خازن چگونه عمل می کند؟

خازن

خازن اندازه گیری ظرفیت ذخیره برق است. هرچه ظرفیت بیشتر باشد ، انرژی بیشتری نیز می تواند ذخیره کند. خازن خازن مقداری ماده است و به ساختار خازن بستگی دارد و به مدار و اختلاف احتمالی بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری ظرفیت در SI یک ستون ولتاژ به نام فاراد (F) است. 1 فاراد یک واحد بسیار بزرگ و تقریباً بزرگ است که بیشترین ظرفیت را در میلی فاراد (mF) ، میکرو فاراد (μF) ، نانو فاراد (nF) و پیکو فاراد (pF) دارد.

ساختار داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

صفحات راهنما

• جداسازی بین سیمها (عایق بندی)

هنگامی که دو سیم در مقابل یکدیگر قرار می گیرند و یک عایق بین آنها قرار می گیرد ، آنها یک خازن را تشکیل می دهند. صفحات خازن خازن ها معمولاً از سطح آلومینیوم ، روی و نقره با سطح بالایی ساخته می شوند که در این میان عایق (عایق) از هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، آلومینا و اکسید تانتال ساخته شده است. هرچه مدول دی الکتریک مواد عایق بالاتر باشد ، خواص دی الکتریک آن نیز بهتر است. به عنوان مثال ، مدول دی الکتریک هوا 1 و مدول دی الکتریک آلومینا 7 است. بنابراین ، خاصیت عایق بندی آلومینا 7 برابر بیشتر از عایق هوا است. در واقع ، با ایجاد یک میدان در جهت مخالف میدان بین صفحات خازن ، دی الکتریک به خازن اجازه می دهد تا بار بیشتری را بدون فروش ذخیره کند.

انواع خازن ها

خازن ها بسته به ثابت یا متغیر بودن خازن به دو گروه ثابت و متغیر تقسیم می شوند. خازن های مختلفی وجود دارد و از لحاظ شکل و اندازه متفاوت هستند. بعضی از خازن ها پر از روغن هستند و بسیار حجیم هستند.

خازن های ثابت

این خازن ها ظرفیت خاصی دارند که در شرایط عادی تغییر نمی کنند. خازن های ثابت بر اساس نوع عایق استفاده شده در آنها طبقه بندی و نامگذاری می شوند و برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این خازن ها شامل سرامیک ، میکا ، ورق (کاغذ و پلاستیک) ، الکترولیت ، روغن و گاز و انواع خاصی از فیلم ها هستند. اگر در طی فعالیت های شیمیایی ماده ای عایق تشکیل شود ، آن را خازن الکترولیتی می نامند و در غیر این صورت خازن خشک نامیده می شود. خازن های نفت و گاز بیشتر در صنایع الکتریکی در مدارهای الکتریکی برای تأمین یا بهبود ضریب توان استفاده می شوند. سایر خازن های ثابت دارای ویژگی های خاصی هستند.

خازن های ثابت:

سرامیک

خازن های کاغذی

خازن میکا

خازن های الکترولیتی

آلومینیوم

توتالوم

خازن های سرامیکی

خازن سرامیکی متداول ترین خازن غیر الکتریکی است که در سرامیک استفاده می شود. ثابت دی الکتریک سرامیکی زیاد است ، بنابراین می توان خازن هایی با ظرفیت بالا در اندازه های کوچک نسبت به خازن های دیگر ایجاد کرد ، تا ولتاژ کار بالا باشد. ظرفیت خازن های سرامیکی معمولاً از 5 پیکوفراد تا 0.1 میکرو فاراد متغیر است. این نوع خازن به صورت دیسک (لنز) و سیلندر تولید می شود و فرکانس عملکرد خازن های سرامیکی بیش از 100 مگاهرتز است. عیب بزرگ این خازن ها این است که خازن آنها به دمای محیط بستگی دارد ، زیرا با تغییر دما ، ظرفیت آن تغییر می کند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی مانند مخابرات و مدارهای بی سیم استفاده می شود.

خازن های کاغذی

خازن های کاغذی به دلیل انعطاف پذیری برای عایق بندی الکتریکی ، از مواد کاغذی و پلاستیکی استفاده می کنند. این گروه از خازن ها از دو روش تشکیل شده است:

خازن های کاغذی

عایق بندی این نوع خازن ها از یک ورق نازک کاغذ متخلخل ساخته شده است که برای جلوگیری از جذب رطوبت ، عایق مناسبی در آن تزریق می شود. برای جلوگیری از تبخیر عایق در داخل کاغذ ، خازن در یک قاب محکم و منفعل قرار می گیرد. خازن های کاغذی به دلیل تفکیک کم دی الکتریک ابعاد فیزیکی قابل توجهی دارند اما یکی از مزایای این خازن ها استفاده از آنها در ولتاژ و جریان بالا است.

خازن های پلاستیکی

در این نوع خازن از ورق های پلاستیکی نازک برای عایق بندی الکتریکی استفاده می شود. پانل های پلاستیکی با ورق های نازک فلزی (آلومینیوم) به صورت لوله در داخل قاب پلاستیکی ثابت می شوند. امروزه این نوع خازن به دلیل مشخصات خوبی که دارد در بسیاری از مدارها مورد استفاده قرار می گیرد. این خازن ها به تغییرات دما خیلی حساس نیستند ، بنابراین در مدارهایی که به خازن ثابت با خازن ثابت در برابر حرارت نیاز دارند ، استفاده می شوند. یکی از انواع عایق های استفاده شده در این خازن ها پلی استایرن است ، بنابراین به این خازن ها "پلی استر" گفته می شود و یکی از رایج ترین خازن های پلاستیکی است. حداکثر فرکانس عملکرد یک خازن پلاستیکی حدود یک مگاهرتز است.

خازن میکا

در این نوع خازن ها از یک لایه نازک میکا استفاده می شود