خازن:

خازن از دو صفحه فلزی تشکیل شده است که بین این دو صفحه، یک جسم عایق (دی الکتریک) قرار دارد و معمولا جنس عایق از هرچه باشد، خازن را به همان نام نام گذاری می کنند، مثلا خازن سرامیکی خازنی استکه عایقش سرامیک است و یا خازن میکایی خازنی است که عایقش میکا است و یا خازن الکترولیتی، خازنی است که عایق آن شیمیایی است.

ظرفیت خازن:

ظرفیت خازن به معنی مقدار بار الکتریکی است که بر واحد سطح می نشیند.

واحد ظرفیت خازن فاراد است که عبارتست از مقدار یک کولن بار بر روی یک متر مربع یا به عبارت دیگر اگر یک خازن یک فارادی را به یک باطری یک ولتی وصل کنیم، در مدت یک ثانیه جریانی برابر یک آمپر از آن عبور کند.

مقدار ظرفیت خازن به 3 عامل بستگی دارد.

مساحت صفحات خازن، فاصله ی بین صفحات و نوع عایقی که در بین صفحات خازن است سه عاملی هستند که در تعیین ظرفیت خازن نقش اساسی دارند و از حاصلضرب فاصله صفحات بر حسب متر مربع در ضریب دی الکتریک خازن تقسیم بر فاصله دو صفحه بر حسب متر به دست می آید.

ولتاژ کار خازن:

به مقدار ولتاژی که خازن می تواند در خود نگه دارد، ولتاژ کار خازن گویند و با V نمایش می دهند که بر روی خازن نوشته می شود و اگر بر روی خازنی ولتاژ کار نوشته نشده باشد، یعنی اینکه این خازن ولتاژ کارش 50V است.

اگر بر روی خازنی 16 ولت ذکر شده باشد و ما ولتاژ بیشتری به آن بدهیم عایق بین صفحات تحمل آن را نداشته و باعث می شود به علت نزدیکی صفحات جرقه ایجاد شده و خازن منفجر شود و این بسیار خطرناک است، بعضی اوقات هم این عمل باعث نیم سوز شدن خازن می گردد که در اصطلاح به آن نشتی دار شدن خازن می گویند و خازن دیگر نمی تواند بر روی صفحاتش بار ذخیره کند و یک مقاومت در بین پایه های آن ایجاد می شود که باعث تخلیه و دشارژ خازن می شود.

شارژ و دشارژ خازن:

هرگاه خازن به یک منبع ولتاژ متصل می شود، آن سطح از خازن که به قطب مثبت وصل است خالی از الکترون شده و آن قطب از خازن که به قطب منفی وصل است سرشار از الکترون می شود پس یک اختلاف پتانسیل میان دو قطب خازن ایجاد می شود، در این حال می گوییم که خازن شارژ شده است، اکنون اگر بین دو پایه خازن جسمی قرار دهیم که بتواند این اختلاف پتانسیل را به صفر برساند می گوییم خازن دشارژ یا اصطلاحا تخلیه شده است.

مدت زمان شارژ خازن:

مدار مقابل را در نظر بگیرید، اگر مقاومت Rو برحسب اهم باشد، خازن Cو برحسب فاراد باشد و Tبر حسب ثانیه باشد مدت زمانی که طول می کشد خازن مقابل شارژ شود از رابطه زیر محاسبه می شود:

T=RC

همچنین اگر خازن شارژ کامل باشد زمان دشارژ خازن نیز از رابطه بالا محاسبه می شود.

انواع خازن های تجاری:

خازن ها انواع مختلف دارند و در اشکال مختلف و با کاربردهای گوناگون عرضه می شوند، انواع خازن ها به صورت زیر با توجه به عایق بکار رفته در آن ها بصورت زیر نام گذاری می شوند.

1. خازن الکترولیتی

2. خازن تانتالیوم

3. خازن سرامیکی

4. خازن میکائی

5. خازن کاغذی

6. خازن پلی استر

7. خازن فیدترو

8. خازن متغییر (تریمر و واریابل)

خازن الکترولیت به خازنی گویند که عایق بین صفحاتش از جنس مواد شیمیایی است، ظرفیت این خازن معمولا بالا است و دارای قطب مثبت و منفی می باشد.

در دستگاه های صوتی این خازن ها معمولا نشتی پیدا می کنند. گاهی اوقات این خازن ها را سه پایه می سازند که یک پایه اضافی مربوط به شاسی می شود و برای نویز گیری قرار داده می شود و باید به شاسی متصل شود.

خازن تانتالیوم این خازن در حقیقت یک خازن کوچک الکترولیتی است با این تفاوت که از مرغوبیت بالاتری بر خوردار است و دیرتر دچار نشتی می شود.

خازن سرامیکی این خازن که از عایق سرامیک استفاده می کند و گاهی اوقات به صورت عدسی شکل ساخته می شود و معمولا در ظرفیت های پایین ساخته می شود.

خازن میکائی این خازن نیز بدون قطب است و عایقش از جنس میکا و صفحاتش از جنس آلومینیوم است.

خازن کاغذی این خازن از عایق کاغذ که معمولا آغشته به روغن است استفاده می کند.

خازن پلی استر دارای عایقی از جنس پلاستیک است این خازن با نوار های رنگی شناخته می شود.

خازن فیدترو این خازن ها مانند یک لوله فلزی بزرگهستند که داخل آنها یک سیم فلزی عبور می کند در نتیجه سیم با لوله تشکیل دو صفحه خازن می دهند این خازن معمولا در ولتاژ بالا استفاده می شود.

خازن متغییر این خازن ها این خازن ها که مقدار آنها معمولا کم است با تغییر فاصله بین صفحاتش مقدارش نیز تغییر می کند.

سری و موازی بستن خازن ها:

خازن ها نیز مانند مقاومت ها با سری و موازی شدن تغییر خصوصیات می دهند. اگر دو خازن با هم سری شوند ظرفیت آنها کم می شود ولی ولتاژ کار آنها افزایش میابد.

همچنین اگر دو خازن با یکدیگر موازی شوند مقدار ظرفیت آنها با هم جمع جبری می شود، ولی در ولتاژ کارش تعییری ایجاد نمی شود. توجه کنید که اگر مقدار ولتاژ کار آنها با هم متفاوت باشد ولتاژ کار خازنی که مقدارش کمتر است محاسبه می شود.

طریقه خواندن مقدار خازنها:

هر خازن اطلاعات مربوط به خود را داراست و اطلاعات هر خازن بر روی آن و هریک به نحوی نوشته شده است. توجه داشته باشید که در میان خازن ها فقط خازن الکترولیت و تانتالیوم دارای قطب مثبت و منفی می باشند.

مقدار مشخصات خازن های الکترولیتی به صورت کاملا واضح بر روی خود آنها نوشته شده است برای مثال بر روی خازنی این ارقام نوشته شده است 1000uF 16V یعنی این خازن ظرفیت 1000 میکرو فاراد را داراست و توان تحمل ولتاژ را تا 16 ولت دارد.

خازن های تانتالیوم به دو صورت شماره گذاری می شوند یا بطور مستقیم بر روی آنها نوشته می شود یا با کدهای رنگی شناخته می شوند روش خواندن کدهای رنگی آنها دقیقا مانند مقاومت هاست با این تفسیر که رنگ اول آنها بالای خازن است (مقدار به دست آمده بر حسب پیکو فاراد است)، در این خازن ها یک خال رنگی وجود دارد که هر کدام معرف یک ولتاژ کار است:

سفید = 2 ولت

زرد = 6.3 ولت

سیاه = 10 ولت

سبز = 16 ولت

خاکستری = 25 ولت

قرمز = 35 ولت

خازن های سرامیکی نیز به چند صورت مشخص می شوند اگر بر روی خازنی عدد یک یا دو رقمی نوشته شده باشد مقدار آن همان عدد یک رقمی بر حسب پیکو فاراد است ولی اگر عدد سه رقمی نوشته شده باشد مانند مقاومت ها محاسبه می شود یعنی عدد اول و دوم را نوشته و به اندازه عدد سوم صفر می گذاریم. در این گونه خازن ها مقدار ولتاژ کاری آنها به صورت مستقیم بر روی خازن قید می شود اگر این مقدار وجود نداشت مقدار ولتاژ کاری خازن 50 ولت است.

در خازن های پلی استر معمولا 5 رنگ (پرچم) وجود دارد که رنگ اول و دوم را نوشته و به اندازه مقدار پرچم سوم صفر می گذاریم، رنگ چهارم نشان دهنده در صد

خطا است که قهوه ای معرف 1%، سبز معرف 5%، سفید معرف 10%، سیاه بیانگر 20% و بنفش نشاندهنده 2.5% است. نوار پنجم نشان دهنده ولتاژ کار خازن

است، بدین صورت که رنگ قهوه ای بیانگر 100 ولت، نوار قرمز و بیانگر 400 ولت است.

خازن واریابل:

گفتیم که سه عامل اساسی در تعیین مقدار خازن نقش دارد یکی جنس دی الکتریک بود، دیگری فاصله بین صفحات و دیگری اندازه صفحات، توجه داشته باشید

برای تغییر مقدار ظرفیت خازن بین گزینه های قید شده تغییر اندازه بین صفحات از همه موارد عاقلانه تر و با صرفه تر است.

خازن های متغییر دو یا چند صفحه روی یکدیگرند که عایق بینشان هوا است با تغییر فاصله این صفحات از یکدیگر مقدار ظرفیت این خازن نیز تغییر می کند همان طور که گفته شد این خازن ها بیشتر در مدارات فرستنده و گیرنده رادیویی استفاده می شود که کارشان ایجاد یک فرکانس رزونانس معین است.

واریابل های تجاری به طور کلی به 3 دسته تقسیم می شود چون ما در رادیو های آنالوگ 3 باند رادیویی داریم FM,SW,AM (اگر نام رادیو چند موج شنیدید در واقع باند SW برای دریافت دقیقتر امواج به چند قسمت تقسیم شده است.) رادیو های تک موج دارای واریابلی 3 پایه هستند، رادیو های 2 موج دارای واریابلی 6 پایه هستند و رادیو های 3 موج دارای واریابلی 9 پایه هستند