خازن چیست وکاربرد خازن درالکترونیک

خازن چیست؟

اگه بخواهیم ساده تر نوضیح بدیم خازن یک قطعه الکتریکی هست که بار الکتریکی را در خودذخیره میکندکاربرد خازن در الکترونیک بسیار زیاد است و یکی از مهمترین قطعات الکترونیکی به شمار می آید.

واحد آن فارادFاست.چون یک فاراد ظرفیت بالایی است بنابراین از واحدهای کوچکتر استفاده می شود .

1-میلی فاراد MF=1/1000

2-میکرو فاراد UF=1/1000000

3-نانو فاراد NF=1/1000000000

4-پیکو فارادPF=1/1000000000000

خازن دارای سه پارامتر می باشد :

1-ظرفیتC

2-ولتاژ V

3-پلاریته یا همان+و- پایه ها

تقیسم بندی خازنها:

1-خازن شیمیایی یا الکترولیتی یا پلاریته دار:

•دارای پایه یا پلاریته + و – هستند و باید به درستی در مدار قرار گیرند.

•معمولا دارای ظرفیت بالایی هستند.

•تمام باطریها از این گروه هستند.

•علامت+و–روی بدنه آنها قید می شود.

•برای مدت طولانی تری می توانند شارژ نگه دارند.

2-خازن معمولی:

•پایه+و–ندارند و به هر ترتیبی در مدار قرار گیرند کار می کنند.

•در مدارات جدید اکثرا از این گروه استفاده می شود.

•این گروه از روی شکل ظاهری و جنس مواد سازنده آن اسم گذاری های دیگری نیز دازند مانند: خازن عدسی، خازن سرامیکی،خازن میکا،خازن کاغذی و غیره

نکته : تنها اختلاف خازن شیمیایی و معمولی جهت + و – هنگام قرار گیری روی برد است وگرنه ازلحاظ کاربرد و تست و تحلیل مدار باهم یکی هستند.

نکات کلیدی درباره خازن :

1-تازمانی که خازن پر نشده (شارژ کامل نشده) جریان می کشد ودرمدار آن جریان برقرار است ولی وقتی کامل پر شد (شارژکامل) جریان آن قطع می شود و خازن مانند یک قطعه اتصال باز یا قطع نشان می دهد.

2-برقACچون مرتب جهت + و – را تغییر می دهد اجازه پرشدن به خازن نمی دهد و می تواند از خازن عبور کند و هرچقدر فرکانس موج بیشتر باشد راحت تر از خازن عبور می کند. ولی برق DCچون فقط به یک سر خازن مثبت وبه سر دیگرش منفی القا می کند،خازن زود پرمی شود و قطع خواهد شد بنابراین برق DC فقط یک لحظه تا خازن پر شود از خازن عبور می کند و اگر خازن ظرفیتش کم باشد این لحظه بسیار کوتاه خواهد بود ودر کل می شود گفت AC از خازن رد می شود ولی DC رد نمی شود.

3-اگر خازن ظرفیتش کم باشد فرکانسهای بالا و اگر ظرفیت آن زیاد باشد فرکانسهای پایین از آن عبور می کنند.یعنی خازنهای کوچک ناحیه آنتن یا RF و خازنهای بزرگ ناحیه تغذیه را نشان می دهد.

4-خازن فرکانسهای بالا و سلف و مقاومت فرکانسهای پایین را ازخود عبور می دهند .

کاربرد خازن ها:

-اگر در مدار سری باشد (در امتداد یک سیم باشد):

*به همراه مقاومت و سلف نقش فیلتر دارد.

*نقش خازن کوپلاژ و خازن بای پس.

*نکته : چون خازنهای سری بیشتر با امواج کار می کنند اکثرا ظرفیت کمی دارند.در حد PF و NF باعدد کم مثلا 5NF ,100PF

-اگر در مدار موازی باشد (یعنی بین دو سیم باشد):

*به همراه مقاومت و سلف نقش فیلتر دارد. این خازنها ظرفیت پایینی دارند در حد PFوNF باعدد کم مثلا 5NF ,100PF

*به عنوان صافی:این خازنها چون همانند یک تانکر آب جهت جبران بی نظمی و کم و کسری جریانهای DC استفاده می شوند بنابراین باید ظرفیت بالای داشته باشند.

1-کاربرد خازن کوپلاژ:

با توجه به اینکه خازن AC را عبور می دهد ولی DC را عبور نمی دهد ، اگر بخواهیم مسیری را به امواج اختصاص دهیم بطوری که DC از آن حق عبور نداشته باشد یک خازن را در آن مسیر سری می بندیم که ظرفیت آن وابسته آن امواج خواهد بود و به آن خازن کوپلاژ می گوییم.

2-کاربرد خازن بای پس:

اگر با خازن کوپلاژ یک مقاومت موازی ببندیم تا راهی برای برق DC ایجاد شود در واقع با این روش در کنار AC مسیر برای DC فراهم کرده ایم .که به این حالت ایجاد بای پس گفته می شود.(امواج بدون تضعیف از خازن عبور میکنند ولی DC با مقداری افت از مقاومت عبور می کند.)

3-نکات کاربرد خازن صافی:

•معمولا ظرفیت بالایی دارند تابتوانند به اندازه کافی انرژی درخود ذخیره کنند که اگر جریان و ولتاژ ورودی کمبود داشت نیاز مدار را برآوردکنند تا مدار خاموش نشود. UFوNF باعدد بزرگ.

•مانند باطری های کوچک در مسیر تغذیه مدارات نصب می شوند که ظرفیت آن به میزان مصرف لحظه ای مدار مربوط می شود و ولتاژ آن باید حداقل 1.5 برابر ولتاژ ورودی خازن باشد تا اگر نوسانات برق تا نیم برابر بیشتر از مقدار ورودی مدار روی خازن اعمال شد خازن منفجر نشود.

•مانند تانکرها،محل ورودی مدار را مشخص میکنندکه از روی آن + و – و میزان ولتاژ ورودی مدار را می توان بدست آورد.

•درصورتی که به جای یک خازن صافی بزرگ از چند خازن کوچکتر که مجموع ظرفیتشان همان ظرفیت خازن بزرگ باشد استفاده کنیم بهتر است چون سرعت شارژ و دشارژ چند خازن از یک خازن بیشتراست وهمچنین اگر یکی از کار بیفتد شاید تاثیر چندانی روی مدار نداشته باشد.

نکات کلی درباره خازن ها:

–هنگام تعویض خازنها:

1-باید ولتاژ خازن تعویضی برابر یا بیشتر از خازن قبلی باشد.

2-اگر خازن موازی باشد قابل حذف یاopen کردن است.(No Connect)

3-اگر خازن سری یا موازی در نقش فیلتر باشد باید با همان ظرفیت جایگزین شود چون متناسب با فرکانسهای خاصی طراحی شده و فرکانسها بهم می خورند.(ظرفیت پایین ها)

4-اگر خازن ظرفیت بالا داشته باشد و موازی و در نقش صافی باشد با حذف آن اخلالی در مدار ایجاد می شود که بسته به مدار شاید بتوان آن اختلال را نادیده گرفت.اگر ظرفیت آن را کمی بیشتر در نظر بگیریم مشکلی ندارد ولی اگر اختلاف زیاد باشد در ورودی مدار تاخیر به وجود می آید و اگر ظرفیت را کم تر درنظر بگیریم،خازن صافی نقش خود را به خوبی ایفا نکرده و بینظمی برق ورودی در مدار اختلال ایجاد میکند.

تست خازن ها:

1-خازنی که سوخته و اتصال کوتاه شده:

اهم در حد صفر نشان می دهد و با بازر نیز بوق می زند.

2-خازنی که سوخته و قطع شده:

ظرفیت آن صفر می شود،اگر خازن قطع نشده باشد روی یکی از رنجها اهم ( 200 اهم تا 200 مگا اهم ) عددی نشان می دهد و کم کم عدد زیاد می شود (نشانه شارژ شدن) تا به بی نهایت برسد (خازن پر شد قطع نشان می دهد) البته در هر بار تست باید جهت پرابها را تغییر دهیم تا خازن تخلیه شود.اگر خازن قطع شده باشد همیشه و از هردو طرف بینهایت نشان می دهد.

3-ظرفیت خازن کم شده و تغییر کرده است:

اگر با خازن سنج ظرفیت آن را بسنجیم مقدار ظرفیت آن کمتر از ظرفیت قید شده در نقشه یا بدنه آن نشان می دهد .(خازن قطع شده یا اتصال کوتاه شده هیچ وقت ظرفیت درستی نشان نمی دهند)

4-خازنهای پف کرده،ترک خورده و تغییر شکل داده شده خراب هستند و حتی اگر ظرفیت درستی هم نشان دهند بهتر است تعویض شوند چون ممکن است در حین کار و زیر بار مدار به درستی کار نکنند.

نکته:خازنهای پف کرده و خراب شده درمدار،نشانه جریان کشی غیر عادی و فشار زیاد برق در آن مسیراست که بهتر است تعمیر کار علت پف کردن خانها را نیز جویا شده بعد خازنها را تعویض کند.مثلا اتصال کوتاه در آی سی و ترانزیستورها یا عدم همخوانی پاور استفاده شده با مادربرد و غیره