معرفی خازن

آذر ۱۹, ۱۳۹۴ ۱۰:۰۰ قبل از ظهر
ویدئو های بیشتر
969
بازدیدها

خازن

خازن یک عنصر دوسر پسیو است که به انرژی الکتریکی را به صورت موقت در میدان الکتریکی ذخیره مینماید. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها حداقل دو هادی که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند را در ساختار خود دارند. هادی ها می توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز که برای افزایش ظرفیت خازن استفاده می شود می تواند از جنس شیشه، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.

خازنها به عنوان اجزای یک مدار الکتریکی در بسیاری از ادوات الکتریکی استفاده می شوند. یک خازن ایده آل بر خلاف مقاومت توانی در خود تلف نمی کند بلکه انرژی را به شکل یک میدان الکترواستاتیک در میان صفحات خود ذخیره می نماید.

وقتی یک اختلاف پتاسیل بین دو سر خازنی اعمال می گردد (برای مثال وقتی به یک باتری متصل می شود) یک میدان الکتریکی در میان صفحات آن ایجاد می گردد که سبب تجمع بار +Q روی یک صفحه و -Q روی صفحه دیگر می شود. اگر زمان کافی از اتصال باتری بگذرد هیچ جریانی از خازن عبور نخواهد کرد، به عبارت دیگر مشابه مدار باز عمل می کند.

وقتی خازنی به ولتاژ متغیر با زمان وصل می شود بار آن نیز با زمان تغییر می کند و طبق رابطه i = dq/dt جریانی در مدار به وجود می آید. الیته در میان صفحات خازن هیچ جریان هدایتی وجود ندارد و تنها جریان جابجایی می تواند جاری گردد.

بین بار و ولتاژ دو سر خازنهای خطی رابطه Q=CV برقرار است که C را ظرفیت خازن می نامند و واحد آن فاراد است. رابطه جریان با ولتاژ خازنها نیز به صورت I = CdV/dt به دست می آید و انرژی خازنها نیز برابر W = CV2/2 است. نتیجه مهمی که از این روابط به دست می آید آن است که ولتاژ خازنها همواره پیوسته است و نمی تواند به طور ناگهانی تغییر نماید

در این فیلم آموزشی خازن معرفی می شود و روابط ولتاژ، جریان و انرژی آن استخراج می گردد. مثالی نیز در این رابطه حل خواهد شد.

[۱] Hayt, William, Jack Kemmerly, and Steven DurbinEngineering circuit analysis. McGraw-Hill, 2011.

[۲]صفحه خازن در ویکیپپدیای انگلیسی

دانلود جزوه

دانلود ویدئو

(۹۶۹)

امین خواصی
درباره نویسنده
- عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف

یک دیدگاه