اگر می‌خواهید با مفهوم خازن و کاربرد خازن در مدارهای الکترونیکی آشنا شوید و مانند یک مهندس الكترونیک همه آن‌چه نیاز است را راجع به عملکرد خازن در مدارهای الکتریکی بدانید، این جلسه را دنبال کنید.
در این جلسه قصد داریم با یکی دیگر از مهم‌ترین و پرکاربردترین قطعات مورد استفاده در الکترونیک آشنا بشیم؛ با هم “خازن” رو خواهیم شناخت، چند مدار رو با قطعاتی که تا حالا باهاشون آشنا شدیم می‌بندیم و اون‌ها رو با هم بررسی می‌کنیم. در نهایت با چند مثال و تمرینِ خوب این جلسه رو به پایان می‌رسونیم.
خازن چیست
تصور کنید جریان آب خونتون پشت سرهم قطع و وصل میشه، مثلا هر دقیقه به اندازه ۱۰ ثانیه آب قطع میشه، یا فرض کنید هر دقیقه به اندازه فقط ۱۰ ثانیه آب وصل میشه، اونم با فشار خیلی زیاد!
یک مثال دیگه می‌زنم. این بار تصور کنید آب همیشه جریان داره، اما فشار آب خیلی تغییر می‌کنه و پشت سر هم فشار آب کم و زیاد میشه، واقعاً آزار دهنده است، مخصوصاً اگر در حال شستشو باشیم!
شما چه راهی برای حل این مشکلات دارید؟ میشه برای مشکل آب خونه شما کاری کرد؟
با کمی تامل به این نتیجه می‌رسیم که بهتره ورودی خونه یک مخزن یا تانکر آب قرار بدیم و اجازه بدیم اول تانکر پر بشه و بعد ما از آب تانکر استفاده کنیم!
خب مشکل آب خونه حل شد! حالا دیگه تانکر باعث میشه که آب ذخیره شده طوری به ما برسه که نوسانات فشار آب رو احساس نکنیم. این تانکر همان کار خازن (Capacitor) رو در مدارات الکترونیکی انجام می‌ده.
پس به نظر می‌رسه که حالا به خوبی متوجه شده‌اید که خازن چیست؟ اما بیاید کمی دقیق‌تر به مفهوم و کاربرد خازن در مدارهای الکتریکی نگاهی بیندازیم.
اگر فشار آب رو ولتاژ در نظر بگیریم یکی از کارهای مهم خازن جلوگیری و برطرف کردن تغییرات آنی ولتاژ با ذخیره‌سازی موقت انرژی الکتریکی هست.
همونطور که تانکر آب کاری می‌کنه که ما قطع و وصل شدن آب رو متوجه نشیم و به راحتی به حمام کردن ادامه بدیم، خازن هم همین کار رو در مدارهای الکترونیکی انجام می‌ده.
خازن ولتاژ رو داخل خودش به صورت موقت ذخیره می‌کنه تا در مواقع قطع و وصل شدن ولتاژ ورودی، ولتاژ خروجی رو تنظیم کنه. پس میتونیم نتیجه بگیریم که اگر بخوایم در سیستم آب شهری، خونه ما از تغییرات فشار شدید آب تاثیری نگیره باید آب رو ابتدا به یک مخزن هدایت کنیم و بعد از اون استفاده کنیم.
با این کار لوله‌کشی آب شهری رو با استفاده از مخزن آب، به لوله کشی آب خونه وصل کرده‌ایم. نه به‌صورت مستقیم!
در مدارهای الکترونیکی هم اگر بخواهیم دو قسمت از مدار رو به هم وصل کنیم به طوری که روی دیگری تاثیر مخرب نگذاره از خازن استفاده می‌کنیم.
به این ترتیب متوجه شدیم که خازن چند نقش مهم رو میتونه به عهده بگیره:
- ذخیره موقت انرژی
- جلوگیری از تغییرات ناگهانی ولتاژ
- وصل کردن دو قسمت از مدار به همدیگه
شکل و نماد خازن
خازن‌ها از لحاظ این‌که چقدر میتونن انرژی ذخیره کنند (ظرفیت) و یا این‌که چقدر تحمل فشار ورودی دارند (ولتاژ) به اقسام مختلفی موجود هستند. توی این فصل ما با خازن های الکترولیتی آشنا میشیم.
نام‌گذاری این خازن ها با عنوان “الکترولیتی” به این دلیل هست که این خازن‌ها هم براشون مهمه جریان از کدوم طرفشون وارد و از کدوم طرفشون خارج بشه. شکل و نماد این قطعه رو ببینیم:
شناسایی پایه مثبت و منفی خازن
خازن الکترولیتی هم مثل ال ای دی (LED) پایه مثبتش از پایه منفیش بلندتر ساخته میشه و یک نوار سفید هم روی خازن در طرف منفی اون کشیده شده که علامت منفی روش نوشته میشه.
پس دو علامت و نشونه وجود داره که به‌وسیله اونا میتونیم طرف منفی خازن رو شناسایی کنیم:
- پایه منفی کوتاه تره
- نوار سفید یا رنگی روی خازن از بالا به پایین
که مهم‌ترین علامت همین نوار سفیده. می‌دونیم قطعاتی که پایه‌های مثبت و منفی دارن، موقع استفاده در مدار باید مواظب باشیم در چه جهتی اون‌ها رو قرار میدیم. همیشه پایه مثبت خازن به سمت مثبت باتری بسته میشه.
این مدار رو نگاه کنید:
همونطور که می‌بینید سمت مثبت قطعات به سمت مثبت باتری بسته میشه. حروف کنار مقاومت و خازن رو می‌بینید، R حرف اول کلمه Resistor به معنای مقاومت هست و C حرف اول کلمه Capacitor به معنای خازن هست.
این حروف رو کنار قطعات در مدار می نویسیم. اگر دو مقاومت در مدار داشته باشیم اولی رو با R1 و دومی رو با R2 نشون میدیم و همین‌طور برای خازن از شماره در جلوی حرف C استفاده می‌کنیم.
تمرین این جلسه
این مدار رو با قطعات گفته شده روی بردبورد ببندید و به سوالات جواب بدید:
- مقاومت 512 اهم (1 عدد)
- خازن 470uF 16v (1 عدد)
- ال ای دی 5 میلیمتر (1 عدد)
- باتری 1.5 ولت (2 عدد)
- جاباتری دوتایی (1 عدد)
- برد بورد متوسط (1 عدد)
- بسته سیم برد بوردی (1 عدد)
- به نظر شما نقش مقاومت در این مدار چیه؟
- بعد از وصل کردن باتری، ال ای دی (LED) کمی با تاخیر روشن میشه، میتونید دلیلش رو توضیح بدید؟
- باتری رو از مدار جدا کنید. چه اتفاقی برای ال ای دی میفته؟
- به نظر شما چه ارتباطی بین اتفاقات سوال 2 و 3 وجود داره؟
پاسخ ها رو در قسمت نظرات بنویسید تا توسط ما بررسی بشه و ببینیم که چقدر از مطلب امروز رو درک کردید.
شما می‌توانید تمام آموزش‌ها را از طریق وبسایت الکساز و یا کانال یوتیوب الکساز دنبال کنید.
چطور می‌توانم آموزش الکترونیک الکساز را بصورت عملی دنبال کنم؟
ما تمامی قطعات استفاده شده در هر آموزش را به شما معرفی می‌کنیم، تا شما بتوانید قطعات مورد نیاز خود را از فروشگاه الکسازشاپ یا فروشگاه‌های قطعات الکترونیکی تهیه کنید و تمامی آموزش‌ها را به‌صورت کاملا عملی دنبال کنید.
ضمن این‌که تمامی آموزش‌ها، یک کیت آموزشی مرتبط دارند که می‌توانید با خرید کیت آموزشی مرتبط با هر سرفصل آموزشی، تمام قطعات را به‌صورت یکجا تهیه کنید. همچنین، تمامی آموزش‌های الکساز به‌صورت متنی در دفترچه‌های آموزشی و ویدیویی در پنل کاربری شما در دسترس قرار خواهند گرفت.
کیت های آموزشی مهندس الکترونیک، برای دنبال کردن این آموزش ها بصورت عملی به شما پیشنهاد می‌شود. این مجموعه آموزشی دارای دفترچه آموزشی و ویدیو آموزشی می‌باشد و بیش از 100 پروژه کاربردی با این کیت ها پیاده سازی خواهید کرد.
علاوه بر تمام مزایای ذکر شده، در صورت خرید بسته، شما پشتیبانی آموزشی دریافت می‌کنید و اگر در هر قسمت از آموزش با سوالی مواجه شدید، پشتیبانان ما در سریع‌ترین زمان ممکن با شما ارتباط برقرار کرده، و اقدام به پاسخگویی و رفع مشکلات شما می‌نمایند.
در غیر اینصورت شما می‌توانید در قسمت نظرات، سوالات خود را مطرح کنید تا مربیان الکساز، به سوالات و نظرات شما پاسخ دهند.
جمع بندی
به شما تبریک می‌گوییم! شما یک جلسه دیگر از سری آموزش الکترونیک را با موفقیت پشت سر گذاشتید. در این جلسه که جلسه چهارم از فصل دوم آموزش مقدماتی الکترونیک بود، با خازن آشنا شدیم. این فصل به پایان رسید و در فصل سوم با قطعات دیگری آشنا خواهیم شد.
تیم الکساز برای تمام قسمت‌های این آموزش‌ها مطالعه و تحقیق بسیاری انجام داده تا بتواند یک آموزش اصولی، کاربردی، جذاب و سرگرم کننده را در اختیار شما قرار دهد.
شما می‌توانید با حمایت از الکساز در شبکه‌های اجتماعی مثل یوتیوب، اینستاگرام، تلگرام، آپارات و معرفی الکساز به دوستان خود، به ما انرژی و انگیزه داده تا بتوانیم همواره آموزش‌های با کیفیت در اختیار شما قرار دهیم.
همچنین با نظرات خود در انتهای هر مطلب، انتقادات، پیشنهادات و سوالات خود را با ما مطرح کنید، و در مسیر بهبود کیفیت آموزش‌ها همراه الکساز باشید. در فصل سوم، با ما همراه باشید تا آموزش های مقدماتی الکترونیک و مفاهیم علمی الکترونیک را ادامه دهیم.
