همه چیز در مورد خازن

خازن چیست؟

همانطور که از نام آن پیداست خازن قطعه الکترونیکی است که جریان الکتریسیته را در خود ذخیره میکند.

خازن ها می توانند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره و نگهداری کنند.

واحد خازن به افتخار فیزیکدان بزرگ مایکل فارادی فاراد میباشد و یک فاراد معادل خازنی است که وقتی به اختلاف پتانسیل یک ولت متصل شود، بار یک کلون در آن ذخیره گردد.

یک کلون یک آمپر در ثانیه است.

در الکترونیک یک فاراد واحد بسیار بزرگی است و معمولا از واحدهای کوچک تر آن مثل نانو، میکرو و پیکو فاراد استفاده میشود ولی در کارآدیو با واحد اصلی آن (فاراد) سر و کار داریم.

آن ها از دو صفحه هادی بسیار نزدیک به هم که میان آنها عایقی بنام دی الکتریک وجود دارد، تشکیل شده است. جنس این صفحات از آلومینیوم، نقره و تیتانیوم و … و جنس دی الکتریک از هوا گرفته تا مواد شیمیایی خاص متفاوت است که این جنس در نامگذاری خازن سهم بسزایی دارد.

ظرفیت خازن ها به سطح و ساخت صفحه های هادی و جنس دی الکتریک بین آنها بستگی دارد. همانطور که اشاره شد خازن ها بسته به نوع مواد تشکیل دهنده آن ها به گروه های مختلفی تقسیم میشوند.

خازن در سیستم صوتی ماشین

در بحث کارآدیو ما اصولا با دو مدل خازن روبرو هستیم :

1. خازن های کلاسیک معمولی (کاغذی )
2. خازن های هیبرید

۱ـ خازن های معمولی و کلاسیک از صفحات فویل الومینیومی با دی الکتریک (کاغذ آغشته به نوعی روغن) تشکیل شده است.

این صفحات که طول آنها به صدها متر نیز میرسد، بصورت مارپیچ داخل یک استوانه قرار دارند و ظرفیت آنها بطور معمول ۱ تا ۲ فاراد بیشتر نیست. علاوه بر اینکه افزایش حجم و سایز خازن مانع از این میشود که بتوان آنها را در ظرفیت های بالاتر ساخت.

اتحادیه اروپا ساخت سایزهای بزرگتر و مصرف آنها را بخاطر احتمال انفجار و با توجه به اینکه کاغذهای آغشته به روغن آن قابل اشتعال هستند، ممنوع کرده است.

شرکت های تولید کننده خازن برای زیباتر کردن و مفید تر بودن خازن به آن یک مدار نمایشگر ولتاژ نیز اضافه کرده اند. این مدار که در واقع کاری بجز نمایش ولتاژ سر خازن ندارد برای بسیاری این شایبه را بوجود آورده که این خازن ها بصورت دیجیتال عمل میکنند و به خازن های دیجیتال معروف شده اند.

ولی در واقع این غلط مصطلحی بیش نیست و کار کرد خازن هیچ ربطی به نمایشگر آن ندارد بطوریکه اگر مدار بالای خازن را برداریم عملکرد خازن به  هیچ عنوان دچار مشکل نخواهد شد.

خازن ها همواره بصورت آنالوگ کار میکنند در بسیاری از موارد این مدارها خود بصورت یک مصرف کننده عمل می کنند.

بطوریکه اگر شما این خازن ها را از مدار برق خارج کنید خود نمایشگر به مرور مقدار الکتریسیته ذخیره شده در خازن را مصرف میکند و این مسیله کمک میکند که هنگامی که خازن در مدار قرار ندارد همیشه بصورت دشارژ یا همان تخلیه باقی بماند.

خیلی از شرکت ها برای زیباتر کردن خازن ها در اطراف آنها از لامپ های نئون یا LED قرار میدهند که اگر از قسمت زیبایی آن بگذریم باعث افت کارایی خازن شده و همیشه مقداری از نیرو را برای روشن نگاه داشتن آن مصرف خواهیم کرد.

خازن های هیبریدی

نیاز به خازن با ظرفیت های بالاتر منجر به تولید خازن های هیبریدی شد. این خازن ها در واقع از اجتماع چند خازن کوچک تر با ظرفیت های مختلف تشکیل میشود.

خازن های هیبریدی نسبت به ظرفیت آنها بسیار کوچک تر میباشند. خازن های کوچک تشکیل دهنده خازن های خاصی هستند که به صورت معمول در بازار پیدا نمیشوند و تقریبا هر شرکت از خازن های خاص خود استفاده میکند و به همین خاطر مشخصات و ظرفیت این خازن ها بر روی آنها درج نمیشود.

خازن هایی با ظرفیت های بالا در اندازه های کوچک که از ترکیب نهایی آنها یک خازن هیبرید با ظرفیت بالا ایجاد میشود.

این خازن ها که غالبا خازن های شیمیایی هستند که دی الکتریک آنها را از نوعی ماده شیمیایی تهیه میکنند که یک حالت کاتالیزوری دارد و باعث بالا رفتن ظرفیت مضاعف آنها میشود.

این خازن ها به علت اینکه هسته اصلی آنها شیمیایی است برای جلوگیری از ضربه دیدن (که احتمالا خطراتی نیز دارد) و ایجاد مشکلات ثانویه، سعی میشود از دایکاست و فلز محکمی تشکیل شود تا بتواند در مقابل صدمات خارجی از آنها محافظت کند.

از مزایای آنها میتوان به کوچک بودن و داشتن ظرفیت بالا اشاره کرد و معایب آن متاثر بودن کار آنها از شرایط هوا مثل گرمای زیاد یا سرمای زیاد به علت داشتن مواد شیمیایی است با توجه به اینکه مواد شیمیایی نسبت به دمای محیط واکنش نشان میدهند.

این خازن ها در گرمای زیاد و یا سرمای کم واکنش های مختلفی نشان می دهند و عمر کمتر نسبت به خازن های کاغذی و زمان شارژ و دشارژ بالاتر نسبت به سایر خازن ها نیز جزؤ معایب است.

خازن ها از لحاظ کار بسیار به باطری شبیه هستند یعنی هر دو آنها برق تولید نمیکنند بلکه جریان الکتریسیته را در خود ذخیره می کنند تا در موقع مصرف زیاد استفاده شود.

شاید فرق اساسی آنها در زمان شارژ و دشارژ است. اصولا هر جا که نیاز به یک شوک الکتریکی (فشار و جریان مضاعف) باشد، از خازن ها استفاده می شود مثل استارت زدن الکترومترها. در سیستم کارآدیو نیز این فشار مضاعف در هنگامی است که به باس های پر قدرت نیاز است.

وظیفه خازن در سیستم های صوتی ماشین

همانطور که میدانیم بیشترین فشار بروی یک آمپلی فایر و در زمانی است که ساب به حرکت در می آید و برای تولید این فشار ما نیاز به برق کافی داریم که از خازن انتظار جبران آن را داریم حال اگر این باس یا همان فشار لحظه ای باشد.

این خازن جوابگوی آن خواهد بود ولی اگر ممتد و بقولی کش دار باشد خازن جوابگو نیست و از تامین آن عاجز خواهد بود پس خازن زمانی به ما جوابگو خواهد بود که سرعت شارژ و دشارژ کمتر از سرعت و فاصله بین باس ها باشد.

به طوری که اگر خازن نتواند بموقع شارژ و دشارژ شود و به نوعی از باس های ایجاد شده عقب بیفتد خود نیز یک مصرف کننده برق خواهد بود و در واقع اثر معکوس خواهد داشت.

پس اگر موسیقی مورد علاقه شما دارای باس های ممتد است مثل آهنگ های تند، داشتن خازن مشکلی از کمبود برق شما را جبران نمیکند اما اگر موسیقی گوش میکنید که باس های آن قابل شمارش است حتما از خازن استفاده کنید که بسیار مؤثر است و این موضوع باعث شده است.

که برخی از شرکت ها خازن هایی عرضه کنند که سرعت شارژ و دشارژ آنها بسیار پایین تر از خازن های مشابه در بازار است مثل خازن های راکفورد و یا هلیکس سری Brax که این خود باعث گرانی آنها میشود.

شاید تابحال دیده باشید که برخی شرکت ها مثل استینگر خازن هایی با یک حجم را در چند رده با قیمت های دارند که در واقع فرق آنها به موضوع سرعت شارژ و دشارژ آنها بر می گردد.

برای اندازه گیری ظرفیت خازن ها هیچ راهی بهتر از تست تجربی نیست و شما میتوانید بوسیله یک لامپ زمان شارژ و دشارژ دو خازن را با هم مقایسه کنید.

خازن هایی که در کارآدیو مصرف میشوند از ۱۶ تا ۲۴ ولت و از ۹۵ درجه تا ۱۰۵ درجه سانتیگراد را میتوانند تحمل کنند.