خازن وسیله ای الکتریکی است که می تواند بار الکتریکی (و بنابراین انرژی الکتریکی) را ذخیره کند. خازن ها انواع مختلفی دارند اما همه آنها حداقل دو هادی دارند که توسط یک عایق از هم جدا شده اند. [2] به این هادی ها تخته خازنی گفته می شود. تخته های خازن را می توان از فلز یا الکترولیت ساخت. عایق دی الکتریک همچنین یک لایه عایق است که بین صفحات خازن قرار می گیرد و باعث افزایش خازن می شود و مواد آن می تواند شیشه ، آب ، سرامیک ، پلاستیک ، میکا ، کاغذ و غیره باشد.
خازنها طیف گسترده ای از برنامه ها را دارند. آنها در مدارهای زمان بندی به همراه مقاومت ها استفاده می شوند. از خازن ها نیز برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود. از خازن ها نیز در مدارها به عنوان فیلتر استفاده می شود. از آنجا که خازن ها به راحتی متناوب سیگنال ها را منتقل می کنند ، از انتقال سیگنال مستقیم جلوگیری می کنند.
خازن با حرف C نشان داده شده است که آغاز کلمه خازن است.
با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می شود ، می توان از خازن برای ایجاد میدان های برقی یکنواخت استفاده کرد. خازنها می توانند میدانهای الکتریکی را در حجم کم نگه دارند. همچنین می توان از آنها برای ذخیره انرژی استفاده کرد. این دستگاه برای ذخیره شارژر برقی است. تعریف ظرفیت خازن: نسبت بار ذخیره شده در خازن را اختلاف احتمالی بین خازن و خازن خازن می نامند. این توسط واحد C نشان داده شده است. نماد خازن دارای چهار خط است که در امتداد آن حرکت می کنند
تاریخچه
در اکتبر سال 1745 ، اووالد جورج فون کلیست از پومرانیا ، آلمان ، دریافت که با اتصال یک ژنراتور الکترواستاتیک با ولتاژ بالا با استفاده از کابل حجم آب دستی ، می توان بار را ذخیره کرد. دست و کلیشه کلیست به عنوان رسانا عمل می کند ، و شیشه به عنوان دی الکتریک (اگرچه جزئیات دستگاه در آن زمان به طور صحیح اصلاح نشده بود). فون کالستر دریافت که تماس با سیم باعث ایجاد یک جرقه قدرتمند ، بسیار دردناکتر از آن است که از یک دستگاه الکترواستاتیک بدست آید. سال بعد ، پیتر ون ماسنبربر ، فیزیکدان هلندی ، خازن مشابهی به نام جام لیدن را با نام دانشگاه لیدن ، که در آنجا کار کرد ، اختراع کرد. وی همچنین از شوکی که دریافت کرده تحت تأثیر قرار گرفت و نوشت: "من شوک دوم به امپراتوری فرانسه نخواهم خورد."
دانیل گرلت اولین کسی بود که همزمان چندین کوزه را برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی ترکیب کرد. بنیامین فرانکلین در مورد لیوان لیدن تحقیق کرد و نتیجه گرفت که این اتهام به جای دیگران در نظر گرفته شده در لیوان است. وی همچنین اصطلاح "باتری" (یعنی برای افزایش قدرت یکسری واحدهای مشابه مانند باتری توپ) را ابداع کرد و سپس آن را در خوشه های سلولهای الکتروشیمیایی به کار برد. کوزه های لیدن پس از آن با پوشاندن پوشش شیشه ای داخلی و بیرونی با فویل فلزی ساخته می شوند و برای جلوگیری از ایجاد قوس بین فویل از خلأ در دهان باقی می مانند.
کوزه های لیدن ، یا دستگاههای قدرتمندتری که از صفحات شیشه ای مسطح متناوب با رسانا های فویل استفاده می کنند ، فقط در حدود سال 1900 مورد استفاده قرار گرفتند ، هنگامی که اختراع رادیو منجر به تقاضای خازن های استاندارد شد و به طور مداوم با خازن ها به فرکانس های بالاتر منتقل شد. به القایی کم نیاز داشت استفاده از روشهای ساختاری فشرده تر ، مانند ورقهای دی الکتریک انعطاف پذیر (مانند کاغذهای مقاوم در برابر گریس) که بین ورقهای فویل متراکم شده است ، در یک بسته کوچک چرخانده شده یا تاشو می شوید.
خازن های اولیه به عنوان خازن ها شناخته می شدند ، اصطلاحی که امروزه به کار می رود ، خصوصاً در برنامه های قدرتمندی مانند سیستم های خودرو. این اصطلاح برای نخستین بار توسط Alessandro Volta در سال 1782 برای این منظور استفاده شد و این نشانگر توانایی دستگاه در ذخیره چگالی بیشتر بار الکتریکی نسبت به یک هادی جدا شده است. این اصطلاح به دلیل معنی مبهم کندانسور بخار منسوخ شده است و خازن از سال 1926 توصیه شده است.
از ابتدای مطالعه از مواد الکتریکی غیر رسانا مانند شیشه ، چینی ، کاغذ ونیزی به عنوان عایق استفاده شده است. این مواد همچنین برای استفاده از خازن های اولیه چند دهه بعد برای استفاده بیشتر به عنوان الکتریکی نیز مناسب بودند. خازن های کاغذ ساخته شده توسط نوار ساندویچ کاغذ خیس شده در نوارهای فلزی و تبدیل نتیجه به رول معمولاً در اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار می گرفتند. تولید آنها از سال 1876 آغاز شد و از اوایل قرن بیستم به عنوان جداکننده خازن در ارتباطات استفاده شده است.
پرسلن در اولین خازنهای سرامیکی مورد استفاده قرار گرفت. در سال های اولیه انتقال بی سیم مارکونی ، از خازن های چینی چینی برای انتقال ولتاژ بالا و فرکانس بالا استفاده می شد. گیرنده از خازن های میکا کوچکتر برای مدارهای رزونانس استفاده می کرد. خازنهای دی الکتریک میکا در سال 1909 توسط ویلیام دابلر اختراع شد. قبل از جنگ جهانی دوم ، میکا بیشترین استفاده از دی الکتریک برای خازن ها در ایالات متحده بود.
چارلز پولک (متولد کارول پولک) ، اولین مخترع خازنهای الکترولیتی ، دریافت که لایه اکسید موجود در آند آلومینیوم حتی در صورت خاموش شدن با یک الکترولیت خنثی یا قلیایی پایدار خواهد ماند. در سال 1896 ، ایالات متحده شماره حق ثبت اختراع 672.913 را به دلیل "خازنهای سیال الکتریکی با الکترودهای آلومینیومی" صادر کرد. در اوایل دهه 1950 ، خازنهای جامد الکترولیت تانتالوم توسط آزمایشگاههای بل به عنوان یک خازن پشتیبانی کم ولتاژ ، کوچکتر و مطمئن تر اختراع شد تا ترانزیستور تازه اختراع شده را تکمیل کند.
با توسعه مواد پلاستیکی توسط شیمی دانان ارگانیک در طول جنگ جهانی دوم ، سان