آشنایی با خازن

خازن چیست؟

خازن یا کاپاسیتور ساخته شده از دو صفحه فلزی که مابین این دو صفحه ازاجسام عایق استفاده می شود ، دراینجا به نوع فلزاتی که خازن ها ازآنها ساختـه می شوند کاری نداریم ، منتها ازانواع خازنها وکاربرد آنها صحبت می کنیم وازمطالب خسته کننده و غیرضروری صرف نظرمی کنیم خازن انواع گوناگون و در شکل های متنوّع وجود دارد که درادامه چند نوع پرکاربرد را توضیح می دهیم ووظیفه خازن ها درالکترونیک هم متفاوت است که هرنوع خازن را که معرفی می کنیم ، کاربرد و وظایفش را هم به اختصارتوضیح می دهیم، یک سری واژه و اصطلاح هم درمورد خازنها هست که آنها را نیزبیان کرده وهمچنین روش آزمایش و تست خازن ها را توضیح خواهیم داد، ما دربحث مقاومت مداری به عنوان نمونه معرفی نکردیم، کم کم که با قطعات بیشتری آشنا شدید، مدارهایی ساده و عملی و کاربردی را هم برای شما آموزش می دهییم.

---

واحد اندازه گیری ظرفیّت خازن : واحداندازه گیری خازن فاراد است و واحدهای کوچکتر ازفاراد هم هستند مثل: میکروفاراد ، نانوفاراد ، پیکوفاراد که معمولا روی بدنه خازن ها یکی ازمشخّصاتی که نوشته می شود ، مقدارظرفیّت آنها است ،البتّه بستگی به نوع خازن ، نوشته ها هم فرق میکند که درادامه توضیح داده می شود .

خازن تانتالیوم : این نوع خازن همانند خازن الکترولیتی دارای قطب + و- می باشد ، تفاوت آن در کوچک بودن و ولتاژهای پایین آن است، معمولا زیر 100 ولت، خازن تانتالیوم هم مثل خازن الکتــــرولیتی تست می شود ، مقادیر ظرفیّت و ولتاژ آن را روی آن می نویسند یا هم بارنگ مشخّص می شود که دراین صورت مقدار برحسب میکـــروفاراد است ، طریقه خواندن مشخّصات درخازنی که بارنگ مقادیر را نشان میدهد، مثل خواندن رنگها درمقاومت می باشد رنگهـــــا را ازبالا به پایین می خوانیم بدبن ترتیب که رنگ اول و دوّم را معادل شان عدد قرارمیدهیم و یک خالی دروسط دو رنگ اصلی اگرباشد این خال بستگی دارد چه رنگی باشد، اگرسیاه باشد دوعدد اوّل در1 ضرب می شوند، اگر خال قهوه ای باشد، دو عدد اوّل در10 ضرب می شوند ، اگر سفید باشد دو عدد اوّل در1/10 ضرب می شود( یک دهم) و اگر خال رنگی خاکستری بود، در 1/100 ضرب می شوند مشخّص نمودن ولتاژخازن ازروی رنگ زمینه آن : رنگ زمینه رنگی است که درنزدیکی پایه ها وآخرین رنگ خازن است، حال نسبت رنگ ها را با ولتاژ خازن به این طریق می خوانیم : سفید = 3 ولت ، زرد = 6/3 ولت ، سیاه = 10 ولت ، سبز = 16 ولت ، خاکستری = 25 ولت صورتی = 35 ولت.

---

خازن سرامیکی : نوع عایق بکـــاررفت در این خازن، سرامیک است و این خازن بیشتر درمدارات نوسان ساز و به عنوان وصل کننده یا کوپلاژ استفاده می شود، این نوع خازن درشکل های گوناگونی وجود داردازجمله: عدسی ، لوله ای و مستطیلی یا مربّعی، و همچنین نوع چند سرآن هم وجود دارد که در واقع چند خازن با هم در یک محفظه هستند ، مقادیر این خازنها معمولا روی آنها نوشته می شود، برای آزمایش سالم بودن این نوع خازن نیز بهترین روش استفاده ازخازن تستر است مخصوصا که اکثراین خازنها با ظرفیّت بسیار پایین کاربرد دارد منتها برای تست اوّلیه اگر دو پایه آنرا درحالت اهم اندازه گیـری کنیم، هیچ اهمی نباید نشـان دهد، این نوع خازن سه چهار جور خراب می شود ، یا می ترکد ، یا ازدرون قطع می شود و با خازن تستر هم دیگر ظرفیّتش نشان داده نمی شود و به ندرت هم صفحاتش ازدرون بهم اتّصال می کنند که دراین حالت با هراهم متری که آنرا تست کنیم، مثل مقاومت یا اهم نشان میدهد یا اتّصال کامل و شورت است ، برای خواندن مقدار ظرفیّت این نوع خازن دو عدد اوّل را می نویسیم و عدد سوّم را هرچه باشـــــد به تعداد 0 می گزاریم مثلا اگر روی خازنی اعداد 102 نوشته بود، مقدار ظرفیّت آن برابر 1000 پیکو فاراد است، لازم به توضیح است اگر واحد اندازه گیـــــــری نوشته نشده باشد، اگر اعداد اعشاری و کمتراز یک باشتد پس برحسب میکروفاراد است و اگر اعداد 1 یا بیشتر از یک باشند، برحسب پیکو فاراد خوانــــده می شود چند حالت نوشتن اعداد روی خازنهای سرامیکی در سمت چپ قابل مشاهده است.

---

خازن تریمر: این خازنها درشکل های گوناگون وجود دارند و ظزفیّت آنها بسیارکم است و برای تنظیمات بسیاردقیق درالکترونیک بکارمیروند.

---

خازن واریابل : برای تنظیمات فرکانس استفاده می شود و اکثر رادیوهای معمولی این قطعه را دارند.

خوب فکر می کنم بحث درمورد خازن به درازا کشید با اینکه کلّی مطلب درمورد خازن و انواع آن هست که اگر بخواهم ا دامه دهم مطمئن هستم خسته کننده خواهد بود بنابراین همین جا بحث خازن را به پایان می رسانیم.

ولتاژکاری خازن : هرخازنی علاوه بر مقدار ظرفیّتی که دارد، در یک محدوده ولتاژ مشخّصی کـــارمیکند کـه این مقدار ولتاژ را نیز روی خازن نوشته می شود، همجنین مشخّصات و علائم دیگری هم روی خازنها دیده می شود که در ادامه به آن ها نیز می رسیم .

شارژ خازن : اگر به دو سر یک خازن، ولتاژی که درمحدوده ولتاژ کاری خازن مربوطه است، با رعایت کردن مثبت و منفی، وصل کنیم،خازن برق را درخود ذخیره می کند که به این حالت، شارژ خازن گفته می شود.

دشارژ خازن : اگر خازنی را که شارژ شده به یک مصرف کننده مثلا یک لامپ وصل کنیم، برق ذخیره شده خازن خالی می شود که به این حالت دشارژخازن گفته می شود ، البتّه توجّه داشته باشید برای دشارژ خازن ازلامپ یا مصرف کننده ای استفاده کنید که ولتاژ کاری اش از ولتاژ کاری خازن پایین تر نباشد، درضمن اگراز لامپ برای دشارژ خازن استفاده می کنید اگرخازن شما ظرفیّتش بالا باشد و ولتاژش هم از ولتاژ لامپ کمترنباشد، یک لحظه ممکن است لامپ روش شود و سریع خاموش شود، وقتی لامپ خاموش شد خیالتان راحت باشد دیگه خازن خالی شده و خطری ندارد ، چون اگر ولتاژ کارخازن وظرفیّتش بالا باشد و شارژ هم باشد چنانچه دوسرآن بهم بخــــورد ، جرقه می زند و این ممکن است به شما صدمه بزند ضمن اینکه خازن هم ممکن است آسیب ببیند و دیگر اینکه خازن شارژ شده را هیچ وقت دست به پایه هایش نزنید چون ممکن است به شما شوک وارد کند واگر خازن خیلی بزرگ باشد حتّی باعث سوختگی دستان شما خواهد شد.

ثابت زمانی خازن : مدت زمانی که طول می کشد تا خازن شارژ شود با مدّت زمانی که طول می کشد تا خازن دشارژ شود با هم برابراست، که به آن ثابت زمانی خازن گفته می شود .

پلاریته خازن : انواعی از خازنها هستند که پایه مثبت و منفی آنها مشخّص است که به آن پلاریته می گویند و موقع استفاده این خازنها به رعایت پلاریته آنها توجّه می شود و گرنه خراب خواهند شد، در بعضی موارد حتّی منفجر می شوند یا می ترکند.

مقاومت خازنی یا راکتانس :خازن ها وقتی در مداری مورد استفـــــاده قرار می گیرند، ازخودشان یک مقاومتی نشان میدهند که به این مقاومت، راکتانس یا مقاومت خازنی گفته می شود

---

انـــــــــــــواع خــــــــــازن:

خازن الکترولیتی یا شیمیایی : شکل این خازنها معمولا بیشتر بشکه ای است ودررنگ های مختلف وجود دارند، این نوع خازن یکی ازپرکاربرد ترین نوع خازن هاست و شما دراکثردستگاه ها می بینید، اندازه آن می تواند از نیم سانتی مترتا چندین سانتی مترمکعب باشد، همچنین ظرفیّت آن نیز می تواند از صدم میکروفاراد تا چند فاراد باشد، با توجه به جدول ظرفیّت خازنها و تعاریف، این مطلب بهتر قابل درک است.

---

تست خازن : برای آزمایش خازن می توان ازدستگاهی به نام خازن تستر استفاده کرد، البتّه بعضی مالتیمتر های موجود دربازار، خازن تسترهم هستند ولی اگرحداقل یک مالتیمتر عقربه ای دارید ، طریقه تست به این صورت است : مالتیمتر را روی یک کیلواهم یا کیلواهم قرارمیدهیم و لیدهای آن را به دو پایه خازن وصل کرده و کمی صبرمی کنیم بعد جای لید ها را عوض کرده و مجددا به پایه های خازن وصل می کنیم، درحین انجـام باید هربارکه لیدها به پایه خازن وصل می شوند، عقربه یک حرکت رفت و برگشت داشته باشــد ، اگر این حرکت خیلی کم است، رنج کیلو اهم را کمتر کنید مثلا اگر روی یک کیلو است حالا بزارید روی صد اهم اگرصد اهم ندارید بزارید روی اهم ، ناگفته نماند هرچه ظرفیّت خازن کمترباشد حرکت عقربه کمترخواهد بود، شما با چند بارآزمایش و تغییرات رنج مالتیمترتان، سررشته کار دستتان می آید، این روش تست نشان میدهد که خازن خراب نیست ولی نمی توان به ظرفیّت آن مطمئن بود چون خازن تستر ظرفیّت خازن را نشان میدهد مثلا اگر روی یک خازن نوشته باشد ، 10 میکروفارد ، خازن تستر عدد 10 را نشان میدهد که روشی مطمئن است، پس اگر شما زیاد باخازن ها سروکار دارید بهتر است موقع خرید مالتیمتر امکانات آن را درنظر بگیرید ، شما می توانید مالتیمتری بخرید که توانایی تست خازن ، دیود ، مقاومت ، ترازیستور ، ولتاژ ، جریان یا آمپر، فرکانس را داشته باشد، شکل سمت چپ چگونگی آزمایش یک خازن الکترولیتی را نشلن میدهد، به لیدهای قرمز وسیاه دقّت کنید که جابه جا می شوند ، لازم به توضیح است با مالتیمتر عقربه ای خازنهای با ظرفیّت کمتراز1 میکروفاراد را به سختی می توان تست نمود و هرچه ظرفیّت پایننتـــر باشد ، حرکت عقربه مالتیمتر ناچیزترخواهــــد بود به طوری که دیگرحرکتی را مشاهده نمی کنید ظاهر یک خازن باید سالم باشد و اگر الکترولیتی می باشد نباید باد کرده یا سرآن ترک خورده باشد همچنین ازدور پایه هایش نباید مایعی نشت کرده باشــــد خازن های الکترولیتی ضمن اینکه پرکــاربــــــرد هستند، زیاد هم خراب می شوند و خرابی آنها بیشتر به این صورت است که بعد از مدتّی ظرفیّت آنها بهم می خورد یا افزایش یا کاهش می یابد چنانچه خازن الکترولیتی را چک کنید و ظرفیّت آن بیش از 10 درصد خطا داشتــــه باشد وعمرآن هم بالای 10 سال باشد بهتــراست آن را عوض کنید، خازنهای الکترولیتی چه استفاده شوند چه درقفسه ها نگهداری شوند براثر گرما و سرما مخصوصا گرما، تغییرظرفیّت می دهند پس اگر خازنهای یدکی دارید، آنها را داخل پلاستیک و در دمای بین 15 تا 25 درجه نگهداری نمایید تا طول عمر بیشتری داشته باشند.

کاربرد خازن های الکترولیتی : ازاین نوع خازن بیشتر برای صاف کردن ولتاژ بدست آمده از برق متناوب استفاده می شود به این صورت که ولتاژ متناوب بعد اینکه توسط دیودها به برق مستقیم تبدیل شد، چون دارای پارازیت و اعوجاج است، برای صاف کردن برق مستقیم خازن الکترولیت پلاریته دار استفاده می شود و ولتاژ خازن و ظرفیّت خازن هم بستگی به مدار دارد، برای روشن شدن مطلب یک مثال می زنیم: فرض کنید یک ترانسی دارید که با برق شهر کار میکند و خروجی ترانس 12 ولت متناوب است، ابتدا باید توسط دیود این 12 ولت متناوب به ولتاژ مستقیم یا دی سی تبدیل شود، حال نوبت به انتخاب یک خازن متناسب با مدارمان می رسد، برای این منظور باید قدرت و توان ترانس را بدانید مثلا ترانس شما مشخصاتش این است: 220 به 12 ولت 1 آمپر بنابراین باید ضمن استفاده از دیودهای 1 آمپر بالای 50 ولت، خازنی با ولتاژ 16 ولت استفاده کنید برای محاسبـــــه ولتاژ خازن برای ولتاژ دی سی بدست آمده توسط دایودها، با مالتیمتر ولتاژ بعد از دیودها را اندازه می گیرید مثلا 12 ولت به شما نشان می دهد، برای حساب کردن ولتـــاژ خازن 12 را در4/1 ضرب می کنید که حدودا 16/8 بدست میاد پس یک خازن 16 ولت مناسب است، برای انتخاب ظرفیّت خازن بستگی دارد از مدارتان برای چه منظــوری می خواهید استفاده کنید و مصرف و باری که می خواهید ازاین ولتاژ 12 ولت بکشید چند میلی آمپر است که شما درمثال فوق میتوانید حداکثر 1 آمپر و به صورت نرمال تا 800 میلی آمپر استفاده کنید ، حال اگر همیشه قرار است ازحد اکثر آمپر که 800 است استفاده شود پس یک خازن با ظرفیّت 470 الی ظرفیّت 3300 میکرو فاراد باید داشته باشید هرچه ظرفیّت خازن بیشتر باشد، ولتاژ دی سی شما صافتر و قوی ترخواهد بود منتها با افزایش ظرفیّت خازن باید یک ایمنی برای مدار نظربگیرید چون ولتاژ برگشتی خازن شارژ شده اگر به طرف دیودها و ترانس برگردد، احتمال صدمه دیدن دیودها و ترانس شما زیاد است، برای این منظور دو راه عمومــــــــی وجود دارد، یکی اینکه مصرف کننده شما همیشه به خط 12 ولت وصل باشد و برای خاموش و روشن کردن ، برق 220 را قطع و وصل کنید که این روش یک روش متداول و خوب است، روش دوّم استفاده ازیک مقاومت بار است یعنی اینکه این مقاومت را شما به عنوان یک مصرف کننده دائمی ولی بسیارکم مصرف به خروجی 12 ولت اضافه کنید به صورت موازی، برای محاسبه مقداراهم و وات مقاومت ازفرمول استفاده می شود ولی چون قرار است در این سایت کمتر از فرمول استفاده شود، یک روش پیش فرض و تجربی را مورد بحث قرار میدهیم، پس یک مقاومت 1 کیلو اهم 1 وات استفاده می کنیم، با اینکه دیود ها را درصفحات بعدی توضیح خواهیم داد ولی برای روشن شدن مطالب فوق ، یک مدار درادامه دراین قسمت آموزش گذاشتیم.

---