خازن ها
خازن ها
چیستی و کاربرد خازن ها، آموزش تعمیر انواع برد های الکترونیکی :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی و… ارائه مدرک فنی و حرفه ای آموزش تعمیر برد توسط دکتر میلاد طاهریان.
تعمیرات تخصصی برد های الکترونیک
برای آموزش تعمیرات تخصصی برد الکترونیک وارد سایت آموزشگاه فنی حرفه ای پاور بشوید و مدرک بین المللی و مدرک فنی و حرفه ای دریافت کنید.
آموزش طراحی برد . آموزش تعمیرات برد اینورتر و plc . تعمیر برد کلیه لوازم خانگی . تعمیر برد کلیه تجهیزات پزشکی و کامپیوتر و موبایل و کوادکوپتر و برق هلکوپتر و هواپیما
خازن چیست؟
خازن (Capacitor) یک المان الکترونیکی پایه می باشد که توانایی ذخیره انرژی الکتریکی را دارد. خازن از دو رساناي مجزا تشکیل شده است که با یک ماده عایق از هم جدا شدهاند.
خازنها در اصل سازوکاری برای ذخیره بار الکتریکی هستند. هنگامی که ولتاژی به دو سر خازن متصل شود، یک طرف آن بار مثبت و طرف دیگر بار منفی میگیرد. این بارها در فضای بین رساناها ذخیره می گردند.
برخی از ویژگیهای اصلی خازن ها عبارتند از:
- ولتاژ کار (Working Voltage): بیشترین ولتاژی که خازن ممکن است تحمل کند بدون آنکه آسیب ببیند.
- نوع دیالکتریک: ماده عایقی که بین دو رسانای خازن قرار دارد (مانند کاغذ، پلاستیک، سرامیک و …).
- ظرفیت خازن (Capacitance): میزان توانایی خازن در ذخیره بار الکتریکی که واحد آن فاراد (F) می باشد.
- اندازه و شکل فیزیکی: خازنها در اندازهها و شکلهای مختلف ساخته میشوند.
خازن ها در بسیاری از مدارهای الکترونیکی کاربرد دارند، از جمله در منبع تغذیه، فیلترهای الکترونیکی، مدارهای تطبیق امپدانس و موارد دیگر.
آموزش رایگان تعمیرات برد در سایت > اینستاگرام > آپارات > یوتیوب آموزشگاه تخصصی تعمیرات برد پاور . آموزش تعمیر بردهای الکترونیکی pdf . آموزش تعمیر برد الکترونیکی رایگان . تعمیر برد الکترونیک .
کاربردهای خازن ها:
خازن ها کاربردهای گستردهای در مدارهای الکترونیکی و الکتریکی دارند. برخی از مهمترین کاربردهای آنها عبارتند از:
- ذخیرهسازی انرژی:
– خازن ها میتوانند انرژی الکتریکی را موقتاً ذخیره کنند و در صورت نیاز آن را آزاد کنند. این کاربرد در منابع تغذیه، مدارهای برقگیر و ماشینهای الکتریکی بسیار دارای اهمیت است.
- تنظیم و فیلترینگ:
– خازن ها در مدارهای تنظیم ولتاژ و فیلترینگ سیگنالها استفاده میشوند. به عنوان مثال در مدارهای تغذیه، خازنها نوسانات ولتاژ را حذف می نمایند.
- تعیین فرکانس:
– خازن ها در مدارهای تعیین فرکانس مانند اسیلاتورها کاربرد دارند. با تغییر ظرفیت خازن، میتوان فرکانس را تنظیم نمود.
- تشکیل مدارهای رزونانس:
– با استفاده از خازن و سلف میتوان مدارهای رزونانس ایجاد کرد که در فیلترهای الکترونیکی و مخابراتی دارای کاربرد هستند.
- کاربردهای متفرقه:
– خازن ها در کاربردهای متنوعی مانند فلش دوربین، کنترل موتور، حسگرها و مدارهای میکروالکترونیک استفاده می گردند.
در مجموع، خازن ها نقش بسیار حیاتی در طراحی و ساخت انواع مدارهای الکترونیکی و الکتریکی اجرا میکنند.
برای آموزش تعمیر برد اینورتر و PLC وارد لینک شوید .
علل خرابی خازن ها:
خازن ها ممکن است به دلایل مختلفی دچار خرابی شوند. برخی از مهمترین علل خرابی خازنها عبارتند از:
حرارت بیش از حد:
– قرار گرفتن خازن در معرض دمای بالا یا گرم شدن بیش از حد ممکن است باعث تخریب عایق و در نتیجه خرابی خازن شود.
نوسانات ولتاژ شدید:
– قرار گرفتن خازن در معرض نوسانات ولتاژ شدید و ناگهانی میتواند به تخریب عایق و خرابی خازن منجر گردد.
رطوبت و مواد شیمیایی:
– نفوذ رطوبت یا قرار گرفتن خازن در معرض مواد شیمیایی، به ویژه در خازنهای الکترولیتی، ممکن است به تخریب پوشش و خرابی خازن منجر گردد.
اعمال ولتاژ بیش از حد مجاز:
– اعمال ولتاژی بیش از ولتاژ نامی خازن، میتواند منجر به شکست عایق و در نتیجه اتصال کوتاه داخلی خازن گردد.
مدت زمان استفاده طولانی:
– با گذشت زمان و استفاده طولانیمدت، مواد داخلی خازن تجزیه شده و سبب کاهش ظرفیت و در نهایت خرابی خازن میشود.
ضربه و تکانهای مکانیکی:
– خازنهای فیزیکی امکان دارد در اثر ضربه و تکانهای مکانیکی آسیب ببینند و دچار خرابی شوند.
برای جلوگیری از خرابی خازنها، باید شرایط کاری مناسب را فراهم کرد و از اعمال ولتاژ، حرارت و ضربات بیش از حد مجاز پرهیز نمود.
چطور میشود خراب شدن خازن را تشخیص داد؟
خرابی خازن ها را میتوان با استفاده از روشهای مختلفی تشخیص داد. برخی از مهمترین روشهای تشخیص خرابی خازن ها عبارتاند از:
- تست ظرفیت و مقاومت:
– با استفاده از اهممتر و خازنمتر میتوان ظرفیت و مقاومت خازن را اندازهگیری کرد. در صورت انحراف از مقادیر استاندارد، احتمال خرابی خازن موجود است.
- تست نشت جریان:
– خازنهای سالم باید مقاومت بالایی در برابر جریان نشتی داشته باشند. با اندازهگیری جریان نشتی میتوان خرابی خازن را تشخیص داد.
- آزمون دیالکتریک:
– با آزمون دیالکتریک میتوان سلامت عایق خازن را بررسی کرد. در صورت وجود ایراد در عایق، خازن دچار خرابی می باشد.
- بررسی ظاهری:
– معاینه ظاهری خازنها میتواند شواهدی از خرابی مانند تغییر شکل، ترکخوردگی، نشت الکترولیت و تغییر رنگ را نشان دهد.
- استفاده از تجهیزات آزمایش:
– با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی مانند اسیلوسکوپ و آنالایزر مدار می شود رفتار خازن را مطالعه و خرابی آن را تشخیص داد.
تشخیص به موقع خرابی خازن ها بسیار مهم است تا از بروز مشکلات و آسیبهای بیشتر در مدارات الکترونیکی پیشگیری شود.
چگونه میتوانیم خرابی خازن را برطرف کنیم؟
برطرف کردن خرابی خازنها بستگی به نوع خرابی و میزان آن دارد. در کل، روشهای زیر برای برطرف کردن خرابی خازنها استفاده می گردد:
- بازیابی خازن:
– در برخی موارد خرابی خازن به صورت نشت جریان جزئی یا کاهش ظرفیت می باشد. در این حالت میتوان با استفاده از روشهای بازیابی مانند تغذیه با ولتاژ بالا، آن را ترمیم کرد.
- مراقبت و نگهداری دورهای:
– انجام بازرسیهای دورهای و نگهداری مناسب خازنها ممکن است از بروز خرابیهای جدی جلوگیری کند.
- تعویض دیالکتریک:
– در صورت خرابی عایق خازن (دیالکتریک)، میتوان با باز کردن خازن و تعویض دیالکتریک آن را ترمیم نمود.
- تعویض خازن:
– در صورت خرابی شدید خازن مانند اتصال کوتاه، تغییر شکل یا نشت الکترولیت، بهترین راه تعویض کامل خازن می باشد.
- بهبود شرایط محیطی:
– گاهی اوقات عوامل محیطی مانند دما، رطوبت و ارتعاش باعث تخریب خازن میشوند. در این صورت با بهبود شرایط محیطی می شود عمر مفید خازن را افزایش داد.
نحوه تعمیر خازن:
برای تعمیر و بازسازی خازن های خراب، مراحل زیر را میتوان پیشنهاد داد:
- تشخیص نوع خرابی:
– ابتدا باید نوع خرابی خازن را مشخص کنید. آیا مشکل متصل شدن کوتاه، نشت الکترولیت، تغییر شکل یا کاهش ظرفیت است؟
- جداسازی خازن:
– خازن را از مدار جدا کرده و به آزمایشگاه یا محل تعمیر انتقال دهید.
- باز کردن بدنه خازن:
– در صورت امکان، بدنه خازن را باز کنید تا به اجزای داخلی آن دسترسی پیدا کنید.
- بررسی و تست خازن:
– با استفاده از مولتیمتر یا دیگر ابزارهای تست الکترونیکی، پارامترهای خازن مانند مقاومت، ظرفیت و نشت جریان را کنترل نمایید.
- تعویض اجزای خراب:
– در صورت خرابی قطعات داخلی مثل دیالکتریک یا پوشش محافظ، آنها را تعویض کنید.
- بازسازی و مونتاژ خازن:
– پس از تعویض قطعات خراب، خازن را مجددا مونتاژ کرده و آماده مورد استفاده قرار دهید.
- آزمایش و کالیبراسیون:
– قبل از نصب مجدد خازن در مدار، آن را آزمایش کرده و مطمئن شوید که پارامترها در محدوده مجاز قرار دارند.
- نصب و اتصال در مدار:
– خازن تعمیر شده را در مدار اصلی نصب نموده و اتصالات آن را برقرار کنید.
- بررسی عملکرد:
– پس از نصب، عملکرد خازن را در مدار بررسی کرده و مطمئن شوید که مشکلی موجود نمی باشد.
این مراحل کلی برای تعمیر خازن ها است. ممکن است در موارد خاص برخی مراحل متفاوت باشند. همچنین توجه به نکات ایمنی در هنگام کار با خازنها ضروری می باشد.
چطور میشود خازن را تعویض کرد؟
برای تعویض خازن خراب یا فرسوده، مراحل زیر را توصیه میکنیم:
- قطع جریان برق:
– ابتدا مطمئن شوید که برق ورودی به مدار حاوی خازن را قطع نموده اید.
- تخلیه بار خازن:
– برای جلوگیری از خطر برق گرفتگی، بار ذخیره شده در خازن را تخلیه کنید.
- جداسازی خازن:
– خازن را از مدار جدا کنید و آن را از روی بورد یا قاب دستگاه باز نمایید.
- بررسی مشخصات خازن:
– مقدار ظرفیت، ولتاژ کاری و دیگر مشخصات خازن فرسوده را یادداشت کنید.
- خرید خازن جدید:
– با توجه به مشخصات خازن قبلی، یک خازن مشابه آن را تهیه کنید.
- نصب خازن جدید:
– خازن جدید را در جای خازن قبلی نصب نموده و اتصالات آن را برقرار کنید.
- اتصال به مدار:
– خازن جدید را به مدار مربوطه اتصال دهید.
- آزمایش و بررسی:
– پس از اتصال، مدار را تحت بار قرار داده و عملکرد خازن جدید را بررسی نمایید.
- تکمیل کار:
– اگر همه چیز درست کار میکند، مدار را به برق وصل کرده و دستگاه را راهاندازی نمایید.
این مراحل کلی برای تعویض خازن است. توجه به دیگر قطعات مدار و رعایت نکات ایمنی در این فرآیند بسیار مهم است. در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر، حتما با یک تکنسین ماهر مشورت کنید.
چه عواملی بر ظرفیت خازن تأثیر میگذارند؟
بر ظرفیت خازن چند عامل مؤثر هستند:
فاصله بین صفحات رسانا:
– ظرفیت خازن معکوساً متناسب با فاصله بین صفحات رسانا است. هر چه فاصله کمتر باشد، ظرفیت بیشتر می گردد.
نوع ماده دیالکتریک:
– نوع ماده عایقی که بین دو صفحه رسانا قرار گرفته است، تأثیر زیادی بر ظرفیت خازن دارد. مواد با ثابت دیالکتریک بالاتر، ظرفیت بیشتری به وجود می آورند.
سطح صفحات رسانا:
– ظرفیت خازن مستقیماً متناسب با سطح صفحات رسانای آن است. هر چه سطح صفحات بزرگتر باشد، ظرفیت بیشتر می گردد.
سطح مقطع صفحات رسانا:
– هر چه سطح مقطع صفحات رسانای خازن بزرگتر باشد، ظرفیت آن افزایش پیدا می کند.
به طور کلی، برای افزایش ظرفیت خازن میتوان سطح صفحات را بزرگتر، فاصله بین صفحات را کمتر و از مواد دیالکتریک با ثابت دیالکتریک بالاتر استفاده نمود. البته محدودیتهایی هم در این زمینه وجود دارد که باید در طراحی در نظر گرفته شوند.
خازنها چطور کار میکنند؟
خازنها طی چند مرحله کارکرد دارند که عبارتند از:
- اتصال به منبع ولتاژ:
– در این مرحله، خازن به منبع ولتاژ (مثل باتری) اتصال می یابد.
– بار الکتریکی در دو صفحه متفاوت خازن (مثبت و منفی) ذخیره میشود.
- شارژ شدن:
– در این مرحله، الکترونها از یک صفحه به صفحه دیگر خازن جابهجا می گردند.
– این جابهجایی الکترونها باعث ذخیره بار الکتریکی در خازن میشود.
- حفظ بار ذخیره شده:
– خازن قادر است بار الکتریکی ذخیره شده در خود را برای مدت زمان مشخصی نگه دارد.
– این زمان به خصوصیات فیزیکی و الکتریکی خازن بستگی دارد.
- تخلیه شدن:
– هنگامی که مدار به خازن متصل میشود، بار الکتریکی ذخیره شده در خازن تخلیه می گردد.
– این تخلیه باعث جریان الکتریکی در مدار میشود و انرژی ذخیره شده در خازن آزاد میشود.
این چرخه شارژ/تخلیه بارها میتواند در خازن تکرار شود و انرژی در آن بهطور موقت ذخیره گردد. درک این مراحل برای درک کارکرد و کاربردهای خازنها بسیار دارای اهمیت است.
مزایای خازن:
خازنها دارای مزایای متعددی هستند که باعث کاربردهای گسترده آنها در مدارهای الکترونیکی و برقی میشود. برخی از مزایای اصلی خازنها عبارتند از:
- فیلترسازی و حذف نوسانات:
– خازنها میتوانند نوسانات و اغتشاشات ولتاژ را در مدارها حذف نمایند و جریان الکتریکی را فیلتر کنند.
- افزایش ولتاژ و جریان:
– در برخی کاربردها، خازنها این توانایی را دارند که ولتاژ و جریان را تا حدی افزایش دهند.
- کاهش مقاومت داخلی:
– وجود خازنها باعث کاهش مقاومت داخلی مدارها می گردد و بازده مدار را افزایش میدهد.
- تنظیم و تغییر فرکانس:
– خازنها در مدارهای تنظیم فرکانس و اسیلاتورها دارای کاربرد هستند.
- ذخیرهسازی انرژی الکتریکی:
– خازنها میتوانند انرژی الکتریکی را بهصورت موقت ذخیره کنند و در صورت نیاز آن را آزاد کنند.
- جداسازی و ایزولاسیون مدارها:
– خازنها میتوانند بخشهای مختلف مدار را از لحاظ الکتریکی از هم جدا نمایند.
- سادگی در ساخت و طراحی:
– خازنها در ساخت و طراحی مدارها نسبتاً ساده و ارزان می باشند.
این مزایای متنوع باعث شده است که خازنها در صنایع مختلف الکترونیکی و برقی کاربردهای فراوانی داشته باشند.
معایب خازن:
خازنها علاوه بر مزایای بسیاری که دارند، برخی معایب و محدودیتهای نیز دارند که به شرح زیر می باشد:
- افت ولتاژ و تخلیهی تدریجی:
– خازنها به مرور زمان تخلیه میشوند و ولتاژ ذخیرهشده در آنها به تدریج کاهش پیدا می کند.
- اندازه و حجم نسبتاً بزرگ:
– برخی انواع خازنها نسبت به سایر اجزای مدار دارای ابعاد و حجم بزرگتری می باشند.
- حساسیت به دما:
– ظرفیت و عملکرد خازنها تحت تأثیر دما قرار میگیرند و در دماهای بالا و پایین ممکن است دچار نقص گردند.
- محدودیت در عمر مفید:
– خازنها پس از گذشت زمان و استفاده مکرر، دچار فرسایش و از کار افتادن می گردند.
- محدودیت در ظرفیت ذخیرهسازی انرژی:
– ظرفیت ذخیرهسازی انرژی خازنها نسبتاً محدود می باشد و در مقایسه با باتریها، توانایی ذخیرهسازی انرژی کمتری دارند.
- محدود بودن ولتاژ کاری:
– خازنها معمولاً برای ولتاژهای کم (در حد چند ولت) طراحی می گردند و استفاده آنها در ولتاژهای بالا محدود است.
این معایب و محدودیتها باعث میشود که در طراحی مدارها، استفاده از خازنها و انتخاب نوع و ویژگیهای آنها با دقت و مطالعه انجام گیرد.
جهت دیدن دیگر مقالات ما به لینک های زیر مراجعه کنید:
دیدگاهتان را بنویسید