خازنها و کاربرد آنها

خازن المان الکتريکي است که مي‌تواند انرژي الکتريکي را توسط ميدان الکترواستاتيکي (بار الکتريکي) در خود ذخيره کند خازنها در مدارهاي الکتريکي بکار مي‌روند. خازن را با حرف C که ابتداي کلمه capacitor است نمايش مي‌دهند.
آموزش تعميرات بردهاي الکترونيکي
ساختمان داخلي خازن از دو قسمت اصلي تشکيل مي‌شود:
الف – صفحات هادي
ب – عايق بين هاديها (دي الکتريک)
ساختمان خازن:
هرگاه دو هادي در مقابل هم قرار گرفته و در بين آنها عايقي قرار داده شود، تشکيل خازن مي‌دهند. معمولاً صفحات هادي خازن از جنس آلومينيوم ، روي و نقره با سطح نسبتاً زياد بوده و در بين آنها عايقي (دي الکتريک) از جنس هوا ، کاغذ ، ميکا ، پلاستيک ، سراميک ، اکسيد آلومينيوم و اکسيد تانتاليوم استفاده مي‌شود. هر چه ضريب دي الکتريک يک ماده عايق بزرگ‌تر باشد آن دي الکتريک داراي خاصيت عايقي بهتر است. به عنوان مثال ، ضريب دي الکتريک هوا 1 و ضريب دي الکتريک اکسيد آلومينيوم 7 مي‌باشد. بنابراين خاصيت عايقي اکسيد آلومينيوم 7 برابر خاصيت عايقي هوا است.
 انواع خازن:
الف- خازنهاي ثابت • سراميکي • خازنهاي ورقه‌اي • خازنهاي ميکا • خازنهاي الکتروليتي o آلومينيومي o تانتاليوم
ب- خازنهاي متغير • واريابل • تريمر انواع خازن بر اساس شکل ظاهري آنها 1. مسطح 2. کروي 3. استوانه‌اي انواع خازن بر اساس دي الکتريک آنها 1. خازن کاغذي 2. خازن الکترونيکي 3. خازن سراميکي 4. خازن متغيير
ظرفيت
ظرفيت معياري براي اندازه گيري توانايي نگهداري انرژي الکتريکي است. ظرفيت زياد بدين معني است که خازن قادر به نگهداري انرژي الکتريکي بيشتري است. واحد اندازه گيري ظرفيت فاراد است. 1 فاراد واحد بزرگي است و مشخص کننده ظرفيت بالا مي‌‌باشد. بايد گفت که ظرفيت خازن يک کميت فيزيکي است و به ساختمان خازن وابسته است و به مدار و اختلاف پتانسيل بستگي ندارد
بنابراين استفاده از واحدهاي کوچک‌تر نيز در خازنها مرسوم است. ميکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پيکوفاراد pF واحدهاي کوچک‌تر فاراد هستند.
µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F
n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF
p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF
خازن مسطح:
خازن مسطح (خازن تخت) دو صفحه فلزي موازي که بين آنها عايقي به نام دي الکتريک قرار دارد، مانند (هوا ، شيشه). با اتصال صفحات خازن به يک مولد مي‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسيل بين دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسيل دو سر مولد خواهد بود. ظرفيت خازن © نسبت مقدار باري که روي صفحات انباشته مي‌شود بر اختلاف پتانسيل دو سر باتري را ظرفيت خازن گويند؛ که مقداري ثابت است.
C = kε0 A/d
C = ظرفيت خازن بر حسب فاراد
Q = بار ذخيره شده برحسب کولن
V = اختلاف پتانسيل دو سر مولد برحسب ولت
ε0 = قابليت گذر دهي خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2
k (بدون يکا) = ثابت دي الکتريک است که براي هر ماده‌اي فرق دارد. تقريباً براي هوا و خلأ 1=K است و براي محيطهاي ديگر مانند شيشه و روغن 1
A = سطح خازن بر حسب m2
d =فاصله بين دو صفه خازن بر حسب m