/>

    
 منو
 کاربر Online
688 کاربر online
تاریخچه ی: خازن

تفاوت با نگارش: 1

Lines: 1-19Lines: 1-128
-V{maketoc}
! تعریف خازن
{picture file=img/daneshnameh_up/2/26//Khazen3.jpg}
خازن ((المان الکتریکی)) است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود
ذخیره کند. ((انواع خازن)) در ((مدارهای الکتریکی)) بکار می روند . خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است
نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دوقسمت اصلی تشکیل می‌شود : /> />
الف – صفحات هادی

ب – عایق بین هادی ها(دی الکتریک)

نا این هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود ، تشکیل خازن می دهند .
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 می شود .
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 می باشد . بنابر این خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است .

ای یین فیت خازن ها از سه روش اسا ی شو که باتن از :

1-
((نون قدار ریت))

2- ((مزی عدی))

3- ((نوای نگی))
+able align=left>

{picture=Khazen3.jpg}

!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)__
!امان خازن />هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها ((مواد عایق|عایقی)) قرار داده شود، تشکیل خازن میدهند. معمولا صفحات هادی خازن از جنس ~~green:آلومینیوم~~ ، ~~green:روی~~ و ~~green: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
لف- __((انهی بت))__
*((
خازنهای سرامیکی|سایکی))
*((خ
اای وقه‌ای)) />*((انهی میکا))
*((زنای لکترلیتی))
**((از لومینیومی|لومینیومی))
**((خازن تالیوم|انتالیوم))
 +ب- __((خازنهای متغیر))__
 +*واریابل
 +*تریمر
 +!!انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها
 +#مسطح
 +#کروی
 +#استوانه‌ای
 +!!انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها
 +#خازن کاغذی
 +#خازن الکترونیکی
 +#خازن سرامیکی
 +#خازن متغییر
 +

 +
 +
 +
 +||{picture=SphericaCapacitance4.JPG}
 +::~~brown: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. ((پتانسیل الکتریکی|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.

 +::__~~FF00FF:C = kε0 A/d~~__::
 +::__C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد__::
 +::__Q = بار ذخیره شده برحسب کولن__::
 +::__V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت__::

 +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
 +

 +
 +
 +
 +{picture=Capacitance1.JPG}
 +
 +
 +
 +!چند نکته
 +*آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.

 +*بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد. یعنی: __q a v__

 +*ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد. یعنی: __C a 1/d__

 +*ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی الکتریک (K )نسبت مستقیم دارد. یعنی: __C a A__ و __C a K__
 +!شارژ یا پر کردن یک خازن
 +وقتی که یک خازن بی بار را به دو سر یک ((باتری)) وصل کنیم؛ ((جریان الکتریکی|الکترونها در مدار جاری می‌شوند)). بدین ترتیب یکی از صفحات بار (+) و صفحه دیگر بار (-) پیدا می‌کند. آن صفحه‌ای که به قطب مثبت باتری وصل شده ؛ بار مثبت و صفحه دیگر بار منفی پیدا می‌کند. خازن پس از ذخیره کردن مقدار معینی از ((بار الکتریکی)) پر می‌شود. یعنی با توجه به اینکه کلید همچنان بسته است؛ ولی جریانی از مدار عبور نمی‌کند و در واقع جریان به صفر می‌رسد. یعنی به محض اینکه یک خازن خالی بدون بار را در یک مدار به مولد متصل کردیم؛ پس از مدتی کوتاه ((گالوانومتر|عقربه گالوانومتر)) دوباره روی صفر بر می‌گردد. یعنی دیگر جریانی از مدار عبور نمی‌کند. در این حالت می‌گوییم خازن پرشده است.
 +!دشارژ یا تخلیه یک خازن
 +ابتدا خازنی را که پر است در نظر می‌گیریم. دو سر خازن را توسط یک سیم به همدیگر وصل می‌کنیم. در این حالت برای مدت کوتاهی جریانی در مدار برقرار می‌شود و این جریان تا زمانی که بار روی صفحات خازن وجود دارد برقرار است. پس از مدت زمانی جریان صفر خواهد شد. یعنی دیگر باری بر روی صفحات خازن وجود ندارد و خازن تخلیه شده است. اگر خازن کاملا پر شود دیگر جریانی برقرار نمی‌شود و اگر خازن کاملا تخلیه شود باز هم جریانی برقرار نمی‌شود.
 +

 +
 +
 +
 +{img src=img/daneshnameh_up/f/ff/Dielectric.JPG}
 +
 +
 +
 +!تأثیر ماده دی‌الکتریک در فضای بین دو صفحه موازی یک خازن
 +وقتی که خازنی را به مولدی وصل می‌کنیم؛ یک میدان یکنواخت در داخل خازن بوجود می‌آید. این ((میدان الکتریکی)) بر توزیع بارهای الکتریکی اتمی عایقی که در درون صفحات قرار دارد اثر می‌گذارد و باعث می‌شود که دو قطبیهای موجود در عایق طوری شکل گیری کنند؛ که در یک سمت عایق بارهای مثبت و در سمت دیگر آن بارهای منفی تجمّع کنند. توزیع بارهایی که در لبه‌های عایق قرار دارند؛ بر بارهای روی صفحات خازن اثر می‌گذارد. یعنی بارهای منفی روی لبه‌های عایق؛ بارهای مثبت بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند؛ و همینطور بارهای مثبت روی لبه‌های عایق بارهای منفی بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند. بنابراین با افزایش ثابت دی الکتریک (K) می‌توان بارهای بیشتری را روی خازن جمع کرد و باعث افزایش ظرفیت یک خازن شد. با گذاشتن دی الکتریک در بین صفحات یک خازن ظرفیت آن افزایش می‌یابد.
 +!میدان الکتریکی درون خازن تخت
 +در فضای بین صفحات خازن بار دار ((میدان الکتریکی)) یکنواختی برقرار می‌شود که جهت آن همواره از صفحه مثبت خازن به سمت صفحه منفی خازن است. اندازه میدان همواره یک عدد ثابت می‌باشد.

 +::__~~FF00FF:E=V/d~~__::

 +::__E: میدان الکتریکی__::
 +::__V: اختلاف پتانسیل دو سر خازن__::
 +::__d: فاصله بین دو صفحه خازن__::

 +میدان الکتریکی با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم و با فاصله بین صفحات خازن نسبت عکس دارد.
 +!به هم بستن خازنها
 +خازنها در مدار به دو صورت بسته می‌شوند:
 +#موازی
 +#متوالی (سری)
 +!!بستن خازنها به روش موازی
 +در بستن به روش موازی بین خازنها دو نقطه اشتراک وجود دارد. در این نوع روش:

 +*اختلاف پتانسیل برای همة خازنها یکی است.
 +*بار ذخیره شده در کل مدار برابر است با مجموع بارهای ذخیره شده در هریک از خازنها.
 +!!ظرفیت معادل در حالت موازی
 +::__مولد V = V1 = V2 = V3__::
 +::__بار کل Q = Q1 + Q2 + Q3__::
 +::__CV = C1V1 + C2V2 + C3V3__::
 +::__ظرفیت کل : C = C1 + C2 + C3__::

 +اندیسها مربوط به خازنهای 1 ؛ 2 و 3 می‌باشد. هرگاه چند خازن باهم موازی باشند، ظرفیت خازن معادل برابر است با مجموع ظرفیت خازنها.

 +::{img src=img/daneshnameh_up/6/67/Capacitor-Parallel.jpg}::
 +!!بستن خازنها بصورت متوالی
 +در بستن به روش متوالی بین خازنها یک نقطه اشتراک وجود دارد و تنها دو صفحه دو طرف مجموعه به مولد بسته شده ؛ از مولد بار دریافت می‌کند. صفحات مقابل نیز از طریق القاء بار الکتریکی دریافت می‌کنند. بنابراین اندازه بار الکتریکی روی همه خازنها در این حالت باهم برابر است. در بستن خازنها به طریق متوالی:

 +*بارهای روی صفحات هر خازن یکی است.
 +*اختلاف پتانسیل دو سر مدار برابر است با مجموع اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از خازنها.
 +ظرفیت معادل در حالت متوالی:

 +::__بار کل Q = Q1 + Q2 + Q3__::
 +::__اختلاف پتانسیل کل V = V1 = V2 = V3__::
 +::__q/C = q1/C1 + q2/C2 + q3/C3__::
 +::__C-1 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3__::

 +::__~~brown:ظرفیت کل در حالت متوالی ، وارون ظرفیت معادل ، برابر است با مجموع وارون هریک از خازنها.~~__::

 +::{img src=img/daneshnameh_up/5/5a/Capacitor-Series.jpg}::
 +!انرژی ذخیره شده در خازن
 +پر شدن یک خازن باعث بوجود آمدن بار ذخیره در روی آن می‌شود و این هم باعث می‌شود که انرژی روی صفحات ذخیره گردد. کل کاری که در فرآیند پر شدن خازن انجام می‌شود از طریق محاسبه بدست می‌آید.
 +!کاربرد خازن
 +با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجمهای کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد. خازن در اشکال مختلف ساخته می‌شود.
 +!مباحث مرتبط با عنوان
 +*((انواع خازن))
 +*((الکتریسیته))
 +*((پتانسیل الکتریکی))
 +*((جریان الکتریکی))
 +*((خازن استوانه‌ای))
 +*((خازن کروی))
 +*((مواد عایق))
 +*((میدان الکتریکی))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 07 بهمن 1385 [14:30 ]   7   مجید آقاپور      جاری 
 چهارشنبه 17 فروردین 1384 [06:30 ]   5   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 17 فروردین 1384 [06:09 ]   4   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 
 یکشنبه 14 فروردین 1384 [12:23 ]   3   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 
 جمعه 15 آبان 1383 [12:35 ]   2   احمد شکیب      v  c  d  s 
 شنبه 10 مرداد 1383 [09:15 ]   1   سعیده کمالی      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..