آموزشی آیا خازن ها از داخل خود جریان الکتریکی عبور می دهند.؟

[علی تحیری]

با سلام:
اکثر مردم تصور می کنند که جریان الکتریکی از درون خازن ها عبور می کند. با توجه به این که بین دوصفحه خازن دارای دی الکتریک یا عایق وجود دارد و طبق قانون اهم که عایق مقاومت بی نهایت ( البته اهم بسیار زیاد) دارد پس این جریان الکتریکی چگونه عبور می کند.؟
وقتی که یک خازن را با یک منبع تغذیه که دارای نشان دهنده ولتاژ و جریان است شارژ می کنیم در لحظه اول آمپر متر جریان زیادی را نشان میدهد سپس کم شده و یک باره جریان قطع می شود. در این موقع یک صفحه دارای بار مثبت ( پروتون) و صفحه دیگر دارای بار منفی ( الکترون) می شود. و چون جذب الکترون و پروتون به اندازه کافی می شود، لحظه ایست که جریان عبوری از منبع تغذیه صفر می شود. اما در هنگام تخلیه خازن با یک سیم و مقاومت کم اهم الکترون ها وپروتون ها یا بار مثبت و منفی هم دیگر را جذب وازصفحات خارجی خازن تخلیه می شود و هیچ جریانی از داخل خازن که به تصور غلط که وجود داشت نمی گذرد.

 

[امیر صراف]

دوست عزیز جناب تحیری در خصوص موارد مطروحه در متن بالا مواردی به شرح ذیل اعلام می‌شود
۱_ به وقت شارژ خازن یکی از صفحات پر از الکترون میشود ولی صفحه مقابلش با پروتون پر نمیشود ، زیرا پروتون یک جز اتمی درون هسته است و در شرایط عادی از هسته خارج نمیشود، آنچه در صفحه مقابل وجود دارد نبود الکترون است، نه پروتون
۲_ قطع جریان شارژ مربوط به جذب بارهای روی صفحات نیست بلکه بخاطر تکمیل شدن بار الکتریکی روی صفحات است، و این را بدانید که خازن ها تا ابد شارژ میشوند ،در بدو اتصال جریان خازن تا ۶۳ درصد ظرفیت اسمی خود شارژ میشود ، و آمپرمتر جریان زیاد نشان میدهد از آن پس آمپر متر جریان کاهش میابد و خازن به شارژ ظرفیت باقیمانده خود یعنی ۲۳ درصد ادامه میدهد و ۶۳ درصد از ۲۳ درصد باقیمانده شارژ میشود و .....این امر ادامه خواهد داشت ،لذا میتوان اظهار کرد که یک خازن هیچوقت شارژ کامل نخواهد شد
بر خلاف تصور جریان متناوب از خازن عبور میکند ، البته این عبور را نباید مانند جریان دی سی یک طرفه و مانندجریان رودخانه تصور کرد ، بلکه عبور رفت و برکشتی (باتوجه به ظرفیت خازن، فرکانس، ولتاژ ، دما و....) می‌باشد ،در پایان خازنها تابع ، رآکتانس و کاپاسیتانس می‌باشند
با تشکر

 

[علی تحیری]

۲_ قطع جریان شارژ مربوط به جذب بارهای روی صفحات نیست بلکه بخاطر تکمیل شدن بار الکتریکی روی صفحات است، و این را بدانید که خازن ها تا ابد شارژ میشوند ،در بدو اتصال جریان خازن تا ۶۳ درصد ظرفیت اسمی خود شارژ میشود ، و آمپرمتر جریان زیاد نشان میدهد از آن پس آمپر متر جریان کاهش میابد و خازن به شارژ ظرفیت باقیمانده خود یعنی ۲۳ درصد ادامه میدهد و ۶۳ درصد از ۲۳ درصد باقیمانده شارژ میشود و .....این امر ادامه خواهد داشت ،لذا میتوان اظهار کرد که یک خازن هیچوقت شارژ کامل نخواهد شد
بر خلاف تصور جریان متناوب از خازن عبور میکند ، البته این عبور را نباید مانند جریان دی سی یک طرفه و مانندجریان رودخانه تصور کرد ، بلکه عبور رفت و برکشتی (باتوجه به ظرفیت خازن، فرکانس،

دوست عزیز جناب تحیری در خصوص موارد مطروحه در متن بالا مواردی به شرح ذیل اعلام می‌شود
۱_ به وقت شارژ خازن یکی از صفحات پر از الکترون میشود ولی صفحه مقابلش با پروتون پر نمیشود ، زیرا پروتون یک جز اتمی درون هسته است و در شرایط عادی از هسته خارج نمیشود، آنچه در صفحه مقابل وجود دارد نبود الکترون است، نه پروتون
۲_ قطع جریان شارژ مربوط به جذب بارهای روی صفحات نیست بلکه بخاطر تکمیل شدن بار الکتریکی روی صفحات است، و این را بدانید که خازن ها تا ابد شارژ میشوند ،در بدو اتصال جریان خازن تا ۶۳ درصد ظرفیت اسمی خود شارژ میشود ، و آمپرمتر جریان زیاد نشان میدهد از آن پس آمپر متر جریان کاهش میابد و خازن به شارژ ظرفیت باقیمانده خود یعنی ۲۳ درصد ادامه میدهد و ۶۳ درصد از ۲۳ درصد باقیمانده شارژ میشود و .....این امر ادامه خواهد داشت ،لذا میتوان اظهار کرد که یک خازن هیچوقت شارژ کامل نخواهد شد
بر خلاف تصور جریان متناوب از خازن عبور میکند ، البته این عبور را نباید مانند جریان دی سی یک طرفه و مانندجریان رودخانه تصور کرد ، بلکه عبور رفت و برکشتی (باتوجه به ظرفیت خازن، فرکانس، ولتاژ ، دما و....) می‌باشد ،در پایان خازنها تابع ، رآکتانس و کاپاسیتانس می‌باشند
با تشکر

با سلام:
1- شارژکامل یک خازن در 5 مرحله انجام می شود. اولی را درست گفتید در مرحله اول تا 63 درصد ولتاژ اعمال شده پر می شود ومی ماند 37 درصد باقی مانده که طی 4 مرحله بصورت لگاریتمی یا غیر خطی پر می شود و در مرحله 5 با توجه به خلاف تصور شما که می گوئید یک خازن هیچوقت شارژ کامل نمی شود دقیقا به شارژ 100 درصد می رسد. ( به جدول شارژ زمان بندی خازن ها توجه فرمائید).
2- برخلاف تصور شما جریان D.C و A.C هرگز از خازن عبور نمی کند، چون اگر عبور می کرد عایق بین صفحات خازن ها یک چیز بی معنا بود.
3- یک خازن از صفحات بیرونی خود که با عایق میانی قرار گرفته پر و از صفحات خارجی جریان تخلیه می گرد.
4- یک خازن A.C که دارای پولاریته نیست می تواند از دو طرف بدون در نظر گرفتن قطب پر یا تخلیه گرد. اما اگر به یک خازن دارای پولاریته ولتاژ معکوس داده شوداگرم و سبب ترکیده شدن خازن می شود.
5- خازن ها چه A.C و چه D.C زمانی جریان را ازداخل خود عبور می دهند که یک ولتاژ، بالاتر از ولتاژ کاری خازن اعمال شود که در این صورت با ایجاد یک جرقه بین دو الکترو یا دو صفحه خازن با عایق انجام می شود وعبور جریان حتی D.C را از میان خود عبور می دهند و معمولا سبب نشتی یا لیکج می شود.

 

[علی تحیری]

چارت یا جدول زمان بندی شارژ خازن که در 5 مرحله یک خازن به شارژ 100 درصد می رسد. در این جدول ستون عمودی درصد ولتاژ شارژ خازن و ستون های افقی زمان شارژ را نشان می دهد. اگر به ستون عمودی به دقت نگاه کنید، خط منحنی ولتاژ در در نقطه 63 درصد پر شدن خازن با عدد 1 زمان تلاقی دارد. و در زمان 2 ولتاژ شارژشده حدود 82 ولت و در زمان 3 حدود 90ولت و در زمان 4 حدود 97 ولت یا درصد و در زمان 5 یک خازن به 100 درصد ولتاژ شارژ میشود. چون بعضی ازکاربران در پست های قبلی اشاره کردند که یک خازن هیچگاه به 100 درصد شارژ نمی شود که این جدول اشتباه آنان را با دلیل نشان می دهد.

 

[امیر صراف]

دوست عزیز درود
در پاسخ به مطالب شما
۱_علی الظاهر شارژ خازن در پنج مرحله انجام میشود لیکن از نظر ریاضی چنانچه معیار سنجش را به میلی و یا میکرو نانو و پیکوولت کاهش دهیم خواهیم دید یک یک خازن هیچوقت شارژ کامل نمیشود، هرچند عمل شارژ با توجه به ظرفیت خازن میتواند حتی در ثانیه اول (علی الظاهر ) انجام شود. اما واقعیت نیست.
۲ _ بنده هیچوقت چنین ادعایی نداشتم چون اشتباه است ، چیزی که بنده مطرح کردم را واضح میکنم، با اتصال ولتاژ dc به خازن بارهای الکتریکی به سوی یکی از صفحات کشیده و از صفحه مقابل رانده میشوند یعنی جریانی به حرکت در میآید ( و سپس قطع میشود)، اما از نظر قطعه یا عنصری که قبل و یا بعد از خازن قرار دارد جریانب عبور خواهد کرد هرچند لحظه ای ، با یک لامپ و یک باطری و یک خازن با ظرفیت بالا آزمایش کنید، لامپ یک لحظه روشن میشود هرچند جریانی از عایق عبور نکرده ولی عملا جریانی وجود دارد درست است که جریان از عایق عبور نمیکند اما الکترونها که روی صفحات مینشینند پس عملا جریان حرکت می‌کند ( نه عبور) این امر برای جریان AC به تناوب انجام میشود والکترونها جابجا می‌شوند ( هرچند از عایقها عبور نمی‌کنند) اما جریان بوجود میآید , یک ترانس ، خازن و یک لامپ این امر بدیهی را مشخص مینماید باز هم تاکید میکنم از نظر قطعه یا ناظری که خازن را نمی‌بیند جریانی در حال حرکت است
۳_ دو مخزن را تجسم کنید در کنار هم، به نحوی که چنانچه مخزن الف از طریق جوی الف پر شود ، به واسطه فشار هوا،(آب مخزن ها به هم مرتبط نیستند یعنی عایق میان آنهاست) آب مخزن ب را به سمت جوی ب براه می اندازد و بالعکس، کسی که کنار یکی از چوبهای نشسته ( فرقی نمیکند) جریان آبی را به یک سمت و لحظه ای بعد به سمت دیگر میبیند
۴_ دوست عزیز من اولین بار است که واژه خازن AC را می‌شنوم چنانچه منظورتان خازن های بدون قطب است ، بله درست است خازنهای دارای پلاریته در اثر اتصال اشتباه قطب‌ها خراب یا بنا به حرف شما می‌ترکد اما ربط این موضوع به بحثمان را نمیدانم
همچنین لازم به یادآوری است که در بعضی از مواقع خازن های دارای پلاریته نیز بصورت معکوس شارژ میشوند مانند مالتی وایبرایتور بای استاببل فرکانس پایین ، که خازن های شیمیایی مدام بصورت دایرکت یا ریورز شارژ میشوند ، خازنها در مدارات ایزوله کننده، بای پس ، آنتی ریپل و ...... هم در لحظات کوتاهی معکوس شارژ میشوند
۵_ خازن های الکترولیت خصوصا ظرفیت بالا اصولا دارای اندکی نشتی یا لیکیج هستند و شکستن عایق در ولتاژ بالا break یا شکست نامیده میشود ، سپاس