آشنایی با انواع خازن در الکترونیک
انواع خازن‌ها
با توجه به موارد کاربرد، خازن‌ها را با شکل های فیزیکی متنوع، ظرفیت ها و مشخصات مختلف می سازند که در ادامه به بعضی از آن ها اشاره می کنیم. به‌طورکلی خازن‌ها را به دو دسته ی کلی تقسیم
می‌کنند.
- خازنهای ثابت
- خازنهای متغیر
خاز نهای ثابت
ظرفیت این خازن‌ها ثابت است و نمی‌توان مقدار آن ها را تغییر داد. این نوع خازن‌ها بر اساس جنس ماده ی دی الکتریک نام گذاری می شوند. از انواع خازنهای ثابت می‌توان خاز نهای کاغذی، سرامیکی، میکا و الکترولیتی را نام برد.
الف– خازن کاغذی
عایق این نوع خازن از کاغذ است . کاغذ به عنوان عایق بین دو هادی که معمولاً از جنس آلومینیوم است قرار می‌گیرد . مجموعه را به صورت لوله می پیچند.
ب– خازن میکا
میکا یک نوع ماده ی معدنی است که در زمین به مقدار زیاد یافت می‌شود. در خازن با عایق میکا، از ورقه های نازک میکا به عنوان عایق و از ورق ههای نازک روی به عنوان جوشن استفاده می‌کنند. این خازن بسیار دقیق است و کم تر تحت تاثیر حرارت قرار می‌گیرد لذا از آن در ساختن مدارهای دقیق استفاده می‌کنند.
ج– خازن سرامیکی
در خازن سرامیک یک قرص سرامیک به عنوان ماده ی عایق استفاده شده است شکل ظاهری این خازن‌ها گرد و کوچک است. به همین جهت به آن خازن عدسی نیز می گویند. ظرفیت این خازن‌ها بسیار کم و در حدودنانو فاراد(nF) است.
د– خاز نهای الکترولیتی
خاز نهای الکترولیتی به خاطر ساختمان مخصوصی که دارند، دارای ظرفیت زیادی هستند. یکی از جوشن های این خازن صفحه ی نازکی از آلومینیوم است که بر روی آن قشر بسیار نازکی از اکسیدآلومینیوم قرار می‌گیرد. جوشن دیگر این خازن یک صفحه ی آلومینیوم خالص است که همراه با مایع هادی اطراف دو جوشن دوم، را تشکیل می دهند.
ظرفیت خازن الکترولیتی شدیداً تابع حرارت است و عموماً با زیاد شدن درجه ی حرارت ظرفیت آن زیاد می‌شود. عمر این خازن نسبتاً کوتاه است، زیرا پس از گذشت چندین سال، مایع الکترولیت آن خشک شده و ظرفیت آن کاهش می یابد. یکی از علل ایجاد عیب در دستگاه الکترونیکی تغییر ظرفیت این خازن در طی زمان می باشد. کاربرد عمده ی این خازن در محل هایی است که ظرفیت خازنهای زیاد و حجم کم مطرح باشد. این خاز نها را خازنهای قطب بندی شده نیز می نامند. هنگام کاربرد این خازن حتماً باید قطب مثبت منبع ولتاژ به قطب مثبت خازن و قطب منفی منبع ولتاژ به قطب منفی خازن وصل شود در غیر این صورت خازن به سرعت معیوب می‌شود.
در نوع دیگری از خازن الکترولیتی به جای آلومینیوم از فلز تانتالیوم استفاده می‌شود. زیاد بودن ثابت دی الکتریک اکسید تانتالیوم نسبت به اکسیدآلومینیوم سبب می‌شود خازنهای تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی در حجم مساوی دارای ظرفیت بیش تری باشند.
خاز نهای متغیر
خاز نهای متغیر به خازن‌هایی گفته می‌شود که دارای ظرفیت ثابت نیستند. در این نوع خازن‌ها عایق بین دو هادی هوا است. این خازن از نوع ظرفیت متغیر است. ساختن ظرفیت های خیلی بالا از این نوع خازن غیر ممکن است. از این نوع خازن بیشتر به عنوان خازن متغیر در فرکانس های بالا و در گیرنده های رادیویی استفاده می‌شود. در خازنهای می‌توان مقدار (A) متغیر با تغییر سطح موثر بین صفحات
ظرفیت خازن را تغییر داد. این خازن‌ها در» تریمر « یا » خازن واریابل « استفاده قرار می گیرند. ظرفیت خازن واریابل با کمک دست یا با چرخاندن محور تغییر می کند، ولی ظرفیت خازن تریمر با چرخاندن پیچ آن به وسیله ی پیچ گوشتی تغییر می کند.
در شکل برای مثال خاز ن های میکا را از ظرفیت (PF) 10 پیکو فاراد الی ۱/۰ میکروفاراد می سازند و یا حداقل ظرفیت یک خازن الکترولیتی۱/۰ میکروفاراد است. معمولاً ظرفیت هر خازن و همچنین حداکثر ولتاژ مجاز آن را بر روی بدنه‌ی خازن می‌نویسند. اگر خازن قطبی باشد) مانند خاز نهای الکترولیتی(، روی بدنه‌ی منتهی به پایه‌های خازن، قطبهای ولتاژ +) یا (-را نیز مشخص می‌کنند. در خازن غیر قطبی و ظرفیت آن۱/۰ میکروفاراد ولتاژ کار آن ۱۰۰ ولت است.
تشخیص مقدار ظرفیت از روی رمز عددی
در بعضی موارد مقدار عدد مربوط به ظرفیت خازن و واحد آن عیناً بر روی بدنه‌ی خازن نوشته می‌شود. در این شرایط هیچ ابهامی برای خواندن مقدار ظرفیت وجود ندارد. در بسیاری از موارد، واحد ظرفیت بر روی بدنه‌ی خازن نوشته نمی‌شود. در این صورت چنان چه عدد مزبور کوچک تر از یک باشد ظرفیت خازن بر حسب میکروفاراد و چنان چه عدد نوشته شده بر روی خازن بزرگتر از یک باشد، ظرفیت بر حسب پیکو فاراد است.
در حالتی که عدد ظرفیت بزرگتر از یک باشد، معمولاً عدد ظرفیت به صورت یک عدد سه رقمی مشخص می‌شود. این موضوع در مورد خازنهای سرامیکی عدسی که دارای ظرفیت
۹۹ پیکوفاراد با بالا هستند صدق می کند.
در عدد سه رقمی نوشته شده معمولاً دو عدد اول، نشان دهنده ی “رقم اول” و” رقم دوم” است و عدد سوم
»ضریب «یعنی تعداد صفر را مشخص می کند. عدد به دست آمده ی نهایی، مقدار ظرفیت را بر حسب پیکوفاراد تعیین می کند.
مشخصات خازن
قبل از انتخاب یک خازن لازم است به مشخصه های مربوط به خازن توجه کنیم. پاره ای از مشخصه های خازن به شرح زیر است:
ظرفیت خازن
ظرفیت خازن مقدار گنجایش بار الکتریکی در خازن را نشان می دهد. که در مباحث قبلی به آن اشاره شده است.
تولرانس یا درصد خطا
مقدار واقعی ظرفیت یک خازن در عمل با مقداری که توسط کارخانه ی سازنده قید می‌شود اختاف دارد. این اختاف را تولرانس یا درصد خطا می نامند و آن را بر حسب درصد بیان می‌کنند.
ولتاژ مجاز خازن
به حداکثر ولتاژی که می‌توان به یک خازن اعمال کرد به‌طوری که خازن بتواند آن ولتاژ را تحمل کند،
ولتاژ مجاز خازن گفته می‌شود. ولتاژ مجاز خازن را ولتاژ کار نیز می نامند.
ضریب حرارتی خازن
به حداکثر میزان تغییر ظرفیت خازن به ازای تغییر یک درجه حرارت ضریب حرارتی می گویند.
نشت خازن
همه ی خازن‌ها دارای مقداری نشتی هستند. اگر یک خازن ایده آل را شارژ کنیم و از مدار جدا کنیم باید ولتاژ دو سر خازن برای همیشه حفظ شود، ولی در عمل خازن پس از مدتی ولتاژ خود را از دست می دهد. علت این پدیده ایده آل نبودن عایق بین صفحات خازن است. برای توجیه پدیده ی نشتی در خازن می‌توان مقاومتی را به نام مقاومت نشتی، به صورت موازی با خازن در نظر گرفت. در مورد خازنهای کاغذی، میکا و سرامیک مقاومت نشتی خیلی زیاد بوده، در نتیجه جریان نشتی خیلی کم است.
تلفات در خازن
معمولاً یک خازن در زمان تخلیه، مقدار کل انرژی ذخیره شده در صفحات را پس نمی دهد. برای توجیه این پدیده، مقاومتی را به صورت سری با خازن در نظر می گیریم. در حقیقت این مقاومت مانند مصرف
کننده ای عمل می کند که مقداری از انرژی ذخیره شده در خازن را مصرف می کند. درشکل مقاومت نشتی و مقاومت مربوط به تلفات خازن نشان داده شده است.
دیدگاهتان را بنویسید