خازن چیست | انواع خازن + کاربرد

1.خازن‌ های ثابت

این خازن، ظرفیت ثابتی دارد و نام آن براساس ماده دی الکتریکی که در آن به کار می‌رود، مشخص می‌شود. خازن های ثابت به 2 دسته قطبی یا پلاریزه و خازن غیر قطبی یا غیرپلاریزه تقسیم‌بندی می‌شوند.

خازن های قطبی : الکترودهای خازن‌های قطبی دارای قطبیت (سر منفی و مثبت) هستند. برای وصل کردن این خازن‌ها باید ترمینال منفی را به منفی و ترمینال مثبت را به سر مثبت منبع متصل کرد.

این خازن نیز به 2 دسته خازن دائم کار الکترولیتی و ابرخازن‌ها تقسیم می‌شود. ابرخازن‌ها دارای ظرفیت بسیار بالا (در حد کیلوفاراد) هستند که از فناوری نانو در ساخت آن‌ها استفاده شده است. معمولاً از ابرخازن‌ها برای کاهش مدت زمان شارژ ماشین‌های برقی استفاده می‌شود.

خازن‌های غیرپلاریزه یا غیرقطبی : این نوع خازن ها هیچ قطبیتی ندارند و در هر دو جهت می‌توان از آن در مدار استفاده کرد.

• خازن الکترولیتی

خازن الکترولیتی چیست؟ این خازن‌ها معمولا شبیه به استوانه بوده و برخلاف حجم کم، دارای ذخیره انرژی با ظرفیت بالایی هستند. خازن‌های الکترولیتی دو پایه منفی و مثبت داشته و حداکثر ولتاژی که دی الکتریک توانایی تحمل آن را دارد، روی آن ثبت شده است. معمولا سر منفی این نوع خازن با نواری به رنگ سفید مشخص شده و برای حذف نویزهای با فرکانس پایین، صاف کردن و حذف ریپل ولتاژ در قسمت تغذیه مدارها کاربرد دارند. این نوع خازن‌ها نیز به 3 دسته خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی، خازن‌های الکترولیتی تانتالیوم و خازن‌های الکترولیتی نیوبیم تقسیم می‌شوند.

خازن الکترولیتی تانتالیوم

یکی از انواع خازن‌های الکترولیتی، خازن تانتالیوم بوده که در ساخت آن از فلز تانتالیوم، به جای آلومینیوم استفاده شده است. درواقع این عنصر دارای ثابت دی الکتریک بالاتری است که باعث می‌شود نسبت به نوع آلومینیومی ظرفیت بالاتری داشته باشند. در نهایت قیمت بالاتری نسبت به سایر خازن‌ها خواهند داشت. لازم به ذکر است که این نوع خازن در دو مدل SMD و DIP تولید شده و به بازار عرضه می‌شوند.

به‌طورکلی ظرفیت بالای این خازن‌ها سبب می‌شود که بتوان در ابعاد کوچکتری آنها را تولید کرد. با توجه به طول عمر بسیار و جریان نشت کمتر، این خازن‌ها تحمل بالایی دربرابر دشارژ شدن داشته و ظرفیت آنها حدودا تا 330 میکروفاراد است.

همچنین بخوانید: نحوه تست خازن smd

• خازن سرامیکی

در ساختار این خازن از دی الکتریکی به جنس سرامیک استفاده شده است. با توجه به اینکه ثابت دی الکتریک در این نوع خازن بالا است، امکان ساخت خازن‌های در اندازه کوچک و با ظرفیت بسیار بالا را فراهم می‌کند. لازم به ذکر است که به این خازن‌ها، خازن عدسی نیز گفته می‌شود؛ زیرا به اندازه یک عدس کوچک هستند.

به‌طورکلی این خازن‌ها دارای ولتاژ کاری بسیار بالایی هستند و ظرفیت آنها با توجه به دمای محیط تعیین می‌شود که می‌توان آن را به‌عنوان بزرگترین نقص خازن دانست. این نوع خازن غیرقطبی یا غیر پلاریزه بوده (قطب مثبت و منفی ندارد) و کاربرد مهم آن حذف و رفع نویز موجود در تغذیه مدار است.

همچنین براساس میزان حساسیتی که مدارهای دیجیتالی به نوسانات ولتاژ تغذیه دارند، برای بهبود تغذیه خازن عدسی، آن را در نزدیک‌ترین نقطه آیسی قرار می‌دهند.

• خازن پلی استر

با توجه به مشخصات خوبی که این نوع خازن در مدارهای الکتریکی دارد، کاربرد آن بسیار زیاد است. درواقع از ورقه‌های نازک پلاستیک در این خازن به‌عنوان دی الکتریک استفاده می‌شود که با ورقه‌های آلومینیومی نازک درون قابی از جنس پلاستیک آن را قرار می‌دهند.

این نوع خازن نسبت به تغییرات محیط و دما حساسیت بالایی ندارند که به علت داشتن این ویژگی زمانی‌که نیازی به خازن بی‌تفاوت به حرارت باشد، به کار می‌رود. لازم به ذکر است که نام آن با توجه به ماده پلی استری که در ساخت آن استفاده شده، انتخاب شده است. همچنین این نوع خازن مانند خازن عدسی، قطب منفی و مثبت ندارد.

همچنین مطالعه کنید: اندازه گیری ظرفیت خازن smd چگونه است؟

2.خازن های متغیر

با توجه به نام این نوع خازن ظرفیت متغیری از نظر الکتریکی و مکانیکی دارند که از آنها بیشتر در مدارهای مخابراتی استفاده می‌شود. این نوع خازن‌ها فاقد ظرفیت مشخص هستند، اما توانایی فراهم کردن محدوده‌ای از مقادیر را دارند. به‌طورکلی خازن‌های متغیر با سطح مشترک 2 صفحه خازن یا ضخامت دی الکتریک، رابطه مستقیمی دارند. همچنین براساس چگونگی تغییر ظرفیت این خازن‌ها در 2 نوع تریمر و واریابل تولید می‌شوند.

• خازن های وایرابل

خازن‌هایی که با کمک دسته متحرک ظرفیت آنها تغییر می‌کند را واریابل می‌نامند. درصورتی‌که اگر با استفاده از پیچ‌گوشتی، ظرفیت تغییر پیدا کند، آن را تریمر می‌نامند. لازم به ذکر است که ظرفیت واریابل‌ها بین 10 الی 400 پیکو فاراد و ظرفیت تریمرها بین 5 الی 30 پیکوفاراد متغیر است. از کاربرد این خازن‌ها می‌توان تنظیم مدارهای ال سی برای تطابق امپدانس آنتن و گیرنده رادیو را نام برد.

• خازن‌های تنظیم یا تیونینگ

از این نوع خازن معمولا برای تنظیم استفاده می‌کنند که همانگونه در قسمت قبل ذکر کردیم، این خازن‌ها  برای تنظیم رادیویی در مدارهای ال سی کاربرد دارند. می‌توان با چرخاندن یک دستگیره ظرفیت آن را تغییر داد که در سراسر استاتور با استفاده از یک دی الکتریک روتور را می‌چرخاند.

• خازن تریمر

یکی دیگر از انواع خازن‌های متغیر، خازن تریمر است که ظرفیت بسیار پایین و اندازه کوچکی دارند. از این نوع خازن معمولا در تینورهای مدارهایی که فرکانس آنها بالا است، استفاده می‌شود. این خازن‌ها 3 پایه دارند که در اصل 2 پایه آن در مونتاژ فرقی ندارد.

سخن پایانی

در این مطلب سعی کردیم به معرفی انواع خازن و کاربردهای آن بپردازیم. خازن وسیله‌ای الکتریکی بوده که برای ذخیره انرژی الکتریکی کاربرد دارد و از جمله ابزارهای اسمبل کردن قطعات روی برد محسوب می‌شود. خازن‌ها معمولاً به ۲ دسته متغیر و ثابت تقسیم‌بندی می‌شوند. همانگونه که ذکر شد خازن‌های ثابت دارای ظرفیت ثابتی هستند که از انواع آن می‌توان خازن‌های الکترولیتی، سرامیکی و… را نام برد. درصورتی‌که خازن‌های متغیر ظرفیت متغیری دارند و بیشتر در مدارهای مخابراتی استفاده می‌شوند. همچنین در فرآیند تست و اندازه گیری ظرفیت خازن smd توجه به نوع و کاربرد خازن اهمیت زیادی دارد.

سوالات متداول 

1.خازن چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

خازن نوعی وسیله الکتریکی با دو پایه است که وظیفه اصلی آن ذخیره انرژی الکتریکی می‌باشد.

2.خازن‌های ثابت به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

خازن‌های ثابت به دو دسته قطبی (پلاریزه) و غیرقطبی (غیرپلاریزه) تقسیم می‌شوند.

3. تفاوت خازن سرامیکی و پلی‌استردر چیست؟

خازن سرامیکی از دی‌الکتریک سرامیک ساخته شده و معمولاً غیرقطبی است. این خازن‌ها کوچک، با ولتاژ کاری بالا و مناسب برای حذف نویز و تغذیه آی‌سی‌ها هستند، اما حساسیت بیشتری به تغییر دما دارند.خازن پلی‌استر نیز غیرقطبی است و از ورقه‌های نازک پلاستیک ساخته می‌شود. این خازن نسبت به تغییرات دما و محیط مقاوم‌تر است و برای کاربردهای عمومی مدار که نیاز به پایداری در برابر حرارت دارند، مناسب است.

4. خازن قطبی و غیرقطبی چه تفاوتی دارند؟

خازن قطبی دارای دو سر مشخص مثبت و منفی است و باید حتماً با جهت درست به مدار متصل شود. بیشتر خازن‌های الکترولیتی از این نوع هستند و برای حذف ریپل ولتاژ و صاف کردن تغذیه کاربرد دارند.
خازن غیرقطبی هیچ قطبیتی ندارد و می‌توان آن را در هر دو جهت به مدار متصل کرد. خازن‌های سرامیکی و پلی‌استر معمولاً غیرقطبی هستند و در مدارهای دیجیتال و تغذیه برای حذف نویز کاربرد دارند.

5. علت سوختن یا باد کردن خازن چیست؟

خازن‌ها معمولاً به دلیل :اتصال معکوس در خازن‌های قطبی ، اعمال ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی خازن،افزایش دمای محیط یا دمای کاری بیشتر از حد مجاز،جریان نشتی یا مدار معیوب و خرابی داخلی مواد دی‌الکتریک یا الکترولیت باد می‌کنند یا می‌سوزند.