محاسبه ظرفیت خازن

پیش از صحبت درباره ابزار محاسبه­ی ظرفیت خازن نویدک ، ابتدا باید به توضیح این نکات بپردازیم که اساساً خازن چه وسیله­ای است ، چند نوع دارد و کاربردش در مدارها چیست ، سپس راجع به تعریف ظرفیت خازن و اهمیت محاسبه­ و واحد های آن صحبت میکنیم و در آخر برای شما خواهیم گفت که چرا برای محاسبه­ی ظرفیت خازن بهتر و راحتتر است که از ابزار انلاین محاسبه ظرفیت خازن نویدک استفاده کنید. با ما همراه باشید.

خازن

خازن وسیله­ای الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند. خازن از دو صفحه­ی موازی فلزی ساخته شده است که در میان آن لایه‌ای عایق ( مانند هوا )  قرار گرفته است. با اینکه وظیفه­ی  اصلی خازن‌ها ذخیره و نگهداری از  انرژی الکتریکی است در برخی از مدارات از خازن ‌ها به ‌عنوان نوعی فیلتر هم استفاده می‌شود. به دلیل اینکه خازن‌ها  تنها سیگنالهای متناوب را عبور می‌دهند و از عبور سیگنالهای مستقیم جلوگیری میکنند.
خازن ها انواع مختلفی دارند و در مدارات بسته به نیاز از آنها اسفاده میشود . برای آشنایی با انواع خازن و نحوه محاسبه ظرفیت آن با در ادامه مقاله با نویدک همراه باشید.

خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.
با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود ؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت نیز از خازن ها استفاده میکنند.

ظرفيت خازن 
ظرفيت خازن معياري براي اندازه گيري توانایی خازن در نگهداري از انرژي الكتريكي است . هر چه ظرفيت یه خازن زیاد تر باشد بدين معني است كه خازن قادر به نگهداري انرژي الكتريكي بيشتري است . واحد اندازه گيري ظرفيت خازن فاراد است . به دلیل اینکه فاراد واحد بزرگي است ، استفاده از واحدهاي كوچكتر در خازنها مرسوم تر است . ميكروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پيكوفاراد pF واحدهاي كوچكتر فاراد هستند .

هر فاراد برابر با 10⁶ میکرو فاراد و 10⁹ نانو فاراد و همچنین 10¹² پیکو فاراد است.

انواع خازن

خازن ها انواع مختلفی دارند که در ادامه به توضیح آنها میپردازیم. با نویدک همراه باشید.

الف – خازن هاي الكتروليت

در خازنهاي الكتروليت قطب مثبت و منفي بر روي بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار مي گيرند . این نوع از خازن ها در دو شکل قابل تهیه هستند . يكي به شكل اَكسيل و دیگری رادیال. در خازن های آکسیل شکل پايه ها يكي در طرف راست و ديگري در طرف چپ قرار دارد و در خازن های رادیال شکل هر دو پايه خازن در يك طرف آن قرار دارد .در هر دو شکل خازن هاي الكتروليت ظرفيت بصورت يك عدد بر روي بدنه شان نوشته شده است .

ب – خازن هاي تانتاليوم

خازن هاي تانتاليم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهاي الكتروليت معمولاً ولتاژ كمي دارند . اين خازن ها به دلیل اینکه يك ظرفيت بالا را در سايز كوچكی ارائه مي دهند گران تر از سایر خازن ها هستند.
در نوع جدید تر این خازن ها ، ولتاژ و ظرفيت آنها بر روي بدنه­شان نوشته شده ولي در انواع قديمي آنها از نوارهای رنگي استفاده مي شود كه در ادامه نحوه خواندن آنها را برای شما شرح خواهیم داد. با نویدک همراه باشید.

دو نوار رنگی اولیه روی خازن نشان دهنده دو رقم اول است و رنگ نقطه نشان دهنده تعداد صفر های آن و بر اساس این دو خط رنگی و نقطه ظرفیت خازن بر اساس میکروفاراد بدست می­آید.  براي دو رقم اول كدهاي استاندار رنگي استفاده مي شود و  براي نقطه، رنگ خاكستري به معني × 0.01 و رنگ سفيد به معني × 0.1 است .یک نوار رنگي سوم نزديك به انتها­ی خازن وجود دارد که ولتاژ را مشخص مي كند که به صورت زیر تفسیر میشود:

• سفيد 30 ولت
• مشکي 10 ولت  
•  زرد 3/6 ولت
• سبز 16 ولت
• خاكستري 25 ولت
• آبي 20 ولت

همان طور که در ابتدای مقاله به آن پرداختیم ، ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود: صفحات رسانا و عایق بین آنها که اصطلاحا دی الکتریک نامیده میشود.

در حقیقت هرگاه دو صفحه رسانا در مقابل هم قرار بگیرند و در بین آنها عایقی قرار داده شود، خازن تشکیل میشود . معمولاً صفحات رسانای خازن از جنس آلومینیوم، روی و نقره با سطوح نسبتاً بزرگ هستند و در بین آنها یک عایق (دی‌الکتریک) از جنس هوا، کاغذ، پلاستیک، سرامیک، اکسید آلومینیوم قرار میگیرد. هر چه ضریب دی‌الکتریک یک ماده عایق بزرگ‌تر باشد آن دی‌الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتری است. به طور مثال، ضریب دی‌الکتریک هوا ۱ و ضریب دی‌الکتریک اکسید آلومینیوم ۷ است . در نتیجه خاصیت عایق بودن اکسید آلومینیوم ۷ برابر خاصیت عایق بودن هوا است.

کاربرد خازن ها در مدار های آنالوگ و دیجیتال

در مدارات انالوگ از خازن جهت جدا کردن دو منبع متناوب و مستقیم استفاده می‌شود به این صورت که در مقابل ولتاژ متناوب مانند اتصال کوتاه عمل می‌کند و اجازه ورود و خروج را به جریان می‌دهد اما در مقابل ولتاژ مستقیم و اجازه ورود و یا خارج شدن را نمی‌دهد. در مدارهای دیجیتال همانطور که گفته شد از خازن ها به عنوان ذخیره کننده­ی انرژی استفاده می­شود .

کد خازن

در خازن های الکترولیتی عموما  ظرفیت خازن به صورت یک عدد مشخص با واحد مربوطه اش (pf,nf,,…) در کنار ولتاژ ( حداکثر ولتاژ که در خازن ذخیره میشود) نوشته شده است. اما در سایر خازن ها از جمله خازن تانتالیوم یک عدد 3 رقمی به همراه یک حرف انگلیسی  ( m,j,k )نوشته شده است که به این عدد کد خازن میگویند و برای محاسبه­ی از این کد استفاده میشود.

برای محاسبه­ی ظرفیت این نوع خازن ها به صورت دستی لازم است دو عدد اول را در ده به توان عدد سوم ضرب کنیم. عدد حاصل شده ظرفیت خازن را حسب پیکوفاراد به ما میدهد . برای مثال اگر روی خازنی 524  نوشته شده باشد به این معنی است که ظرفیت این خازن برابر است با : 10000×52 پیکوفاراد یعنی نانو 520 فاراد یا 0.52 میکرو فاراد . و به عبارت دیگر وقتی روی خازنی عدد 524 نوشته شده باشد دو عدد اولی ( 52 ) را نوشته و بر حسب عدد سوم یعنی ( 4 ) مقابلش صفر می گذاریم که عدد حاصله ( 520000 ) بیانگر ظرفیت خازن بر حسب پیکو فاراد می باشد و در صورت تقسیم این مقدار بر عدد 1000 ظرفیت خازن بر حسب نانو فاراد بدست می آید.

حروف نیز بیانگر دقت خازن هستند و در حقیقت نشان دهنده­ تلورانس میزان خطای آن خازن میباشند . به طور مثال حرف (j  ) نشان دهنده­ی این است که خازن 5 درصد بیشتر یا کمتر از ظرفیت نشان داده شده ظرفیت دارد و به همین ترتیب حرف ( k )  نشان دهنده 10 درصد تلورانس و حرف ( m ) نشان دهنده 20 درصد تلورانس میباشد.

نحوه استفاده از ابزار محاسبه­ی آنلاین ظرفیت خازن نویدک

تا اینجا با مفهوم خازن، انواع آن، ظرفیت آن و همین طور کد خازن آشنا شدیم. همانطور که دیدیم محاسبه ظرفیت خازن کار وقت گیری است و تبدیل واحد های مختلف ظرفیت خازن به یکدیگر هم نیازمند محاسبات زمانبری است. به همین دلایل و همینطور به خاطر جلوگیری از اشتباهات ریاضی در محاسبه و افزایش بازدهی بهتر است که از ابزار محاسبه­ی لحظه­ای ظرفیت خازن نویدک استفاده کنیم.

این ابزار دارای دو قسمت است که هر دو بسیار کاربردی هستند و کار با آنها بسیار ساده­ست.

• قسمت اول برای محاسبه ظرفیت خازن از روی کد آن است و قسمت دوم برای محاسبه­ی کد با داشتن ظرفیت خازن میباشد.
• در ابزار اول با وارد کردن کد خازن در قسمت خالی و فشردن گزینه­ی « محاسبه » در به صورت لحظه­ای ظرفیت خازن در سه واحد پیکو فاراد ، نانو فاراد و میکرو فاراد محسبه میشود.
• در ابزار دوم ابتدا واحد ظرفیت خازن را انتخاب میکنید و سپس عدد ظرفیت را در قسمت خالی مینویسید و سپس گزینه­ی « محاسبه » را فشار میدهید و کد خازن در همان لحظه برای شما به نمایش در می­آید.

جدول ۱) ضریب و تولرانس

جدول ۲) جدول کد ولتاژ اتحادیه صنایع الکترونیک (EIA)

جدول ۳) لیست خازن‌ها به همراه کدها و ظرفیت‌های مربوطه

پیشنهادات و نظرات ارزشمند خود را نسبت به این ابزار از طریق ثبت دیدگاه برای ما ارسال کنید.