تعریف خازن در الکترونیک

تعریف خازن در الکترونیک:
خازن یک المان الکترونیکی است که انرژی الکتریکی یا شارژ الکتریکی را به فرم یک میدان الکتریکی در خود ذخیره می کند.

یک خازن اساسا از دو صفحه رسانا موزی با یکدیگر ساخته شده است که توسط یک دی الکتریک (Dielectric) بین آن ها از یکدیگر جدا شده است.

دو صفحه رسانا مانند الکترود (Electrodes) و دی الکتریک بین آن ها نیز مانند عایق (Insulator) عمل می کند. در تصویر زیر نمایی از شماتیک ساختمان یک خازن را مشاهده می کنید.

صفحات رسانا در خازن الکتریسیته را به خوبی در خود هدایت می کنند، بنابراین به جریان الکتریکی اجازه می دهند به آسانی در آن ها جریان یابد.

از طرف دیگر، یک دی الکتریک رسانای بسیار ضعیفی برای الکتریسیته محسوب می شود، بنابریان اجازه عبور جریان الکتریکی را نخواهد داد، اما میدان الکتریکی یا نیروی الکتریکی از آن عبور می کند.

زمانی که یک ولتاژ به نحوی به خازن اعمال شود که ترمینال منفی باتری به الکترود سمت راست و ترمینال مثبت باتری به الکترود سمت چپ متصل شود، آن گاه خازن شروع به ذخیره شارژ الکتریکی در خود می کند. در تصویر زیر نمایی از نحوه شارژ شدن یک خازن نشان داده شده است.

به دلیل حضور منبع ولتاژ، تعداد زیادی از الکترون ها از طریق یک سیم رسانا شروع به خارج شدن از ترمینال منفی باتری می کنند. زمانی که این الکترون ها به صفحه سمت راست وارد شوند، تعداد زیادی از اتم ها در صفحه سمت راست الکترون های اضافی به دست می آورند.

می دانیم که به هر شی که در آن تعداد الکترون ها بیشتر از تعداد پروتون ها باشد، اصطلاحا گفته می شود که دارای بار منفی است. در این خازن، صفحه سمت راست دارای تعداد الکترون بیشتر از پروتون است، در نتیجه این صفحه به صوت منفی شارژ می شود.

الکترون های آزاد در صفحه یا الکترود سمت راست تلاش می کنند که به دی الکتریک حرکت کنند، اما دی الکتریک مانع از ورود آن ها می شود.

در نتیجه تعداد زیادی از الکترون ها در صفحه سمت راست جمع می شوند و به همین دلیل الکترود سمت راست دارای شارژ منفی خواهد بود.

دی الکتریک بین صفحات مانع از ورود الکترون های آزاد می شود، اما اجازه اعمال نیروی الکتریکی توسط الکترود با شارژ منفی وجود دارد.

در سمت دیگر از خازن، الکترون های روی صفحه سمت چپ نیروی جاذبه بسیار قوی را توسط ترمینال مثبت باتری متصل به خود احساس می کنند.

در نتیجه تعداد زیادی از الکترون ها، صفحه سمت چپ را ترک می کنند و به سمت ترمینال مثبت باتری می روند و به همین دلیل بار مثبتی روی صفحه سمت چپ جمع می شود.

بارهای مثبت و منفی جمع شده روی هر دو صفحه سمت چپ و راست خازن، به یکدیگر نیروی جاذبه وارد می کنند.

در واقع این نیروی جاذبه بین صفحات همان نیروی الکتریکی است. می دانیم که ظرفیت خازنی (Capacitance)، توانایی ذخیره شارژ الکتریکی است.

حال در این خازن، در هر دو صفحه شارژهای مثبت و منفی ذخیره شده است و می توان گفت که روی صفحات خازن ظرفیت خازنی وجود دارد.