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.

خازنها 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 کوچکتر آن مثل نانو، میکرو و پیکو فاراد استفاده میشود ولی در کارآدیو با واحد اصلی آن(فاراد) سروکار 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 خازنها به سطح و ساخت صفحه های هادی و جنس دی الکتریک بین آنها بستگی دارد همانطور که اشاره شد خازنها بسته به نوع مواد تشکیل دهنده آنها  به گروههای مختلفی تقسیم میشوند.

خازن در سیستم صوتی ماشین

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

1. خازنهای کلاسیک معمولی (کاغذی )
2. خازنهای هیبرید

۱ـ خازنهای 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 ظرفیتهای 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.

شرکتهای 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 خازنها بصورت دیجیتال عمل میکنند و به خازنهای 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 عملکردخازن 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 شرکتها برای زیباتر کردن خازنها در اطراف آنها از لامپهای نیون 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 ظرفیتهای بالاتر منجر به تولید خازنهای هیبرید شد این خازنها در واقع از اجتماع چند خازن کوچکتر با ظرفیتهای مختلف تشکیل میشود.

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

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

این خازنها که غالبا خازنهای 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 بعلت اینکه هسته اصلی آنها شیمیایی است برای جلوگیری از ضربه دیدن (که احتمالا خطراتی نیز دارد ) و ایجاد مشکلات ثانویه، سعی میشود آنها از دایکاست وفلز 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 ازشرایط هوا مثل گرمای زیاد یا سرمای زیاد بعت 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 واکنشهای مختلفی نشان می دهند و عمر کمترنسبت به خازنهای کاغذی و زمان شارژ و دشارژ بالاتر نسبت به سایر خازنها نیز جزؤ معایب است.

خازنها 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 خازنها استفاده می شود مثل استارت زدن الکترومترها، در سیستم کارآدیو نیز این فشار مضاعف در هنگامی است که به باسهای پر قدرت نیاز است.

وظیفه ی 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 بنوعی از باسهای 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 باسهای ممتد است مثل آهنگهای تند، داشتن خازن مشکلی از کمبود برق شما را جبران نمیکند اما اگر موسیقی گوش میکنید که باسهای آن قابل شمارش است حتما از خازن استفاده کنید که بسیار مؤثر است و این موضوع باعث شده است.

که برخی از شرکتها خازنهایی عرضه کنند که سرعت شارژ و دشارژ آنها بسیار پایین تر از خازنهای مشابه در بازار است مثل خازنهای راکفورد و یا هلیکس سریBrax که این خود باعث گرانی آنها میشود.

شاید تابحال دیده اید که برخی شرکتها مثل استینگر خازن هایی با یک حجم را در چند رده با قیمتهای دارند که در واقع فرق آنها به موضوع سرعت شارژ و دشارژ آنها بر می گردد.

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

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