در هر مدار الکتریکی، خازن نقش کلیدی دارد و هر روزه هزاران و میلیون ها نوع از انواع خازن در حال تولید است. هر نوع خازن دارای مزایا، معایب، عملکردها و کاربردهای منحصر به فرد خود است.
همچنین خازن ها در ابعاد مختلف از کوچک تا بزرگ تولید میشوند و هریک ویژگی های کاربردی متفاوتی دارند. خازن های کوچک و ضعیف را میتوان در مدارهای رادیویی به کار برد در حالی که خازن های بزرگ در مدارهای هموارسازی استفاده میشوند.
طراحی خازن های کوچک را می توان با استفاده از مواد سرامیکی با آب بندی با رزین اپوکسی انجام داد، در حالی که خازن های تجاری با فویل فلزی با استفاده از ورق های نازک مایلار یا کاغذ آغشته به پارافین طراحی میشوند. در ادامه مقاله با قطعات الکترونیکی الکتروهایپر همراه باشید تا با انواع خازن و کاربرد هرکدام آشنا شوید.
خازن چیست؟
خازن یک جزء غیرفعال است که برای ذخیره انرژی الکتریکی به کار می رود. یک خازن از دو هادی ساخته شده است که توسط مواد دی الکتریک از هم جدا شده اند. این مواد دی الکتریک به شکل صفحاتی هستند که می‌توانند بارها را جمع کنند. یک صفحه برای بار مثبت و دیگری برای بار منفی است.
ظرفیت خازن اثر خازن است. ظرفیت خازن به عنوان نسبت بار الکتریکی Q به ولتاژ V تعریف میشود و به صورت زیر بیان می شود:
C = Q/V
Q بار الکتریکی است که بر حسب کولن اندازه گیری میشود.
C ظرفیت اندازه گیری شده بر حسب فاراد است.
V ولتاژ بین صفحات است که بر حسب ولت اندازه گیری میشود.
انواع خازن، از خازن های ظریف بسیار کوچک با کاربرد نوسانگر یا مدارهای رادیویی گرفته تا خازن های فلزی بزرگ که در مدارهای تصحیح و هموارسازی برق ولتاژ بالا استفاده میشوند، همگی متفاوت از یکدیگر هستند. بنابراین خازن ها بر اساس ساختار، به صورت زیر طبقه بندی میشوند:
- خازن های ثابت
- خازن های متغیر
- خازن های تریمر
همچنین خازن ها بر اساس پلاریزاسیون، به صورت زیر طبقه بندی میشوند:
- قطبی شده
- غیر قطبی
در میان انواع خازن، خازن پلاریزه یک جزء مهم در مدار الکترونیکی محسوب میشود و اغلب خازن های الکترولیتی به این ویژگی شناخته میشود. از این خازن ها برای دستیابی به چگالی خازنی بالا استفاده میشود. از طرفی، خازن های غیرقطبی بر خازن های پلاریزه ترجیح داده میشوند زیرا در اثر ولتاژ معکوس از بین نمی‌روند و می‌توانند در مدارهای AC استفاده شوند.
آنها همچنین در مدارهای DC نیز کاربرد پیدا می‌کنند، زیرا انتهای مثبت و منفی ندارند. فرکانس خازن غیرقطبی زیاد و جریان نشتی کم است. حال پس از درک طبقه بندی خازن، اجازه دهید با انواع خازن آشنا شویم.
بیشتر بخوانید: آشنایی با مهمتربن کاربرد خازن در زندگی روزمره
معرفی انواع خازن
خازن، یکی از پر کاربرد ترین قطعات در طراحی مدارهای الکترونیکی است که نقش مهمی در بسیاری از برنامه های تعبیه شده ایفا می‌کند. خازن ها اغلب انبارهای ذخیره سیگنال های آنالوگ و داده های دیجیتال هستند و در این بین، مقایسه بین انواع مختلف خازن ها معمولاً با توجه به دی الکتریک مورد استفاده بین صفحات انجام میشود.
خازن ها در شکل ها و طرح های مختلف تولید میشوند، برای مثال، برخی از خازن ها شبیه لوله هستند و خازن های کوچک، اغلب از مواد سرامیکی ساخته میشوند و سپس در یک رزین اپوکسی فرو می روند تا آب بندی شوند. در ادامه شرح مختصری از انواع خازن و خواص آنها آورده شده است.
- خازن های الکترولیتی
- خازن های سرامیکی
- خازن های پلی استر
- خازن های تانتالیم
خازن الکترولیتی و کاربرد آن
به طور کلی، خازن های الکترولیتی زمانی استفاده میشوند که ظرفیت خازن بزرگ مورد نیاز باشد. در واقع، اینها رایج ترین خازن هایی هستند که از ظرفیت تحمل بالایی برخوردار هستند. خازن های الکترولیتی معمولا با ولتاژ کاری تا حدود 500 ولت در دسترس هستند.
به طور کلی، انواع خازن الکترولیتی بر دو نوع تانتالیوم و آلومینیوم است. خازن های تانتالیوم معمولاً کارایی بهتر و ارزش بالاتری دارند و از طرفی، میزان محدودتری از پارامترها را ارائه می‌دهند.
خواص دی الکتریک اکسید تانتالیوم بسیار برتر از اکسید آلومینیوم است، چراکه جریان نشتی آسان تر و قدرت خازنی بهتری را ایجاد می‌کند و همین امر این خازن ها را برای کاربردهای انسداد، جداسازی و فیلتر کردن مناسب تر می‌سازد.
کاربرد انواع خازن الکترولیتی عموماً در مدار منبع تغذیه DC است، زیرا آن ها از نظر ظرفیت خازنی بزرگ و در کاهش ریپل ولتاژ کوچک هستند. از کاربردهای دیگر این خازن های الکترولیتی می توان به ذخیره سازی انرژی، به عنوان خازن راه انداز در موتور، بهبود دهنده ضریب توان، جهت اندازه گیری زمان در مدار، مدارهای بایاس و … اشاره کرد. نقطه ضعف خازن های الکترولیتی رتبه ولتاژ نسبتا پایین آنها به دلیل قطبش خازن الکترولیتی است.
انواع خازن الکترولیتی
خازن سرامیکی و کاربرد آن
خازن سرامیکی یکی از پرکاربردترین انواع خازن است. ماده استفاده شده در این نوع خازن دی الکتریک است. همچنین خازن های سرامیکی یک دستگاه غیر قطبی هستند که میتوان از آنها در هر جهتی در مدار استفاده کرد. بسته به در دسترس بودن خازن، خازن های سرامیکی به سه گروه طبقه بندی میشوند:
- خازن های سرامیکی دیسکی سربی
- خازن های سرامیکی چند لایه نصب سطحی
- خازن های سرامیکی بدون سرب بدون
خازن های سرامیکی وابسته به محدوده دما، رانش دما و تلورانس که به کلاس های زیر تقسیم می شوند:
خازن های سرامیکی کلاس 1
این خازن ها از پایدارترین انواع خازن با ویژگی های خطی محسوب میشوند.
خازن های سرامیکی کلاس 2
این خازن ها از نظر بازده حجمی بهتر عمل می‌کنند اما دقت و پایداری آنها در معرض خرابی است. آنها کاربردهایی در جفت و جداسازی نیز پیدا دارند.
خازن های سرامیکی کلاس 3
این خازن ها دارای راندمان حجمی بالا و با دقت و ضریب اتلاف کم هستند. آنها در جداسازی استفاده میشوند.
خازن های سرامیکی در بردهای مدار چاپی که در کاربردهای با چگالی بالا به کار می‌رود، استفاده میشود. غیر قطبی بودن انواع خازن سرامیکی نیز باعث میشود برای استفاده عمومی مناسب باشند.
همچنین از خازن های سرامیکی در موتورهای DC برای کاهش نویز RF استفاده میشود. خازن های سرامیکی در ایستگاه های فرستنده که در آن مدارهای تشدید وجود دارد نیز استفاده میشود.
جهت سفارش و خرید انواع خازن می‌توانید با کارشناسان فروش الکتروهایپر تماس حاصل فرمایید.
تلفن تماس: 05137052400
خازن سرامیکی
خازن پلی استر و کاربرد آن
خازن های پلی استر به عنوان خازن دی الکتریک نیز شناخته میشوند. مزیت خازن های پلی استر این است که ارزان هستند و ماندگاری نامحدودی دارند. خازن پلی استر از یک پلاستیک نازک به عنوان ماده دی الکتریک استفاده می‌کند که طرف دیگر خازن فلزی قرار می‌گیرد. ولتاژ کلی این خازن ها از 50 ولت تا 2 کیلو ولت متغیر می‌باشد.
انواع خازن پلی استر در تنوعی از اشکال و سبک های مختلف موجود است. همچنین الکترودهای خازن های پلی استر ممکن است از آلومینیوم یا روی متالیزه شده باشد که در یک یا هر دو طرف لایه پلاستیکی اعمال میشوند. خازن های پلی استر از نظر فیزیکی از خازن های سرامیکی بزرگتر هستند و البته پلاریزه نیستند، بنابراین میتوان از آنها در کاربردهای ولتاژ متناوب استفاده کرد و پارامترهای الکتریکی بسیار پایدارتری ایجاد نمود.
این خازن ها به عنوان خازن های ایمنی و در تداخل الکترومغناطیسی استفاده میشوند. خازن های پلی استر در برق قدرت کاربرد دارند. همچنین میتوان از این خازن ها برای محافظت از دستگاه ها در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ استفاده کرد. برای بهبود ضریب توان دستگاه نیز از خازن های فیلم استفاده میشود.
خازن پلی استر
خازن تانتالیم و کاربرد آن
خازن تانتالیم از انواع خازن الکترولیتی است و شامل یک فلز تانتالیوم است که به عنوان یک آند عمل می‌کند و توسط یک الکترولیت مایع یا جامد به عنوان کاتد محصور شده است. از آنجایی که دی اکسید منگنز (MnO2) ویژگی های خود ترمیمی طولانی مدت ارائه می‌دهد، به عنوان کاتد در این خازن ها استفاده میشود.
خازن های تانتالیوم را با توجه به ساختار آند متفاوتشان میتوان به خازن های تانتالیوم فویلی و خازن های تانتالیوم متخلخل با پودر تانتالیوم تقسیم کرد. همچنین خازن های تانتالیوم متخلخل با پودر تانتالیوم را میتوان به خازن های تانتالیوم با الکترولیت جامد و خازن های تانتالیوم با الکترولیت غیر جامد تقسیم کرد.
در میان انواع خازن تانتالیم، تقاضای بازار برای خازن های الکترولیتی تانتالیوم جامد مانند نوع CA و نوع CA42 بیشتر است.
خواص دی الکتریک اکسید تانتالیوم بسیار بهتر از اکسید آلومینیوم است، چراکه جریان های نشتی کمتر و پایداری خازنی بهتری را ایجاد می‌کند. این مسئله سبب میشود این خازن ها برای استفاده در کاربردهای انسداد، دور زدن، جداسازی، فیلتر کردن و زمان بندی مناسب باشد. همچنین از خازن تانتالیم به طور گسترده در صنایع ارتباطات، هوافضا و نظامی، کابل های زیردریایی، دستگاه های الکترونیکی پیشرفته، لوازم خانگی، تلویزیون ها و بسیاری از جنبه های دیگر استفاده میشود.
خازن تانتالیم
سخن آخر
خازن ها یکی از پرکاربرد ترین قطعات الکترونیکی هستند که در این مقاله به معرفی و بررسی کاربرد انواع آنها اشاره کردیم.
لازم به ذکر است که برای هر محصول الکتریکی و الکترونیکی باید از خازن مناسب و مرغوب استفاده نمود که جهت مشاوره می‌توانید با کارشناسان قطعات الکترونیکی الکتروهایپر تماس حاصل فرمایید.
منابع: elprocus , watelectronics
قطعات الکترونیکی الکتروهایپر
سوالات متداول
- برای مدار های رزونانسی از چه نوع خازنی استفاده میشود؟
در مدارهای رزونانسی از خازن های سرامیکی دیسکی استفاده میشود.
- خازن تریمر چه نوع خازنی است؟
خازن تریمر از انواع خازن متغیر است که با پیچ گوشتی میتوان ظرفیت آن را تا حدودی تغییر داد.
مقاله تون خوب بود فقط کاش عکس خازن بیشتر میذاشتین