خازن ها اجزایی هستند که برای ذخیره انرژی الکتریکی (ولتاژ) ناشی از میدان های الکترواستاتیک در مدارها استفاده می شوند. و با توجه به اینکه بار در یک خازن ذخیره می شود، می توان از آن برای ایجاد یک میدان الکتریکی یکنواخت و پایدار استفاده کرد. خازن ها همچنین به عنوان فیلتر استفاده می شوند زیرا سیگنال های متناوب یا AC را به راحتی عبور می دهند، اما از عبور سیگنال های مستقیم یا DC جلوگیری می کنند. خازن یا capacitor، با حرف C نمایش داده می شود. این قطعه یکی از پرکاربردترین عناصر مدار الکترونیکی محسوب می شود. خازن ها در انواع و کاربردهای زیادی در بازار موجود هستند. به همین دلیل برای اینکه بتوانید از آنها به بهترین شکل استفاده کنید باید اطلاعات کافی در مورد انواع خازن ها، ساختار و کاربرد آنها داشته باشید. با تابان کنترل دقیق همراه باشید تا شما را با خازن ها بیشتر آشنا بکنیم.
خازن چیست؟
خازن قطعه ای است که انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می کند. این قطعه شامل دو صفحه فلزی است که به موازات یکدیگر قرار گرفته اند. به غیر از این دو صفحه، صفحه دیگری به نام دی الکتریک وجود دارد که بین این دو صفحه قرار می گیرد. حال اگر باتری بین این دو صفحه قرار گیرد، انرژی آن در این صفحات ذخیره شده و به عنوان یک باتری عمل می کند. با این تفاوت که خازن ها نمی توانند انرژی را برای مدت طولانی ذخیره کنند و الکترون های آن پس از مدتی از بین می روند. بنابراین، آنها فقط مقدار مشخصی انرژی را در خود ذخیره می کنند. هر خازن بسته به نوع آن مقدار معینی انرژی را ذخیره می کند. عوامل موثر بر ظرفیت خازن ها عبارتند از: مساحت هر صفحه، ضخامت و جنس آنها.
کاربرد انواع خازن ها چیست؟
انواع مختلف خازن ها کاربردهای زیادی دارند که در ادامه می توان به مهمترین آنها اشاره کرد:
- نویزگیری در مدار
- تقویت کنندگی در مدار
- تغییر فرکانس در مدار فیلتر
- کمک به افزایش راندمان موتورهای الکتریکی
- جداسازی دو قسمت AC و DC مدارهای الکتریکی
- کمک به نوسان ساز های الکترونیکی و …
- و…
انواع خازن ها
خازن ها بسته به نوع مواد دی الکتریک و نوع متریال صفحات فلزی ویژگی های متفاوتی از خود نشان می دهند. اما آنها معمولاً به دلیل ساختار مورد استفاده در نوع مواد دی الکتریک آنها نامگذاری می شوند. به همین دلیل خازن ها به این دسته ها تقسیم می شوند:
- خازن عدسي
- خازن سراميکي
- خازن الکتروليتي
- خازن ورقه ای
- خازن میکا
- خازن روغنی
- خازن گازی
- خازن های متغیر
انواع خازنهای صنعتی کدامند؟
در حال حاضر خازن ها نقش ویژه ای در صنعت برق به ویژه در کارخانجات ایفا می کنند که مهم ترین نکته افزایش ضریب توان است. موتورهای القایی زیادی در خط تولید کارخانه وجود دارد که با توجه به ویژگی های موتورهای القایی مصرف توان راکتیو کارخانه را افزایش می دهند. توان راکتیو در واقع توانی است که استفاده می شود اما کار مفیدی انجام نمی دهد و با توجه به اینکه امروزه از کنتورهای هوشمند با قابلیت اندازهگیری انرژی راکتیو و اکتیو برای مصارف صنعتی و خانگی استفاده میشود، مشتری باید هزینههای مصرف انرژی فعال و راکتیو را متقبل شود.
راه اصلی کاهش توان راکتیو در کارخانه ها و گاهی اوقات در مصارف خانگی استفاده از خازن به عنوان اصلاح کننده ضریب قدرت است. با توجه به ویژگی های خازن، استفاده از مقدار بسیار زیاد در مدار باعث بهبود ضریب توان و در نتیجه کاهش مصرف توان راکتیو می شود. محاسبه مقدار خازن نیاز به محاسبات فنی و دقیق توسط کارشناس دارد.
رایج ترین روش تست خازن چیست؟
جالب است بدانید که رایج ترین روش تست خازن استفاده از اهم متر یا مولتی متر است. پس از شارژ شدن خازن با جریان باتری اهم متر، اگر نمایشگر اهم متر مقاومت نشان دهد، خازن نشتی دارد. اما اگر اهم متر همچنان صفر اهم را نشان دهد، خازن اتصال کوتاه کرده است. توضیحات بالا برای آزمایش خازن با اهم متر نیز صادق است. هدف از اندازه گیری ظرفیت خازن این است که مشخص شود نسبت به ظرفیت خازن چقدر نشتی وجود دارد و چه مقدار تغییر در ظرفیت خازن رخ داده است. همچنین برای آزمایش خازن های الکترولیتی با توجه به ولتاژ خازن پس از شارژ آن با منبع تغذیه یا برق، ولتاژ خازن را می توان با مولتی متر اندازه گیری کرد. اگر در محدوده ولتاژ شارژ باشد، خازن سالم است.
نکات بااهمیت در استفاده از انواع خازن ها
- در مدارهای حساس مانند مدارهای نوسان ساز بهتر است از خازن های مرغوب مانند خازن های تانتالیومی استفاده شود.
- در صورت استفاده از خازن در مدارهای متناوب، ولتاژ کاری باید 400 ولت باشد.
- ولتاژ کاری خازن الکترولیتی روی بدنه چاپ می شود. یک خازن با ولتاژ کاری سه برابر ولتاژ تغذیه انتخاب کنید. به عنوان مثال، اگر منبع تغذیه 12 ولت است، از خازن 25 ولت یا 40 ولت استفاده کنید.
- برای اهداف یکسوسازی، بهتر است از یک خازن با ظرفیت بالا مانند 1000uF استفاده نمایید.
- در تامین برق مدار های صوتی، بهتر است از یک خازن 2200 uF یا 4700 uF استفاده کنید.
- جریان نشتی یکی دیگر از مشکلات خازن های با کارایی بالا است. برخی از شارژرها حتی پس از شارژ کامل بدون استفاده از خازن، نشتی دارند. این مشکل بیشتر در مدارهای تایمر است که زمان چرخه به زمان شارژ و دشارژ بستگی دارد. خازن های تانتالیومی با جریان نشتی کم برای استفاده در تایمر مناسب تر هستند.