خازن را با حرف C که ابتدای کلمه Capacitor است نمایش می‌دهند. با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود، برای ایجاد میدانه
ای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجم‌های کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آن‌ها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد. در ادامه با ما همراه باشید تا ببینیم که انواع خازن چه کاربردهایی دارند؟ مشخصات و ویژگی های خازن ها چیست؟ آشنایی با این ویژگی ها در زمان خرید خازن می تواند به داشتن انتخابی متناسب با نیازهای پروژه شما، کمک کند.
خازن چیست و چگونه کار می کند؟
خازن وسیله‌ای الکتریکی است که می‌تواند بار و انرژی را در خود ذخیره کند. خازنها انواع مختلفی دارند و همه آن‌ها شامل حداقل دو هادی هستند که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده‌اند؛ به این هادی‌ها صفحات خازن نیز می‌گویند. صفحات خازن می‌توانند از جنس فلز یا الکترولیک باشند. دی الکتریک نیز لایه‌ای عایق است که بین صفحات خازن قرار می‌گیرد و ظرفیت خازن را افزایش می‌دهد. جنس آن هم می‌تواند از شیشه، آب، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.
به دلیل نگهداری انرژی الکتریکی، از خازن ها در مدارات تایمینگ به همراه مقاومت‌ها استفاده می‌شوند. به دلیل اینکه خازنها به راحتی سیگنال های متناوب AC را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می‌شوند، برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم یا در مدارات به عنوان فیلتر نیز از کاپاسیتور استفاده می‌شود.
مشخصات خازن
مانند دیگر مولفه‌های الکترونیکی، خازن هم با یک سری ویژگی‌ها تعریف می‌شود. این مشخصه‌های خازنها همیشه در دفترچه های اطلاعاتی که سازندگان خازن برای استفاده از آن مهیا کرده‌اند، یافت می‌شود. در اینجا به بعضی از مهم ترین ویژگی‌های خازن ها اشاره شده است.
به دلیل نگهداری انرژی الکتریکی، از خازن ها در مدارات تایمینگ به همراه مقاومت‌ها استفاده می‌شوند. به دلیل اینکه خازنها به راحتی سیگنال های متناوب AC را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می‌شوند، برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم یا در مدارات به عنوان فیلتر نیز از کاپاسیتور استفاده می‌شود.
بار خازن
ظرفیت یک کمیت فیزیکی است و به ساختار داخلی قطعه بستگی دارد و عموماً یکی از معیارهایی است که در باید به آن دقت کنید. ظرفیت و بار خازن معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. هرچه ظرفیت یک خازن بیشتر باشد، قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه‌گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد یکای بسیار بزرگی است و در عمل، ظرفیت اکثر خازن‌های متداول در محدوده میلی‌فاراد (mF)، میکروفاراد (µF)، نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) است. نسبت مقدار باری که روی صفحات خازن انباشته می‌شود (Q) بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری (V) را ظرفیت خازن (C) گویند (C = Q/V). در خازن‌های تخت (که دو صفحه خازن، دو صفحه رسانای موازی با مساحت A است که به فاصله d از یکدیگر قرار گرفته اند) فرمول ظرفیت خازن به شرح زیر است.
ظرفیت نامی (C)
مقدار نامی ظرفیت C یک خازن از مهمترین ویژگی‌های خازن است. این مقدار در پیکو فاراد (pF)، نانو فاراد (nF) یا میکرو فاراد (μF) اندازه‌گیری می‌شود و در بدنه خازن به صورت اعداد، حروف یا باندهای رنگی علامت‌گذاری می‌شود. ظرفیت یک خازن می‌تواند مقدار را با فرکانس مدار (Hz) با دمای محیط تغییر دهد. خازن‌های سرامیکی کوچکتر می‌توانند یک مقدار نامی کوچک به اندازه یک پیکو فاراد (1pF) داشته باشند در حالی که خازن‌های الکترولیتی بزرگتر می‌توانند یک مقدار ظرفیت نامی بالای 1 فاراد (1F) داشته باشند. تمام خازنها یک محدوده قدرت تحمل که می‌تواند از 20%- تا بالای 80%+ باشد، داشته باشند که برای الکترولیت آلومینیوم مقدار واقعی آن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. انتخاب خازن توسط پیکربندی مدار تعیین می‌شود اما مقدار خوانده شده در بخش خازن ممکن است ضرورتاً مقدار واقعی آن نباشد.
ولتاژ کاری (WV)
ولتاژ کاری از دیگر ویژگی‌های مهم خازن است که ولتاژ پیوسته ماکزیمم چه DC یا AC که می‌تواند به خازن بدون شکست در طول عمر کاری به آن اعمال شود را تعریف می‌کند. عموما، ولتاژ کاری چاپ شده در بخش بدنه خازن به عنوان ولتاژ کاری DC آن (WVDC) عنوان می‌شود. مقادیر ولتاژ AC ،DC معمولا برای یک خازن یکسان نیستند زیرا که مقدار ولتاژ AC به عنوان مقدار RMS و نه مقدار اوج یا بیشینه که 1.414 بار بزرگتر است عنوان می‌شود. همچنین، ولتاژ کاری DC ویژه در داخل یک محدوده دمای مشخص به صورت نرمال از -30 تا +70 درجه سانتی‌گراد معتبر است. هرگونه ولتاژ DC بیش از ولتاژ کاری آن یا یک جریان موجی AC افزون ممکن است باعث شکست شود. بنابراین، یک کاپاسیتور اگر در یک محیط خنک و در داخل ولتاژ کاری خود عمل کند یک عمر کاری طولانی‌تری خواهد داشت. ولتاژهای DC کاری رایج 10،16،25،35،50، 63، 100، 160، 250، 400 ولت و 1000 ولت هستند و در بدنه خازن چاپ شده‌اند.
