معرفی انواع خازن و کاربرد آن

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...
The general structure of the capacitor

خازن در اصل یک قطعه ی الکتریکی پسیو با قابلیت ذخیره انرژی الکتریکی است که معمولا از آن برای ذخیره ولتاژ و ساخت انواع فیلتر در مدار استفاده می کنند. فاراد یکای ظرفیت خازنی در سیستم SI است که توسط خازن سنج اندازه گیری می شود.

کاربرد خازن ها در مدارهای الکتریکی محدود به ذخیره بار الکتریکی نمی شود برخی کاربرد های خازن عبارتند از:

  • ذخیره بار الکتریکی
  • ایجاد میدان الکتریکی پایدار و یکنواخت
  • ساخت انواع فیلتر
  • ایجاد اتصال یا قطع آن بین سیگنال های الکتریکی
  • ساخت انواع مدارهای نوسان ساز
  • تقویت کنندگی در مدار

ساختار کلی خازن

تقریبا هر شخصی که با الکترونیک سروکار دارد، میداند که همه ی خازن ها متشکل اند از دو صفحه هادی که توسط یک فضای ساخته شده از آب، پلاستیک، کاغذ و … از یکدیگر جدا شده اند.

The general structure of the capacitorجالب است بدانید که خازن ها با وجود ساختار بسیار ساده ای که دارند، بسته به ثابت یا متغیر بودن نوع خازن‌، جنس دی‌الکتریک و شکل ظاهری شان به دسته های مختلفی تقسیم میشوند. جهت آشنایی بیشتر با کاربرد انواع خازن ها و نحوه تست خازن با مولتی متر ابتدا باید بدانیم انواع خازن چیست؟ در ادامه با ما همراه باشید.

انواع خازن چیست؟

 انواع خازن type of capacitor

خازن‌های ثابت: ظرفیت این نوع از خازن ها در همان ابتدا در کارخانه سازنده شان تعیین شده و پس از آن نیز قابل تغییر نیست، به همین علت به آنها خازن‌های ثابت می‌گویند. این خازن ها اغلب به وسیله دی‌الکتریک شان از یکدیگر متمایز شده و در دسته های زیر قرار می گیرند:

خازنهای سرامیکی

این نوع خازن ها که اغلب در مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می شوند ، ولتاژ کاری بالایی دارند. و معمولا با ظرفیت هایی بین ۵ پیکوفاراد تا ۱/۰ میکروفاراد ساخته میشوند. نوع عدسی و استوانه‌ای این نوع خازن بیشتر از سایر مدل ها تولید میشود.

نکته : فراموش نکنید که اگر قصد طراحی یک مدار مخابراتی و رادیویی را دارید، حتما بهتر است در تمام مراحل از  یک اسیلوسکوپ برای تحلیل سیگنال ها استفاده نمایید!

لازم است بدانید که این ظرفیت خازن‌های سرامیکی به شدت دمای محیط وابسته است، در نتیجه بهتر است در هنگام استفاده از آن به این نکته توجه کنید.

تست ظرفیت خازن سرامیکی با مولتی متر در رنج های پیکو فاراد امکان پذیر نیست بهتر است خازن های پیکو فاراد با lcr متر یا خازن سنج تست شوند.

خازن های ورقه‌ای

مهم ترین ویژگی در ساخت در خازن‌های ورقه‌ای انعطاف‌پذیری آنها است، در نتیجه معمولا برای ساخت دی‌الکتریک این خازن ها از کاغذ و مواد پلاستیکی استفاده می‌شود. دی‌الکتریک نوع کاغذی این خازن ها از معمولا متشکل است از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل که یک دی‌الکتریک مناسب درون آن تزریق شده. اما دی‌الکتریک نوع پلاستیکی آنها  از ورقه‌های نازک پلاستیک ساخته استفاده می‌شود.

شما میتوانید در مدارهایی که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت دارند از نوع پلاستیکی و در ولتاژها و جریان‌های زیاد از نوع کاغذی این خازن استفاده کنید!

انواع خازن type of capacitors

خازن‌های میکا

در این نوع خازن اغلب بین صفحات ورقه های فلزی – آلومینیوم، از ورقه های نازک میکا استفاده می شود. از مهمترین ویژگی های این خازنها می توان به ولتاژ کاری بالا ، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا آنها اشاره کرد.

خازن‌های الکترولیتی

معمولا در ساخت خازن‌های الکترولیتی از لایه اکسید به عنوان دی‌الکتریک استفاده ، به همین دلیل هم این خازن ها معمولا ظرفیت نسبتا بالایی دارند. بر خلاف خازن هایی که پیشتر راجب آنها صحبت کردیم، در خازن‌های الکترولیتی پلاریته اند و پایانه مثبت و منفی آنها با هم متفاوت است.

صفحه فلزی بکار رفته در خازن‌های الکترولیتی، عموما از نوع آلومینیوم یا تانتال است. و اغلب خازن‌های نوع تانتال، از نوع آلومینیومی کوچکتر هستند و نشت کمتر و پایداری بیشتری نسبت به نوع آلومینیومی خود دارند. ولتاژ کاری و درجه حرارت محیط استفاده، پارامترهای مهم خازن الکترونیک می باشد. دمای خارج از رنج کار خازن الکترونیک موجب ترکیدن و یا خرابی زود هنگام آن خواهد شد بنابراین توسط ترمومتر دمای محیط کار خازن را بررسی نمایید.

خازن الکترولیت Electrolytic capacitors

خازن متغیر

به طور ما دو نوع خازن متغیر داریم: 1. خازن متغیر (در این نوع خازن معمولا از یک دسته متحرک (محور) برای تغییر ظرفیت استفاده میکنند) 2. تریمر (در این نوع خازن بجای استفاده از دسته متحرک (محور) از یک پیچ گوشتی برای تغییر ظرفیت استفاده میکنند)! برای این کار نیز سه روش کلی وجود دارد که عبارتند از:

  • تغییر فاصله صفحات
  • ایجاد تغییر در ابعاد سطح صفحات
  • تعویض دی‌الکتریک

از خازن متغیر بیشتر در گیرنده‌های رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده میشوند! اما تریمر بیشتر در اتومبیل‌های برقی برای کاهش زمان شارژ باتری‌های کاربرد دارد.

 انواع خازن type of capacitor

شما میتوانید بسته به نوع کاربرد و ابعاد بردتان یکی از از انواع خازن مسطح (خازن تخت)، خازن کروی، خازن استوانه‌ای را انتخاب و استفاده نمایید.

کاربردهای خازن در مدارهای دیجیتال و  آنالوگ

تا اینجا ما با  کاربرد خازن ها در مدارهای دیجیتال آشنا شدیم و فهمیدیم که معمولا از خازن‌ در مدارهای دیجیتال به عنوان عنصر ذخیره‌کننده انرژی استفاده می‌کنند. اما کاربرد خازن ها در مدارهای آنالوگ چیست؟

اگر شما یک مدار آنالوگ داشته باشید میتوانید از خازن برای ایزوله کردن دو منبع AC و DC استفاده نمایید. زیرا خازن در برخورد با ولتاژ AC  مانند اتصال کوتاه عمل می‌کند و اجازه ورود یا خروج می‌دهد! اما  در مقابل ولتاژ DC مانند سد عمل می‌کند و اجازه ورود یا خارج شدن ولتاژ مستقیم از مدار را نمی‌دهد. حال که دانستیم کاربرد خازن در مدار چیست در ادامه به نحوه تست خازن توسط مولتی متر می‌پردازیم.

تست خازن با مولتی متر را چطور انجام دهیم.

خازنها را بر حسب مقدار ظرفیتشان به دو طریق اهم چک و یا سنجش ظرفیت آزمایش می کنند ابتدا باید توسط یک فلز و یا کابل رسانا دو سر خازن را به هم اتصال داد تا خازن خالی از شارژ گردد. سپس از مولتی متر برای مشاهده مقدار اهم خازن استفاده می کنیم اگر خازن  سالم باشد، مقدار صفر  اهم را نشان میدهد (خازن شارژ می شود) و بعد از شارژ خازن به سمت بی نهایت اهم ، باز می گردد. یعنی بعد از شارژ کامل خازن (البته به مقدار ولتاژ باتری اهم متر) نباید جریانی از آن عبور کند و اهم بی نهایت نشان داده شود. روش دوم در تست خازن استفاده از دستگاه خازن سنج و یا lcr متر جهت سنجش ظرفیت خازن می باشد.

نکات مهم در تست خازن چیست؟

بعد از شارژ خازن توسط جریان باتری اهم متر، اگر مقاومتی بر روی نمایشگر اهم متر نشان داده شود خازن نشتی دارد. اما اگر اهم متر همچنان 0 اهم را نشان دهد ، خازن اتصال کوتاه کرده است.

شما همچنین می توانید برای تست خازن های با ظرفیت بالا  با توجه به ولتاژ خازن ، آن را با منبع تغذیه شارژ کرده و پس از چند دقیقه با استفاده از ولت متر یا مولتی متر ولتاژ خازن را اندازه گیری کنید، در صورتی که ولتاژ در حدود ولتاژ شارژ باشد، خازن سالم است.

چک کردن خازن های عدسی با مولتی متر

در بررسی این نوع خازن ها علاوه بر ظرفیت خازن، اتصال کوتاه نیز برای ما اهمیت دارد ما می توانیم ظرفیت خازن را با خازن سنج و اتصال کوتاه آن را با هر مولتی متر یا اهم متر به راحتی بررسی نماییم. تست دقیق خازن های ظرفیت پایین توسط مولتی متر همیشه امکان پذیر نیست روش بهتر برای چک کردن این خازن ها استفاده از lcrمتر یا خازن سنج است که قابلیت تست با فرکانس های مختلف دارند. به دلیل وجود قطعات موازی با خازن در مدار الکترونیک و تاثیر آنان در نتیجه آزمایش ،حتما باید یکی از پایه های خازن را از مدار جدا کرده و سپس آنرا تست کرد.

 

 

نظرات کاربران