المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 خازن (1) (زنگ تفريح شماره‌ي 48)
خازن (1) (زنگ تفريح شماره‌ي 48)زنگ تفريح فيزيك
شناخت و كاربردها

خازن (1)



 

«خازن» شبيه باطري كوچكي است. اگرچه خازن‌ها كاملا با باطري كار مي‌كنند و عملكرد متفاوتي دارند، هر دو انرژي الكتريكي را ذخيره مي‌كنند.

داخل باطري، كنش‌هاي شيميايي الكترون‌هايي توليد مي‌كند كه يك ترمينال دارد و الكترون‌ها را در ترمينال ديگر جذب مي‌كند.

يك خازن بسيار ساده‌تر از باطري است چراكه الكترون‌هاي جديدي توليد مي‌شود (فقط آن را ذخيره مي‌كند).

داخل «خازن» ترمينال‌ها به دو صفحه‌ي فلزي جداي از هم (به‌وسيله‌ي ماده‌ي نارسانا يا دي‌الكتريك) متصل است. شما مي‌توانيد به‌راحتي از دو فويل آلومينيمي و يك تكه كاغذ، «خازن» بسازيد. به‌تجربه اين نوع «خازن» چندان خوب از آب در نمي‌آيد ولي كار مي‌كند.

به‌صورت نظري دي‌الكتريك مي‌تواند هر ماده‌ي نارسانايي باشد. با اين حال مواد خاصي مانند «ميكا»، «سراميك»، «سلولوز»،‌ «چيني»، «پلي‌استر»، «تفلن»، و حتي هوا در خازن‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. دي‌الكتريك تعيين مي‌كند چه نوع خازني بايد داشته باشيم تا بهترين كاركرد را براي ما داشته باشد.

بسته به اندازه و نوع دي الكتريك، خازن‌ها را مي‌توان براي فركانس‌هاي بالاتر در ولتاژهاي بالا نيز مورد استفاده داد. خازن‌ها را براي هر هدف خاصي از خازن پلاستيكي كوچك در «ماشين حساب» گرفته تا ابرخازن‌ها در اتوبوس‌هاي بين شهري ساخت.

«ناسا» از خازن‌هاي شيشه‌اي براي كمك به برقراري مدار در شاتل‌هاي فضايي و نيز مدارگردها (مانند: ماهواره‌هاي مخابراتي و علمي) استفاده مي‌كند. اين‌جا نوع خازن همراه با طريقه‌ي كاركردها را شرح مي‌دهيم.

 

- هوا
اغلب در مدار‌هاي تقويتي راديويي استفاده مي‌شود.

  - پلي‌استر
مدار‌هاي زمان‌سنج مانند: ساعت‌ها، زنگ‌ها و شمارشگرها.
  شيشه
براي ولتاژهاي بالا استفاده مي‌شود.
 

- سراميك
در فركانس‌هاي بالا مانند: آنتن‌ها،‌ پرتور ايكس و ماشين‌هاي «ام آر آي»
(MRI) (Magnetic Resonance Imaging)

 

- ابرخازن‌ها
كليدهاي برق و ماشين‌هاي هيبريدي.



  مدار خازن
در يك مدار الكترونيكي خازن را به‌صورت ذيل نشان مي‌دهيم.

 

شكل 1 - نماد يك خازن در مدار.


وقتي خازن را به باطري وصل مي‌كنيم، اين اتفاق مي‌افتد:

شكل 2 - مدار باطري - خازن.


 

- صفحه‌اي در خازن كه به ترمينال منفي باطري وصل مي‌شود به باطري اجازه مي‌دهد كه الكترون‌ توليد كند.

 

- صفحه‌ي خازن كه به ترمينال مثبت باطري وصل است الكترون‌ها را از دست مي‌دهد.


وقتي خازني شارژ شده است، ولتاژ آن با باطري يكي مي‌شود (5/1 ولت در باطري به اين معني است كه خازن 5/1 ولت است). در خازن‌هاي كوچك توان ذخيره‌سازي نيز كم است. ولي خازن‌هاي بزرگ مي‌‌توانند مقدار كمي بار را نيز ذخيره ‌كنند.

شما مي‌توانيد خازن‌هايي به بزرگي جوش شيرين (كربنات سديم) داشته باشيد كه براي چند دقيقه مي‌تواند بار نسبتا زيادي از نور لامپ را به نسبت اندازه‌اش نگه‌دارد.

حتي در طبيعت هم مي‌توان خازن‌هايي يافت؛ به‌عنوان مثال مي‌توانيم به رعد و برق اشاره كنيم. در يك صفحه (از خازن)، «ابر» قرار دارد. صفحه‌ي ديگر (خازن) «زمين» است و رعد وبرق «باري» است كه بين اين صفحه‌ها رد و بدل مي‌شود.

دقيقا در خازن‌هاي بزرگ مي‌توان مقدار زيادي بار را ذخيره كرد!

به شكل دقت كنيد:

شكل 3 - مدار باطري - خازن - لامپ (مقاومت).


اين‌جا شما يك باطري در اختيار داريد، يك لامپ و يك خازن. اگر «خازن» به اندازه‌ي كافي بزرگ (داراي ظرفيت بالا) باشد، وقتي باطري به مدار وصل مي‌شود، چيزي كه مورد توجه شما قرار مي‌گيرد، لامپ با عبور جريان از باطري به‌خازن براي شارژ آن، روشن خواهد شد.

لامپ آرام آرام ضعيف‌تر شده و بالاخره با شارژ شدن باطري خاموش مي‌شود. حالا اگر باطري را برداريد و به جاي آن يك سيم قرار دهيد، جريان ار يك صفحه‌ي خازن به صفحه‌ي ديگر مي‌رود. لامپ ابتدا روشن مي‌شود، سپس با دشارژ شدن خازن خاموش خواهد شد.

مانند يك برج آبي
يك راه براي به تصوير كشيدن عملكرد خازن تصور آن بدين صورت است كه برج آبي لوله‌اي را نگه داشته است. يك برج آبي، فشار آب را وقتي ثايت نگه‌مي‌دارد كه پمپ‌آب، آب بيش‌تري نسبت به نياز يك شهر فراهم مي‌كند. آن‌گاه در زماني كه اين مقدار زياد مي‌شود،‌ آب وارد شده - براي اين‌كه فشار بالاتر برود - جريان مي‌يابد. يك خازن هم الكترون‌ها را به همين طريق مي‌تواند افزايش دهد.

1386/9/27لينک مستقيم

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1392/10/26
مـتـن : مرسی

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2391
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2391