دوشنبه ۰۵ اردیبهشت ۰۱ ۱۶:۲۸ ۱۸۱ بازديد
خازن چیست؟
خازن قطعه ای است که توانایی یا "ظرفیت" ذخیره انرژی را به شکل یک بار الکتریکی دارد که باعث ایجاد اختلاف پتانسیل (ولتاژ استاتیک) در صفحات خود می شود، بسیار شبیه به یک باتری قابل شارژ کوچک.
انواع مختلفی از خازن‌ها وجود دارد،از جمله خازن الکترولیتی و عدسی و پلی استر و.... از مهره‌های خازن بسیار کوچک که در مدارهای تشدید استفاده می‌شوند تا خازن‌های بزرگ تصحیح ضریب توان، اما همه آنها یک کار را انجام می‌دهند، یعنی شارژ را ذخیره می‌کنند.
در شکل اصلی خود، یک خازن از دو یا چند صفحه رسانا (فلزی) موازی تشکیل شده است که به هم متصل نیستند یا با یکدیگر تماس ندارند، اما به صورت الکتریکی یا توسط هوا یا توسط نوعی ماده عایق خوب مانند کاغذ مومی، میکا، جدا می شوند. سرامیک، پلاستیک یا نوعی ژل مایع که در خازن های الکترولیتی استفاده می شود. لایه عایق بین صفحات خازن معمولا دی الکتریک نامیده می شود.
آشنایی با خازن ها
یک خازن معمولی
با توجه به این لایه عایق، جریان DC نمی تواند از طریق خازن عبور کند زیرا آن را مسدود می کند و در عوض اجازه می دهد ولتاژی در سراسر صفحات به شکل بار الکتریکی وجود داشته باشد.
صفحات فلزی رسانای خازن می توانند مربع، دایره یا مستطیل باشند یا می توانند به شکل استوانه ای یا کروی با شکل، اندازه و ساختار کلی خازن صفحه موازی بسته به کاربرد و درجه ولتاژ آن باشند.
هنگامی که در یک مدار جریان مستقیم یا DC استفاده می شود، یک خازن تا ولتاژ تغذیه خود شارژ می شود اما جریان جریان را از طریق آن مسدود می کند زیرا دی الکتریک خازن نارسانا و اساساً یک عایق است. با این حال، هنگامی که یک خازن به یک جریان متناوب یا مدار AC متصل می شود، به نظر می رسد جریان جریان مستقیماً با مقاومت کم یا بدون مقاومت از خازن عبور می کند.
دو نوع بار الکتریکی وجود دارد، یک بار مثبت به شکل پروتون و یک بار منفی به شکل الکترون. هنگامی که یک ولتاژ DC در یک خازن قرار می گیرد، بار مثبت (+ve) به سرعت در یک صفحه جمع می شود در حالی که یک بار منفی متناظر و مخالف (-ve) در صفحه دیگر تجمع می یابد. برای هر ذره بار +ve که به یک صفحه می رسد، باری با همان علامت از صفحه -ve خارج می شود.
سپس صفحات خنثی می مانند و اختلاف پتانسیل ناشی از این بار بین دو صفحه ایجاد می شود. هنگامی که خازن به وضعیت پایدار خود رسید، جریان الکتریکی به دلیل خواص عایق دی الکتریک مورد استفاده برای جداسازی صفحات، قادر به عبور از خود خازن و اطراف مدار نیست.
جریان الکترون ها روی صفحات به عنوان جریان شارژ خازن شناخته می شود که تا زمانی که ولتاژ در هر دو صفحه (و بنابراین خازن) برابر با ولتاژ اعمال شده Vc شود به جریان خود ادامه می دهد. در این مرحله گفته می‌شود که خازن با الکترون‌ها "کاملاً باردار" شده است.
قدرت یا نرخ این جریان شارژ زمانی که صفحات کاملاً دشارژ می شوند (شرایط اولیه) به حداکثر مقدار خود می رسد و به آرامی مقدار آن به صفر کاهش می یابد زیرا صفحات تا اختلاف پتانسیل در صفحات خازن برابر با ولتاژ منبع شارژ می شوند.
مقدار اختلاف پتانسیل موجود در خازن بستگی به مقدار باری دارد که توسط کار انجام شده توسط ولتاژ منبع و همچنین به مقدار ظرفیت خازن بر روی صفحات گذاشته شده است و این در زیر نشان داده شده است.
خازن قطعه ای است که توانایی یا "ظرفیت" ذخیره انرژی را به شکل یک بار الکتریکی دارد که باعث ایجاد اختلاف پتانسیل (ولتاژ استاتیک) در صفحات خود می شود، بسیار شبیه به یک باتری قابل شارژ کوچک.
انواع مختلفی از خازن‌ها وجود دارد،از جمله خازن الکترولیتی و عدسی و پلی استر و.... از مهره‌های خازن بسیار کوچک که در مدارهای تشدید استفاده می‌شوند تا خازن‌های بزرگ تصحیح ضریب توان، اما همه آنها یک کار را انجام می‌دهند، یعنی شارژ را ذخیره می‌کنند.
در شکل اصلی خود، یک خازن از دو یا چند صفحه رسانا (فلزی) موازی تشکیل شده است که به هم متصل نیستند یا با یکدیگر تماس ندارند، اما به صورت الکتریکی یا توسط هوا یا توسط نوعی ماده عایق خوب مانند کاغذ مومی، میکا، جدا می شوند. سرامیک، پلاستیک یا نوعی ژل مایع که در خازن های الکترولیتی استفاده می شود. لایه عایق بین صفحات خازن معمولا دی الکتریک نامیده می شود.
آشنایی با خازن ها
یک خازن معمولی
با توجه به این لایه عایق، جریان DC نمی تواند از طریق خازن عبور کند زیرا آن را مسدود می کند و در عوض اجازه می دهد ولتاژی در سراسر صفحات به شکل بار الکتریکی وجود داشته باشد.
صفحات فلزی رسانای خازن می توانند مربع، دایره یا مستطیل باشند یا می توانند به شکل استوانه ای یا کروی با شکل، اندازه و ساختار کلی خازن صفحه موازی بسته به کاربرد و درجه ولتاژ آن باشند.
هنگامی که در یک مدار جریان مستقیم یا DC استفاده می شود، یک خازن تا ولتاژ تغذیه خود شارژ می شود اما جریان جریان را از طریق آن مسدود می کند زیرا دی الکتریک خازن نارسانا و اساساً یک عایق است. با این حال، هنگامی که یک خازن به یک جریان متناوب یا مدار AC متصل می شود، به نظر می رسد جریان جریان مستقیماً با مقاومت کم یا بدون مقاومت از خازن عبور می کند.
دو نوع بار الکتریکی وجود دارد، یک بار مثبت به شکل پروتون و یک بار منفی به شکل الکترون. هنگامی که یک ولتاژ DC در یک خازن قرار می گیرد، بار مثبت (+ve) به سرعت در یک صفحه جمع می شود در حالی که یک بار منفی متناظر و مخالف (-ve) در صفحه دیگر تجمع می یابد. برای هر ذره بار +ve که به یک صفحه می رسد، باری با همان علامت از صفحه -ve خارج می شود.
سپس صفحات خنثی می مانند و اختلاف پتانسیل ناشی از این بار بین دو صفحه ایجاد می شود. هنگامی که خازن به وضعیت پایدار خود رسید، جریان الکتریکی به دلیل خواص عایق دی الکتریک مورد استفاده برای جداسازی صفحات، قادر به عبور از خود خازن و اطراف مدار نیست.
جریان الکترون ها روی صفحات به عنوان جریان شارژ خازن شناخته می شود که تا زمانی که ولتاژ در هر دو صفحه (و بنابراین خازن) برابر با ولتاژ اعمال شده Vc شود به جریان خود ادامه می دهد. در این مرحله گفته می‌شود که خازن با الکترون‌ها "کاملاً باردار" شده است.
قدرت یا نرخ این جریان شارژ زمانی که صفحات کاملاً دشارژ می شوند (شرایط اولیه) به حداکثر مقدار خود می رسد و به آرامی مقدار آن به صفر کاهش می یابد زیرا صفحات تا اختلاف پتانسیل در صفحات خازن برابر با ولتاژ منبع شارژ می شوند.
مقدار اختلاف پتانسیل موجود در خازن بستگی به مقدار باری دارد که توسط کار انجام شده توسط ولتاژ منبع و همچنین به مقدار ظرفیت خازن بر روی صفحات گذاشته شده است و این در زیر نشان داده شده است.
- ۰ ۰
- ۰ نظر