خازن چیست و چگونه عمل می کند

موضوع : خازن چیست و چگونه عمل می کند

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه
خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:
الف – صفحات هادی
ب – عایق بین هادیها (دی الکتریک)
ساختمان خازن
هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولا صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا 1 و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7 می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است.
انواع خازن
الف- خازنهای ثابت
•    سرامیکی
•    خازنهای ورقه‌ای
•    خازنهای میکا
•    خازنهای الکترولیتی
o    آلومینیومی
o    تانتالیوم
ب- خازنهای متغیر
•    واریابل
•    تریمر
انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها
1.    مسطح
2.    کروی
3.    استوانه‌ای
انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها
1.    خازن کاغذی
2.    خازن الکترونیکی
3.    خازن سرامیکی
4.    خازن متغییر
 خازن کروی
خازن مسطح (خازن تخت)
دو صفحه فلزی موازی که بین آنها عایقی به نام دی الکتریک قرار دارد، مانند (هوا ، شیشه). با اتصال صفحات خازن به یک مولد می‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسیل بین دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسیل دو سر مولد خواهد بود.
ظرفیت خازن (C)
نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.
C = kε0 A/d
C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد
ε0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2
k (بدون یکا) = ثابت دی الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریبا برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن 1
A = سطح خازن بر حسب m2
d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب m
فهرست مطالب
مقدمه    1
ساختمان خازن    1
انواع خازن    2
انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها    2
انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها    3
خازن مسطح (خازن تخت)    3
ظرفیت خازن (C)    3
چند نکته    5
شارژ یا پر کردن یک خازن    5
دشارژ یا تخلیه یک خازن    6
تأثیر ماده دی‌الکتریک در فضای بین دو صفحه موازی یک خازن    7
میدان الکتریکی درون خازن تخت    7
به هم بستن خازنها    8
بستن خازنها به روش موازی    8
ظرفیت معادل در حالت موازی    9
بستن خازنها بصورت متوالی    10
انرژی ذخیره شده در خازن    12
کاربرد خازن    12
خازنهای ثابت    14
خازنهای متغیر    15
خازنهای سرامیکی    16
خازنهای ورقه‌ای    16
خازنهای کاغذی    16
خازنهای پلاستیکی    17
خازنهای میکا    18
خازنهای الکترولیتی    19
خازن آلومینیومی    20
خازن تانتالیوم    20
منابع    22