوساز وجود دارند.
مقایسه بین انواع مختلف خازن معمولا با توجه به ماده دی الکتریک استفاده شده در بین صفحات هادی خازن صورت می‌گیرد. همانند مقاومت‌ها، انواع مختلف خازنها وجود دارند که به ما امکان تغییر مقدار ظرفیت آنرا برای استفاده در مدارات رادیویی یا تنظیم فرکانسی می‌دهند.
خازنها تجاری را با استفاده از صفحات نازک آغشته به پارافین یا مایلار مابین صفحات فویل فلزی درست می‌کنند. بعضی از خازنها لوله مانند هستند، که در این نوع خازنها صفحات فویل فلزی به شکل استوانه‌ای پیچانده شده اند و ماده عایق دی الکتریک در وسط آنها ساندویچ شده است.
خازن‌های کوچک معمولا از مواد سرامیکی ساخته می‌شوند و به منظور مهر و موم کردن در رزین اپوکسی غوطه ور می‌کنند. بهر حال خازنها نقش مهمی‌در مدارات الکترونیک بازی می‌کنند که در ادامه به انواع مختلف متداول اشاره می‌کنیم.
این خازنها معمولا نوع متغیر هستند که تغییر پیوسته ظرفیت خازنی برای تنظیم فرستنده‌ها، گیرنده‌ها و رادیوهای ترانزیستوری مورد نیاز است. خازن‌های دی الکتریک متغیر شامل چند لایه صفحات فلزی با فاصله هوایی هستند که تعدادی از صفحات ثابت (پره‌های استاتور) و تعداد دیگر متحرک (پره‌های روتور) بین صفحات ثابت می‌باشند.
موقعیت صفحات متحرک با توجه به صفحات ثابت مقدار کلی ظرفیت خازنی را تعیین میکند. در حالت کلی ظرفیت وقتی بیشینه است که دو مجموعه صفحات با هم بیشترین همپوشانی را داشته باشند. نوع ولتاژ بالای خازن‌های متغیر دارای فاصله هوایی نسبتا بزرگتر است که ولتاژ شکست آنها به چندین هزار ولت می‌رسد.
همانند خازن‌های متغیر پیوسته، نوع دیگری خازن متغیر محدود وجود دارند که خازن‌های محدود کننده نامیده می‌شوند. آنها معمولا ادوات کوچکی هستند که به مقدار از قبل مشخصی تنظیم می‌شوند و می‌توان مقدار ظرفیت آنرا که بسیار کوچک و حدود pF 500 یا کمتر و غیرقطبی است را با استفاده از پیچ روی آن تنظیم دقیق نمود.
خازن‌های لایه‌ای متداولترین نوع تمام خازنها است که شامل خانواده بزرگی از خازنها با تفاوت در خواص دی الکتریک می‌باشند. آنها شامل پلی استر (مایلار)، پلی استایرن، پلی کربنات، کاغذ متالیزه، تفلون و غیره می‌شوند. خازن‌های نوع لایه‌ای در رنج‌های ظرفیت مختلف از pF5 گرفته تا uF100، بسته به نوع خازن و ولتاژ نامی‌آن وجود دارند. خازن‌های لایه‌ای با توجه به شکل و مدل محفظه آن دسته بندی می‌شوند که شامل:
خازن‌های لایه‌ای که از پلی استایلن، پلی کربنات یا تفلون برای دی الکتریک آنها استفاده می‌شود را خازن‌های پلاستیکی می‌نامند. ساختار خازن‌های لایه پلاستیکی مشابه خازن‌های لایه کاغذی هستند با این تفاوت که بجای کاغذ از پلاستیک استفاده شده است. مزیت اصلی خازن‌های لایه پلاستیکی در مقایسه با لایه آغشته کاغذی می‌توان به کارکرد بهتر تحت شرایط دمایی بالا، خطای تلرانس کمتر، طول عمر کارکردی بسیار بیشتر و قابلیت اطمینان بالا اشاره نمود.
منبع و اطلاعات بیشتر : https://elepi.ir/what-is-capacitor
