خازن (capacitor) کمی شبیه باتری است. اگرچه خازن ها و باتری ها به روش های کاملاً متفاوتی کار می کنند،
اما هر دو انرژی الکتریکی را ذخیره می کنند. اگر نحوه کار باتری ها را خوانده باشید، می دانید که باتری دارای دو پایانه است.
در داخل باتری، واکنش‌های شیمیایی الکترون‌هایی را روی یک پایانه تولید می‌کنند و پایانه دیگر آنها را هنگام ایجاد یک مدار
جذب می‌کند. یک خازن بسیار ساده‌تر از باتری است، زیرا نمی‌تواند الکترون‌های جدیدی تولید کند و فقط آنها را ذخیره می‌کند.
و این قطعه “ظرفیت” ذخیره انرژی را دارد.
در این مقاله، ما دقیقاً یاد خواهیم گرفت که خازن چیست، چه کاری انجام می دهد و چگونه در الکترونیک استفاده می شود.
ما همچنین به تاریخچه و اینکه چگونه چندین نفر به پیشرفت آن کمک کردند نگاه خواهیم کرد.
خازن‌ها capacitor را می‌توان برای انجام هر هدفی، از کوچک‌ترین خازن پلاستیکی در ماشین‌حساب شما گرفته تا خازن‌های فوق‌العاده
که می‌تواند یک اتوبوس مسافربری را تغذیه کند، تولید کرد. در اینجا برخی از انواع آنها و نحوه استفاده از آنها آورده شده است.
هوا: اغلب در مدارهای تنظیم رادیویی استفاده می شود
Mylar: بیشتر برای مدارهای تایمر مانند ساعت، زنگ هشدار و شمارنده استفاده می شود
شیشه: برای کاربردهای ولتاژ بالا مناسب است
سرامیک: برای اهداف فرکانس بالا مانند آنتن ها، دستگاه های اشعه ایکس و MRI استفاده می شود
خازن فوق العاده: ماشین های الکتریکی و هیبریaدی را تامین می کند
در داخل یک خازن capacitor
پایانه ها به دو صفحه فلزی متصل می شوند که توسط یک ماده نارسانا یا دی الکتریک از هم جدا شده اند.
از دو تکه فویل آلومینیومی و یک تکه کاغذ (و چند گیره برقی) به راحتی می توانید خازن بسازید.
از نظر ظرفیت ذخیره سازی خوبی نخواهد بود، اما کار خواهد کرد.
در تئوری، دی الکتریک می تواند هر ماده غیر رسانا باشد. با این حال، برای کاربردهای عملی،
از مواد خاصی استفاده می شود که بهترین عملکرد را دارد. میکا، سرامیک، سلولز،
چینی، مایلار، تفلون و حتی هوا از جمله مواد نارسانای مورد استفاده هستند. دی الکتریک تعیین می کند
که چه نوع و برای چه چیزی مناسب تر است. بسته به اندازه و نوع دی الکتریک، برخی از قطعه ها برای
استفاده در فرکانس بالا بهتر هستند، در حالی که برخی برای کاربردهای ولتاژ بالا بهتر هستند.
خازن capacitor را به باتری وصل می کنید، این اتفاق می افتد:
صفحه روی خازن که به ترمینال منفی باتری متصل می شود، الکترون هایی را می پذیرد که باتری در حال تولید است.
صفحه روی خازن که به پایانه مثبت باتری متصل می شود، الکترون های باتری را از دست می دهد.
پس از شارژ شدن، ولتاژ برابر با باتری است (1.5 ولت روی باتری یعنی 1.5 ولت در خازن). برای یک خازن کوچک، ظرفیت کم است.
اما خازن های بزرگ می توانند شارژ زیادی را تحمل کنند. می‌توانید خازن‌هایی به بزرگی قوطی‌های نوشابه پیدا کنید
که شارژ کافی برای روشن کردن چراغ قوه را برای یک دقیقه یا بیشتر نگه دارند.
حتی طبیعت خازن در حال کار را به صورت رعد و برق نشان می دهد. یک صفحه ابر، صفحه دیگر زمین و صاعقه باری است
که بین این دو صفحه آزاد می شود. بدیهی است که یک قطعه به این بزرگی می تواند بار زیادی را نگه دارد!
فرض کنید یک خازن را به این شکل وصل کرده اید:
خازن یا capacitor به باتری متصل می شود
این نمودار نحوه اتصال خازن به باتری را نشان می دهد.
چگونه کار می کند
در اینجا شما یک باتری، یک لامپ و یک خازن دارید. اگر قطعه بسیار بزرگ باشد،
چیزی که متوجه می‌شوید این است که وقتی باتری را وصل می‌کنید، لامپ روشن می‌شود
زیرا جریان از باتری به خازن می‌رسد تا آن را شارژ کند. لامپ به تدریج کم نور می شود
و در نهایت زمانی که خازن به ظرفیت خود برسد خاموش می شود. اگر باتری را خارج کرده و با یک سیم جایگزین کنید،
جریان از یک صفحه خازن به صفحه دیگر جریان می یابد. لامپ ابتدا روشن می شود و سپس با تخلیه خازن کم نور می شود تا زمانی که کاملاً خارج شود.