دانشنامهفضاپیما و تلسکوپ
خازن Capacitor
خازن قطعهای الکتریکی است که با دو رسانای نزدیک به هم و یک عایق میان آن‌ها، بار و انرژی الکتریکی را در میدان الکتریکی ذخیره میکند؛ توانایی آن با ظرفیت خازنی بر حسب فاراد سنجیده میشود.
نام‌های دیگر: ظرفیت خازنی
خازن از دو صفحهٔ رسانا (مثلاً ورقهٔ فلزی) ساخته شده که لایهٔ نازکی از عایق به نام دی‌الکتریک آن‌ها را از هم جدا میکند. وقتی خازن را به یک منبع ولتاژ وصل کنیم، بار مثبت روی یک صفحه و بار منفی روی صفحهٔ دیگر جمع میشود و میان آن‌ها میدان الکتریکی پدید می‌آید که انرژی را نگه می‌دارد.
ظرفیت خازنی چیست؟
ظرفیت خازنی نسبت بار ذخیره‌شده به ولتاژ دو سر خازن است:
یکای آن فاراد (F) است، اما فاراد بسیار بزرگ است و معمولاً از میکروفاراد (µF) و پیکوفاراد (pF) استفاده میشود. در خازنهای صفحه‌ای، ظرفیت با افزایش مساحت صفحه‌ها و نزدیک‌تر شدنشان بیشتر میشود و جنس دی‌الکتریک هم آن را بالا می‌برد. انرژی ذخیره‌شده برابر ½CV² است.
خازن چه کاری در مدار میکند؟
خازن جریان مستقیم را پس از شارژ شدن قطع میکند، ولی جریان متناوب را تا حدی از خود عبور میدهد. کاربردهای اصلی آن:
- هموار کردن ولتاژ در منبع تغذیه (صافی)
- ذخیرهٔ انرژی برای فلاش دوربین
- تنظیم بسامد در رادیو و مدارهای زمان‌بندی
- راه‌اندازی موتور و تصحیح ضریب توان
در یک مدار الکتریکی سادهٔ RC، شارژ و تخلیهٔ خازن با ثابت زمانی RC انجام میشود؛ یعنی هرچه مقاومت یا ظرفیت بیشتر باشد، شارژ کندتر است.
خازن چه تفاوتی با باتری دارد؟
باتری انرژی را به صورت شیمیایی و در مدت طولانی نگه می‌دارد ولی خازن آن را در میدان الکتریکی ذخیره میکند و خیلی سریع شارژ و تخلیه میشود. در عوض خازن معمولی انرژی کمتری در حجم یکسان دارد. خازنهای بزرگ ممکن است پس از خاموش شدن دستگاه هم بار خود را نگه دارند و باید با احتیاط دست زد.
پرسش‌های رایج
### خازن چیست و به چه دردی میخورد؟
خازن قطعهای است که بار الکتریکی و انرژی را ذخیره میکند. در منبع تغذیه، فلاش دوربین، رادیو و بسیاری از مدارهای دیگر استفاده میشود.
### یکای ظرفیت خازن چیست؟
یکای ظرفیت خازنی فاراد (F) است و در عمل از میکروفاراد و پیکوفاراد استفاده میشود. یک فاراد یعنی با ولتاژ یک ولت یک کولن بار ذخیره میشود.
### آیا خازن میتواند شوک بدهد؟
بله؛ خازنهای پرظرفیت مثل خازن فلاش یا منبع تغذیه ممکن است حتی پس از قطع برق شارژ بمانند و شوک بدهند. پیش از دست زدن باید تخلیه شوند.
### خازن در جریان مستقیم و متناوب چگونه رفتار میکند؟
خازن در جریان مستقیم پس از شارژ شدن مانند مدار باز عمل میکند و جریان را قطع میکند. در جریان متناوب پیوسته شارژ و تخلیه میشود و جریان را عبور میدهد.