برای خرید بانک‌خازنی و اطلاع از لیست قیمت ها فروشگاه تسلاکالا
آکادمی تسلا کالا
خازن چیست؟

خازن چیست؟ نگاهی به تاریخچه و تعاریف اولیه خازن که هر مهندسی باید بداند

خازن چیست؟ از کجا آمده است؟ مخترع خازن کیست؟ ثابت دی الکتریک و ولتاژ و ظرفیت خازن به چه معنی می‌باشند ؟ خازن عدسی و سرامیکی و میکا و … چه هستند؟ و اصول اولیه و تعاریف اولیه ای که هر مهندسی باید در مورد خازن‌ها بداند را در این مطلب به صورت خلاصه  و کاربردی برای شما توضیح داده ایم. با ما همراه باشید.

 

تاریخچه ی خازن و واحد اندازه گیری ظرفیت خازن

شاید تمام این داستان از یک پارچ آغاز شد، یک پارچ جادویی به نام  پارچ  لیدن  leyden jar

 

 

خازن

احتمالا برای اولين بار  گيلبرت    William Gilbert از واژه ی  الكتريسيته براي نام گذاری نيروي ناشي از ساییدگی بین اجسام استفاده كرد .بعد از او ، استفان گِرِي  Stephan Gray ‌هادي الكتريكي را شناسايي كرد. چارلز دوفِي  Charles Dufay  نیز براي اولين بار ميدان الكتريكي را مورد بررسی قرار داد. این اکتشافات  تماما در قرن هفدهم رخ دادند.

پیتر فان  Pieter van Munchen Broek  در سال ۱۷۴۵ در زمينه رياضي و فيزيك در دانشگاه لِيدِن در هلند، نگهدارندة بار الكتريكي را اختراع كرد. او آزمايش خود را با يك پارچ شيشه‌اي انجام داد كه بعدها «پارچ لِيدِن» نام گرفت. اعتقاد برخی بر این است كه مخترع خازن، اوالد  آلماني Ewald  بوده است. اولين خازن، پارچي شيشه‌اي بود كه نصف آن آب بود  و دَربِ آن با چوب‌پنبه محصور بود. از بين چوب‌پنبه سيمي فلزي به درون پارچ مي‌رفت. سيم فلزي با منبع توليد الكتريسيته ساكن تماس پيدا مي‌كرد و پارچ باردار مي‌شد. قرار گرفتن یک‌هادي‌ الکتریکی  در نزديكي سيم يا در صورت تماس با آن موجب تخليه شدن خازن مي‌شد.

بنجامين فرانکلین Benjamin Franklin ، طی آزمايش با پارچ لِيدِن نشان داد كه بار الكتريكي را مي‌توان از صاعقه نيز به دست آورد. او تئوري سيال الكتريكي را ارائه داد تا ثابت كند صاعقه پديده‌اي الكتريكي است. فرانكلين براي اولين بار از علامت‌هاي مثبت و منفي براي نيروهاي الكتريكي جاذب و دافع استفاده كرد. اكتشافات او با پارچ لِيدِن ثابت كرد كه از يك قطعة صاف شيشه‌هاي هم مي‌توان براي توليد خازن استفاده كرد. به اين خازن‌ها، خازن‌هاي مسطح يا «مربع‌هاي فرانكلين» گفته مي‌شد.

نخستین بار، فاراده Michael Faraday متوجه شد كه حركت آهنربا در يك سيم‌پيچ موجب توليد جريان میگردد. اين امر  منجر به توليد ماشين‌هاي گردان  نظیر ، ژنراتور، و موتور شد. واحد ظرفيت خازن، به افتخار  او  فاراد انتخاب شد.

اگر قدری از مسائل تاریخی و سیر پیشرفت و تحول این تجهیز الکتریکی فاصله بگیریم ، جا دارد که به ساختار و انواع آن و همچنین موارد استفاده آن نگاهی انداخت.

ساختار و کاربرد خازن

خازن یکی از چندین تجهیزات الکتریکی مختلفی می‌باشد که در تمامی‌گرایش‌های برق، از قدرت گرفته تا مخابرات و الکترونیک و کنترل و …. با تغییر در ساختمان ( و نه در اصول ) کاربردهای فراوانی را متحمل می‌باشد.

در اصول  ، تجهیزی است که براي ذخيره انرژي الکتريکي در قالب ولتاژ ( و نه جریان ) به وسیله  میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) ، در مدار استفاده مي شود و با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود  می‌توان از آن برای ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت و پایدار استفاده کرد.

خازن از دو صفحه فلزی موازی (رسانا) تشکیل شده است که در بین صفحات هوا یا عایق (دی الکتریک) وجود دارد.

کاربرد خازن الکترونیکی

در صنايع الكترونيك، خازن‌ها اغلب در مدارهاي الكتريكي با كاربري كنترلي استفاده مي‌شوند. اين خازن‌ها در اشكال و اندازه‌هاي مختلف توليد مي‌شوند. مواد مورد استفاده در آنها مي‌تواند آلومينيوم، پلي‌پروپيلن، پلي‌استر، پلي‌كربنات، ميکا، رزين‌هاي اپوكسي، تفلون، و تانتالیوم باشد.

و در واقع بر اساس این نوع متریال ، انواع خازن الکترونیکی هم دسته بندی می‌شوند .

ظرفیت الکتریکی خازن جدا از نوع و کاربرد آن به سطح مقطع و فاصله صفحات و جنس عایق میباشد.

خازن یا کاپاسیتور که ابتدای کلمه  capacitor  است با حرف C نمایش می‌دهند. واحد ظرفیت خازن فاراد است و ظرفیت خازن طبق فرمول زیر بدست می‌آید.

فرمول محاسبه ی ظرفیت خازن

C=kε۰  A/d

A: سطح مقطع صفحات رسانا

d:  فاصله صفحات رسانا از همدیگر

:       ثابت دی الکتریک

فاراد برای خازن واحد بزرگی است که برای معرفی ظرفیت خازن از واحد‌های کوچکتر مانند میکرو فاراد یا پیکو فاراد استفاده می‌کنند.

در تصویر زیر ساختار خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت خازن که در بالا پارامتر‌های آن شرح داده شده است را مشاهده می‌کنید.

فرمول محاسبه ظرفیت خازن

انواع خازن چیست؟

خازن‌ها از لحاظ ساختار به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند:

  • خازن عدسي
  • خازن سراميكي
  • خازن الکتروليتي
  • خازن ورقه ای
  • خازن میکا
  • خازن روغنی و گازی ، خازن معدنی و رزینی
  
برو به فروشگاه بانک خازنی و تجهیزات جانبی
 

خازن‌های عدسی

خازن عدسی دارای ابعاد ریز  بدون پلاریته مثبت و منفی(خازن‌های بدون قطب) که در محدوده ظرفیتی پیکو فاراد و نانو فاراد هستند. سایز خازن مرتبط با ظرفیت و میزان آن می‌باشد .بر روی خازن عدسی اعدادی نوشته شده که نمایانگر ظرفیت آن می‌باشد

خازن‌های سرامیکی

از دیگر نوع خازن‌های بدون قطب،خازن‌های سرامیکی هستند  که جنس دی الکتریک آن سرامیک است و چون ثابت دی الکتریک سرامیک بالاست، این نوع خازن عایق مناسبی  دارد و میتوان ظرفیت‌های بالا در حد میکرو فاراد در ابعاد کوچک فراهم کرد. همچنین دارای ولتاژ کاری بالا می‌باشند .

 

 

انواع خازن

 

خازن‌های الکترولیتی یا خازن‌های شیمیایی

خازن‌های الکترولیتی (شیمیایی) بر خلاف خازن‌های سرامیکی و عدسی دارای قطبهای  مثبت و منفی میباشند و  معمولا در رنج میکرو فاراد می‌باشند. ظرفیت خازن و ولتاژ قابل تحمل خازن بر روی آن درج شده است و  هنگام استفاده در مدار باید به جهت خازن توجه داشت. انواع خازن‌های الکترولیتی تانتالیومی‌و آلومینیومی‌می‌باشد.  از مهمترین کاربردهای این خازن در مدار یکسو کننده دیودی به عنوان فیلتر و کوپلینگ در مدار بایاس ترانزیستور‌ها می‌باشد.بر روی بدنه خازن نواری با رنگ مخالف و حاوی علامت “منفی” برای مشخص شدن پایه منفی می‌باشد. بر روی بردها نیم دایره مشکی رنگی را برای مشخص شدن پایه منفی طراحی می‌کند که زمان لحیم کاری اشتباهی رخ ندهد.

 

خازن‌های الکترونیکی

 

خازن‌های کاغذی

خازنهای کاغذی به علت پایین بودن  ثابت دی الکتریک، دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند، البته همین نیز موجب مزایای پرکاربردی شده است  از مزايای اين خازنها استفاده  در ولتاژها و جریانهای بالا می‌باشد.خازنهای پلاستیکی  نسبت به تغييرات دما حساسيت بالایی ندارند. لذا کاربرد آنها در مدار‌هایی است که احتياج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از معروف ترین دی الکتريک‌هایی که در اين خازنها به کار می‌رود پلی استایرن  Polystyrene است، به همین دلیل به اين خازنها “خازن پلی استر” نیز گفته می‌شود.

 

خازن کاغذی
خازن کاغذی

 

خازن‌های میکا

خازن میکا ، دی الکتریک این خازنها صفحات و ورقات میکا می‌باشند داشتن ولتاژ کاری بالا ، ثبات ظرفیت و عمر طولانی از ویژگی‌های بارز این نوع می‌باشد

 

خازن میکا
خازن میکا

 

خازن‌های روغنی، گازی، معدنی و رزینی

بیشترین کاربرد را در صنعت برق در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و يا اصلاح ضريب قدرت دارند به همین دلیل این خازنها را خازن صنعتی نیز می‌نامند که در سطح ولتاژهای بالا مورد استفاده قرار میگیرند. لینک مقاله خازنهای صنعتی

 

  
بررسی و خرید خازن های سه فاز فشارضعیف
 

خازن‌های متغیر :

با سه فاکتور می‌توان ظرفیت خازن را تغیر داد :

  • فاصله بین صفحات‌هادی
  • تغییر مساحت صفحات
  • نوع دی الکتریک

اصولا تعداد معدودی شرکت در این زمینه تخصصی کار می‌کنند  و در صنعت رسانه و امواج رادیویی کاربرد وسیعی دارند

 

 

 

خازن‌های متغیر

 

 

در زمینه ی اصلاح ضریب قدرت سوالی دارید؟

کارشناسان فنی ما آماده ی پاسخ گویی رایگان به سوالات شما هستند

برو به فروشگاه

تماس با ما : ۰۲۱۹۱۰۲۶۱۲۶

تسلا کالا

در آکادمی تسلا کالا مقالات آموزشی در زمینه های اصلاح ضریب قدرت و انواع خازن های فشار ضعیف ، متوسط و قوی را می توانید مطالعه کنید. هدف ما از این آموزش ها انتقال تجربیاتمان به مهندسین و همچنین کمک به استفاده ی درست تر و بهینه تر از ظرفیت شبکه ی انتقال برق می باشد.

اضافه کردن نظر

/* ]]> */