معرفی انواع خازن و مقاومت، نحوه تست و کاربرد آنها
خازن های الکتریکی و مقاومت ها با کاربردهای مختلف در انواع و اندازه های مختلف در بازار وجود دارند. این قطعات، در حالت کلی به دو نوع ثابت و متغیر با دیالکتریکهای متفاوت تقسیم می شوند. هرکدام از این نوع خازنها و مقاومت ها که در فروشگاه افراالکترونیک عرضه می شوند، برای کاربرد خاص خود مناسب هستند. در این مقاله به بررسی دقیق انواع خازن های الکتریکی و مقاومت ها پرداخته و کاربردهای آنها را بیان میکنیم.
خازن چیست؟
خازن ها عناصر مدار دو ترمینالی هستند که انرژی الکتریکی را به صورت میدان الکتریکی ذخیره می کنند. اساساً با قرار دادن یک ماده عایق بین دو صفحه رسانا به دست می آید. در مدار و معادلات با حرف C نشان داده می شود و واحد آن فاراد (F) است. انواع خازن را از فروشگاه افرا الکترونیک می توان تهیه کرد.
خازن چه کاری انجام می دهد؟ ماموریت آن چیست؟
خازن ها جریان مستقیم (DC) را هدایت نمی کنند، اما توانایی هدایت جریان متناوب (AC) را دارند. به لطف این ویژگی ها، آنها برای اهداف مختلف در اکثر مدارها استفاده می شوند. از آنها در فیلتر کردن مدارهای منبع تغذیه، در تولید فرکانس مورد نظر در مدارهای تشدید و در تنظیم ولتاژ و کنترل جریان برق در خطوط انتقال برق استفاده می شود.
ساختار خازن
گفتیم که با عایق بین دو هادی می توان خازن ساخت. قسمت عایق ممکن است خالی باشد یا ممکن است از ماده ای با خواص دی الکتریک (به عنوان مثال، کاغذ، شیشه، پلاستیک، سرامیک، میکا و غیره) تشکیل شده باشد.
اصل کار خازن
هنگامی که ولتاژ به خازن اعمال می شود، صفحات رسانا با بار الکتریکی مخالف و برابر نسبت به یکدیگر شارژ می گردند. این باعث ایجاد میدان الکتریکی بین صفحات می شود. بین این دو صفحه به دلیل عایق جریان بار (جریان الکتریکی) وجود ندارد. تغییر شارژ فقط می تواند از طریق مداری که خازن از طریق هر دو سر متصل است انجام شود.
میدان الکتریکی داخل خازن
مقدار ظرفیت خازن نسبت بار الکتریکی (واحد آن کولن است) بین صفحات به ولتاژ (ولت) بین صفحات است. بنابراین اندازه واحد فاراد کولن/ولت است. در مدارهای الکتریکی از خازن هایی با ظرفیت های یک تریلیونم (فاراد) پیکوفاراد، pF )، یک میلیاردم (نانو فاراد nF ) و یک میلیونیم ( میکرو فاراد میکروفاراد ) استفاده می شود.
بررسی انواع خازن
خازن سرامیکی- به دلیل شکل ظاهری به آنها خازن عدسی نیز می گویند. در مدارهای صوتی و RF استفاده می شود. ظرفیت آنها از پیکوفاراد تا 0.1 میکروفاراد است. آنها از جمله شناخته شده ترین نوع خازن ها به شمار می آیند، زیرا ارزان و قابل اعتماد هستند. این خازن و نیز مدل های دیگر را از افرا الکترونیک بخواهید.
خازن های الکترولیتی- خازن های پلاریزه (قطبی) هستند. آنها می توانند مقادیر خازنی بالایی را ارائه دهند. معمولا استوانه ای هستند. آنها اغلب برای کارهای فرکانس پایین مانند جداسازی در مدارهای منبع تغذیه و مدارهای صوتی استفاده می شوند. انواع SMD ( دستگاه نصب سطحی – لحیم شده به سطح برد مدار) یا از طریق سوراخ (لحیم شده به سوراخ های روی برد مدار) موجود است.
خازن های تانتالیومی- خازن های تانتالیومی مانند خازن های الکترولیتی پلاریزه هستند. آنها می توانند مقادیر ظرفیت بالایی را در مقایسه با اندازه خود ارائه دهند. خازن های تانتالیوم تحمل بسیار کمی برای ولتاژ معکوس دارند، زمانی که در معرض جریان و ولتاژ موج دار زیاد یا تحت فشار زیاد قرار می گیرند، می توانند منفجر شوند. این خازن ها در انواع SMD و استاندارد نیز قابل تولید هستند.
خازن میکا- اگرچه امروزه زیاد استفاده نمی شود، اما به دلیل پایداری بالا و عملکرد فرکانس بالا، در مدارهای RF بدون محدودیت اندازه استفاده می گردد. حداکثر ظرفیت آنها در حدود 1000pF است.
خازن تریمر- نوعی خازن است که مقدار خازن آن را می توان با پیچ گوشتی تغییر داد. آنها معمولاً برای کالیبراسیون تجهیزات استفاده می شوند. از آنجایی که حساسیت و تحمل آنها بسیار کم است، معمولاً در محصولات مصرف کننده نهایی استفاده نمی شوند. آنها بیشتر در ظرفیت های مختلف از 0.5 تا 10 pF تا 1 تا 120 pF در افراالکترونیک موجود هستند.
خازن فوق العاده – خازن های فوق العاده یا فوق خازن محصولاتی هستند که می توانند مقادیر خازنی بسیار بالایی مانند 12 کیلو فارنهایت (=12000 فاراد) داشته باشند. آنها حدود 10 تا 100 برابر انرژی ذخیره شده در واحد حجم یک خازن الکترولیتی معمولی ذخیره می کنند. برای دستیابی به این ظرفیت بالا، آنها به جای استفاده از مواد دی الکتریک که به طور سنتی مورد استفاده قرار می گیرند، مکانیزم دوگانه دارند. یکی از آنها با اصل الکترواستاتیک و دیگری با اصل الکتروشیمیایی کار می کند. ابرخازن ها برای جایگزینی باتری های قابل شارژ طراحی شده اند. آنها برای ذخیره انرژی تولید شده توسط ترمز احیا کننده در وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شوند. همه ی موارد ذکر شده در فروشگاه افراالکترونیک قابل دسترس کاربران است.
چگونه یک خازن انتخاب کنیم؟
معیارهای خاصی وجود دارد که هنگام انتخاب خازن مورد استفاده در مدار خود باید به آنها توجه کنیم.
رتبه بندی ظرفیت خازنی- خازن ها اغلب در محدوده 1 پیکوفاراد (1pF = 1 x 10^-12 F) تا 100000 mF (1 mF = 1 x 10^-3 F) تولید می شوند. نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که هر نوع خازن در بازه های ارزشی متفاوتی تولید می شود.
ولتاژ کاری- خازنی که در مدار خود استفاده می کنید باید مطابق با مقدار ولتاژ انتخاب شود. نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که با سهم اضافی حداقل 25 درصد انتخاب کنید. به عنوان مثال، برای مداری که با ولتاژ 5 ولت کار می کند، استفاده از خازن با حداکثر ولتاژ 5 ولت منطقی نیست.
توجه- همیشه می توان خازن های مدارهای خراب خود را با خازن هایی با مقادیر ولتاژ بالاتر جایگزین کرد. برای اطلاعات بیشتر با فروشگاه افرا الکترونیک تماس بگیرید.
پلاریزاسیون- خازن های تانتالیوم و الکترولیت با قطب های + و – تولید می شوند. هنگام اتصال به مدار باید به این قطبیت ها توجه کنید.
تلرانس- مدارهایی مانند مدارهای نوسان ساز باید با خازن هایی استفاده شوند که با دقت بالا ساخته شده و قادر به ارائه ارزش کامل آن هستند. در غیر این صورت ممکن است مدار خروجی مورد نظر را ندهد.
ضریب دما- مانند تمام عناصر مدار فیزیکی، مقادیر خازن ها نیز بسته به دما تغییر می کند. این تغییر در ppm/°C با عبارت tempco بیان میشود. در حالی که ظرفیت ممکن است بسته به دما افزایش یابد، ممکن است برعکس نیز اتفاق بیفتد.
جریان نشتی- در برخی از انواع خازن مقدار مشخصی جریان نشتی از ماده دی الکتریک عبور می کند و بنابراین ممکن است در زمان کمتری نسبت به زمان تخلیه معمولی تخلیه شود. خازن های تانتالیومی را می توان با جریان نشتی کم تولید کرد و این نوع خازن در مدارهای زمان بندی ارجحیت دارد.
مقاومت چیست؟
در مدارهای الکتریکی، مقاومت، کرنشی است که جریان الکتریکی از یک هادی عبور می کند. خواصی مشابه اصطکاک در سیستم های مکانیکی نشان می دهد. واحد مقاومت اهم (Ω) است. در معادلات با حرف R نشان داده می شود. در فروشگاه افراالکترونیک می توانید انواع مقاومت با کاربردهای مختلف را تهیه کنید.
مقاومت چه می کند؟
از مقاومت ها برای محدود کردن جریان در مدارهای الکتریکی استفاده می شود تا آن را در یک مقدار مشخص نگه دارند. جدای از این، از عبور جریان زیاد از عناصر حساس مدار جلوگیری می کنند و همچنین برای تقسیم ولتاژ و جریان تغذیه استفاده می شوند. برخی از مقاومت ها مانند LDR، NTC، PTC می توانند تغییرات فیزیکی در محیط خارجی را با عمل به عنوان حسگرهای غیرفعال کنترل کنند. علاوه بر این، گرمایش مقاومت ها با کاهش مقدار فعلی روی آنها افزایش می یابد.
مقاومت کجا استفاده می شود؟
مقاومت ها با توجه به نوع آنها کاربردهای مختلفی دارند. به دلیل وظایفی که در بالا ذکر شد، تقریباً در تمام مدارهای الکترونیکی مقاومت وجود دارد. با این حال، انواع دیگری از مقاومت ها نیز با توجه به مناطق مورد استفاده در کارهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. مقاومتهای تنظیمشده مانند پتانسیومترها اغلب در مدارهایی استفاده میشوند که میخواهیم سیگنال خروجی را کنترل کنیم، مانند مدار دیمر. مقاومت های نوع LDR به عنوان یک سنسور عمل کرده که بر اساس شدت نوری که روی آنها می افتد عمل می کند. آنها در مدارهای حساس به نور استفاده می شوند. از طرف دیگر ترمیستورهای NTC-PTC در مدارهای حساس به گرما با عمل به عنوان سنسور استفاده می گردند، زیرا مطابق با گرمای اعمال شده به آنها رفتار می کنند.