خازن
خازن قطعه ای است که جهت ذخیره سازی انرژی الکتریکی (ولتاژ) به وسیله میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی)، در مدار کاربرد دارد و با توجه به اینکه بار الکتریکی ذخیره شده در خازن می توان از آن جهت ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت و پایدار بهره برداری کرد. از خازن ها به عنوان فیلتر نیز استفاده می شود چرا که سیگنال های متناوب یا AC را به سادگی عبور می دهند اما مانع عبور سیگنال های مستقیم یا DC خواهند شد. خازن یا کاپاسیتور که ابتدای کلمه capacitor است با حرف C نمایش می دهند. واحد ظرفیت خازن فاراد می باشد .
خازن چگونه کار می کند؟
خازن یک عنصر الکترونیکی است که قادر است انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند و آن را در زمان‌های مختلف آزاد کند. خازن توسط دو صفحه مواجه با هم تشکیل شده است که با یک ماده عایق (dielectric) مانند هوا، پلاستیک، شیشه و ... جدا شده‌اند.
زمانی که برای یک خازن، اختلاف ولتاژ (Voltage) بین دو صفحه آن ایجاد می‌شود، الکترون‌های بار منفی در یکی از صفحات و الکترون‌های بار مثبت در صفحه دیگر جمع می‌شوند. این عمل باعث ایجاد یک فیلد الکتریکی بین دو صفحه می‌شود که انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می‌کند. برای تخلیه خازن، باید مدار را بسته کرد تا بین دو صفحه، یک جریان الکتریکی ایجاد شود. در این حین، خازن تخلیه می‌شود و انرژی الکتریکی ذخیره شده در آن به صورت جریان الکتریکی از خود رها می‌شود.
توانایی خازن برای ذخیره‌ی انرژی الکتریکی، از بستگی مستقیم با مقدار ظرفیت (Capacitance) آن به اختلاف ولتاژ و فاصله بین دو صفحه آن، مشخص می‌شود. بنابراین، اگر ظرفیت یک خازن بیشتر باشد، بیشتر انرژی در آن قابل ذخیره شدن است.
خازن در مدارات الکترونیکی بسیار پرکاربرد است و به عنوان یک عنصر اساسی در مدارات بسیاری از دستگاه‌ها مانند رادیو، تلویزیون، کامپیوتر و ... استفاده می‌شود.
همانطور که می دانید خازن وسیله ای الکتریکی می باشند که می تواند بار و انرژی را در خود ذخیره نمایند. خازن‌ها در تنوع بالایی ارائه می شوند و همه آن ها حداقل دو هادی برخوردار می باشند که توسط یک عایق از یکدیگر جدا می شوند؛ این هادی‌ها صفحات خازن نیز نامیده می شوند. صفحات خازن می توانند از جنس فلز یا الکترولیک باشند. دی الکتریک نیز لایه‌ای عایق دارد که بین صفحات خازن تعبیه شده است و ظرفیت خازن را افزایش خواهد داد. جنس آن هم می تواند از شیشه، آب، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.
برد الکترونیکی (PCB) از یک ماتریس از مس یا فلزات دیگر تشکیل شده است که الکترونیکی‌ها را بر روی آن می‌توان قرار داد. در این برد، خازن‌هایی با ظرفیت‌ها و اندازه‌های مختلف قرار می‌گیرند.
خازن‌های برد الکترونیکی بیشتر از نوع سطحی هستند که به طور مستقیم بر روی سطح برد قرار می‌گیرند و بدون پایه‌های پین از طریق پد‌های مسی به برد متصل می‌شوند. این خازن‌ها عمدتاً برای ذخیره‌سازی انرژی کوچک استفاده می‌شوند و ظرفیت آن‌ها کمتر از 1 میکروفاراد بوده و در مدارات پرکاربرد الکترونیکی مانند مدارات تغذیه و تنظیم ولتاژ، سوئیچینگ و مدارات میکروکنترلرها استفاده می‌شوند.
همچنین، خازن‌های پلی‌پروپیلن (Polypropylene) و پلی‌استر (Polyester) به طور گسترده در برد‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. این خازن‌ها برای کاربردهای بیشتری مانند تثبیت فرکانس، فیلترینگ و تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به علت نگهداری انرژی الکتریکی، از خازن ها در مدارات تایمینگ به همراه مقاومت ها کاربرد دارد . با توجه به اینکه خازن ها به راحتی سیگنال های متناوب AC را انتقال می دهند اما مانع عبور سیگنال های مستقیم DC می گردند، جهت صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم یا در مدارات به عنوان فیلتر نیز از کاپاسیتور کاربردی می باشند .