انواع خازن

خازن‌ها به اشکال مختلف، سبک، طول، ابعاد و از بسیاری از مواد تولید می‌شوند. همه آنها حداقل دارای دو رسانای الکتریکی به نام «صفحات» هستند که توسط یک لایه نارسانا به نام دی‌الکتریک از هم جدا شده‌اند. خازن‌ها به عنوان بخشی از مدارهای الکتریکی در بسیاری از وسایل برقی رایج مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 نکات کلی 
 نظریه ساختار مرسوم 
چپ|بندانگشتی| یک ماده دی‌الکتریک بین دو صفحه رسانا (الکترود)، هر یک مساحت A و با فاصله d قرار می‌گیرد. 
خازن C با مساحت صفحات A و با گذردهی ε از ماده دی‌الکتریک افزایش می‌یابد و با فاصله جداسازی صفحات d کاهش می‌یابد.

تقریباً تمام خازن‌های صنعتی مرسوم به جز برخی از انواع خاص مانند «خازن‌های توگذر»، حتی اگر الکترودهای آن‌ها و دی‌الکتریک بین آن‌ها پیچیده یا لوله شده باشد، به‌صورت «خازن صفحه‌ای» ساخته‌شده‌اند. فرمول خازن برای خازن‌های صفحه‌ای:

  .

خازن C با مساحت A صفحات و با گذردهی ε از ماده دی الکتریک افزایش می‌یابد و با فاصله جداسازی صفحه d کاهش می‌یابد.

 نظریه ساختار الکتروشیمیایی 
بندانگشتی| طرح‌واره خازن دو لایه.
 لایه هلمهولتز داخلی IHP
 لایه هلمهولتز بیرونی
 لایه نفوذی
 یون‌های حل شده
 به‌طور خاص یون‌های جاذب (ظرفیت‌نما)
 مولکول حلال.
 ذخیره‌سازی الکترواستاتیک در لایه‌های دوگانه هلمهولتز در رابط فاز بین سطح الکترودها و الکترولیت (ظرفیت دولایه). و
 الکتروشیمیایی ذخیره‌سازی دست آمده توسط یک القائی الکترون انتقال بار به‌طور خاص یون جذب سطحی شده با واکنش اکسایش-کاهش (شبه‌ظرفیت). برخلاف باتری‌ها، در این واکنش‌ها، یون‌ها بدون ایجاد یا شکستن پیوندهای شیمیایی، به سادگی به ساختار اتمی الکترود می‌چیند و هیچگونه تغییرات شیمیایی به‌طور ناچیز کوچک در ایجاد شارژ/ دشارژ دخیل نیست.

 خازن‌های متداول و نام آن‌ها 
متداول‌ترین انواع خازن‌ها عبارتند از:
 خازن های سرامیکی یک دی الکتریک سرامیکی دارند.
 خازن های فیلم و کاغذی برای دی‌الکتریک خود نام گذاری شده‌اند.
 خازنهای الکترولیتی آلومینیوم، تانتالوم و نیوبیوم به دلیل استفاده از ماده مورد استفاده به عنوان آند و ساخت کاتد (الکترولیت) نامگذاری شده‌اند
 خازن‌های پلیمری خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی، تانتالوم یا نیوبیوم با پلیمر رسانا به عنوان الکترولیت هستند
 ابرخازن نام خانوادگی برای:
 خازن‌های دولایه برای پدیده فیزیکی دولایه هلمهولتز نامگذاری شده‌اند
 خازن‌نماها به دلیل توانایی ذخیره انرژی الکتریکی به صورت الکتروشیمیایی با انتقال-بار فارادیک برگشت‌پذیر نامگذاری شدند
 خازن‌های دورگه برای افزایش چگالی توان، خازن‌های دولایه و خازن‌نماها را ترکیب می‌کنند
 میکا نقره، شیشه، سیلیکون، هوا و خازن‌های خلاء برای دی‌الکتریک‌شان نامگذاری شده‌اند.

وسط| بررسی اجمالی بر روی خازنهای ثابت متداول در تجهیزات الکترونیکی
علاوه بر انواع خازن نشان داده شده در بالا، که نام خود را از توسعه تاریخی گرفته‌اند، خازن‌های منفرد بسیاری وجود دارند که بر اساس کاربرد آنها نامگذاری شده‌اند. آنها عبارتند از:
 خازن‌های قدرت، خازن‌های موتوری، خازن‌های پیوند-DC خازن‌های سرکوبگر، خازنهای تقاطعی صوتی، خازنهای بالاست روشنایی، خازن‌های اسنابر، خازن‌های تزویج، واتزویج  یا کنارگذر کننده .

اغلب، بیش از یک خانواده خازن برای این کاربردها استفاده می‌شود، به عنوان مثال سرکوبش تداخل می‌تواند از خازن‌های سرامیکی یا خازن‌های فیلم استفاده کند.

 دی‌الکتریک‌ها 
وسط|بندانگشتی| اصول ذخیره‌سازی بار انواع خازن‌های مختلف و توالی ولتاژ ذاتی آن‌ها
متداول‌ترین دی‌الکتریک‌ها عبارتند از:
 سرامیک
 پوسته یا فیلم‌های پلاستیکی
 لایه اکسید روی فلز (آلومینیوم، تانتالوم، نیوبیوم)
 مواد طبیعی مانند میکا، شیشه، کاغذ، هوا، SF6، خلاء

همه آنها بار الکتریکی خود را بصورت ایستا درون یک میدان الکتریکی بین دو الکترود (موازی) ذخیره می‌کنند.

مهم‌ترین پارامترهای ماده دی‌الکتریک‌های مختلف استفاده‌شده و ضخامت لایه-هلمولتز در جدول زیر آورده شده‌است.

پارامترهای کلیدیWIMA, Characteristics of Metallized Film Capacitors in Comparison with Other Dielectrics Tomáš Kárník, AVX, NIOBIUM OXIDE FOR CAPACITOR MANUFACTURING, METAL 2008, 13. –15. 5. 2008, Hradec nad Moravicí PDF P. Bettacchi, D. Montanari, D. Zanarini, D. Orioli, G. Rondelli, A. Sanua, KEMET Electronics Power Film Capacitors for Industrial Applications 
دی‌الکتریکگذردهی نسبی در ۱ کیلوهرتز (kHz)بیشینه/ تحقق یافته.
استقامت دی‌الکتریک
V/µmحداقل ضخامت دی‌الکتریک
µmپاراالکتریک۱۲–۴۰< ۱۰۰(?)۱فروالکتریک۲۰۰–۱۴٬۰۰۰< ۳۵۰٫۵پلی پروپیلن (PP)۲٫۲۶۵۰/۴۵۰۱٫۹ – ۳٫۰پلی اتیلن، ترفتلت،
پلی استر (PET)۳٫۳۵۸۰/۲۸۰۰٫۷–۰٫۹پلی فنیلن سولفید (PPS)۳٫۰۴۷۰/۲۲۰۱٫۲پلی اتیلن نفتلت (PEN)۳٫۰۵۰۰/۳۰۰۰٫۹–۱٫۴پلی تترا فلورواتیلن (PTFE)۲٫۰۴۵۰(?)/۲۵۰۵٫۵کاغذ۳٫۵–۵٫۵۶۰۵–۱۰اکسید آلومینیومAl2O39,6۷۱۰< 0.01 (6.3 V)
< 0.8 (450 V)پنت اکسید تانتالومTa2O526۶۲۵< 0.01 (6.3 V)
< 0.08 (40 V)نیوبیوم پنتوکسید،
Nb2O5۴۲۴۵۵< 0.01 (6.3 V)
< 0.10 (40 V)هلمهولتز دو-لایه -۵۰۰۰< 0.001 (2.7 V)خلاء۱۴۰ -هوا۱۳٫۳ -شیشه۵–۱۰۴۵۰ -میکا۵–۸۱۱۸۴–۵۰
یک نگاه کوتاه به عددهای جدول بالا توضیحاتی در مورد برخی حقیقت‌های ساده ارائه می‌دهد:
 ابرخازن‌ها به دلیل اصول ذخیره‌سازی بار ویژه خود، بیشترین چگالی ظرفیت را دارند
 خازن‌های الکترولیتی نسبت به ابررساناها از چگالی ظرفیت کمتری برخوردار هستند اما بیشترین میزان تراکم خازن‌های معمولی به دلیل دی الکتریک نازک را دارند.
 خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ از مقدار ظرفیت خازنی بسیار بالاتری نسبت به خازن‌های کلاس ۱ به دلیل تراکم‌پذیری بسیار بالاترشان برخوردار هستند.
 خازن‌های پوسته‌ای با مواد مختلف پوسته پلاستیکی خود دارای یک توزیع کوچک در ابعاد برای مقدار یک مقدار ظرفیت / ولتاژ مشخص شده از یک خازن پوسته‌ای هستند زیرا حداقل ضخامت پوسته دی‌الکتریک بین مواد پوسته متفاوت است.

 محدودهٔ ظرفیت و ولتاژ 
وسط|400x400پیکسل| دامنه خازن در مقابل دامنه ولتاژ از انواع خازن‌های مختلف
ظرفیت از پیکوفراد تا بیش از صدها فاراد متغیر است. نرخ‌بندی ولتاژ می‌تواند به ۱۰۰ کیلوولت می‌رسد. به‌طور کلی، ظرفیت و ولتاژ با اندازه و هزینه فیزیکی در ارتباط است.

 کوچک‌سازی 
بندانگشتی| بازدهی حجمی خازن از ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۵ افزایش یافته‌است (برای بزرگنمایی کلیک کنید)
همان‌طور که در سایر زمینه‌های الکترونیک، بازدهی حجمی کارایی عملکرد الکترونیکی در واحد حجم را اندازه‌گیری می‌کند. برای خازنها، بازدهی حجمی با "ضرب CV" اندازه‌گیری می‌شود، که با ضرب ظرفیت (C) با حداکثر نرخ ولتاژ (V)، تقسیم بر حجم محاسبه می‌شود. از ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۵، بازده حجمی  به طرز چشمگیری بهبود یافته‌است. 

 محدوده همپوشانی کاربردها 
این خازن‌های منحصر به فرد می‌توانند مستقل از وابستگی خود به نوع خازن نشان داده شده در بالا، کارکرد خود را انجام دهند، به طوری که گستره وسیعی از کاربردهای بین انواع مختلف خازن وجود دارد.
وسط|400x400پیکسل| با مقایسه سه نوع خازن اصلی نشان می‌دهد که طیف گسترده‌ای از عملکردهای همپوشانی برای بسیاری از کاربردهای عمومی و صنعتی در تجهیزات الکترونیکی وجود دارد.

 انواع و سبک‌ها 
 خازن‌های سرامیکی 
چپ|بندانگشتی| ساختمان خازن سرامیکی چندلایه
خازن سرامیکی یک خازن ثابت غیرقطبیده است که از دو یا چند لایه متناوب از سرامیک و فلز ساخته شده‌است و در آن مواد سرامیکی به عنوان دی‌الکتریک و فلز به عنوان الکترود عمل می‌کند. مواد سرامیکی مخلوطی از دانه‌های ریز خردشده از مواد پاراالکتریک یا فروالکتریک، اصلاح‌شده با مخلوط اکسیدها است که لازم برای رسیدن به مشخصات مورد نظر خازن است. رفتار الکتریکی مواد سرامیکی به دو کلاس پایداری تقسیم می‌شود:
 خازن‌های سرامیکی کلاس ۱ با پایداری بالا و تلفات کم، تأثیر دما را در کاربرد مدار تشدید جبران می‌کنند. اختصاراتکد EIA / IEC معمول C0G / NP0، P2G / N150، R2G / N220، U2J / N750 و غیره است.
 خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ با بازده حجمی بالا برای کاربردهای بافر، کنارگذر و تزویج اختصارات کد EIA / IEC معمول عبارتند از: X7R / 2XI , Z5U / E26، Y5V / 2F4، X7S / 2C1 و غیره

از آنجا که ضخامت لایه دی الکتریک سرامیکی به راحتی توسط ولتاژ مورد نظر قابل کنترل و تولید است، خازن‌های سرامیکی با ولتاژهای نامی تا محدوده ۳۰ کیلوولت در دسترس هستند.

برخی از خازن‌های سرامیکی با اشکال و سبک‌های خاص به‌عنوان خازن برای کاربردهای خاص استفاده می‌شوند، از جمله خازن‌های سرکوبش RFI/EMI برای اتصال به شبکه تغذیه، که به عنوان خازن‌های ایمنی نیز شناخته می‌شوند، X2Y® و خازن‌های سه پایانه برای کاربردهای کنارگذری  و واتزویج‌سازی , خازن‌های تغذیه برای سرکوبش نویز توسط فیلترهای پایین‌گذر و خازن‌های قدرت سرامیکی برای فرستنده‌ها و کاربردهای HF.

 خازن‌های پوسته‌ای یا فیلمی 
پیوند=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Film-Cap-Pulse-Strength-Versions.svg|راست|بندانگشتی|سه نمونه از پیکربندی‌های مختلف خازن پوسته‌ای برای افزایش نرخ‌های ضربه جریان
خازن‌های پوسته‌ای یا خازن‌های فیلم پلاستیکی خازن‌های غیرقطبیده هستند که دارای یک فیلم پلاستیکی عایق به عنوان دی الکتریک هستند. فیلم‌های دی الکتریک به یک لایه نازک کشیده می‌شوند، همراه با الکترودهای فلزی و به یک پیچهٔ استوانه ای پیچیده می‌شوند. الکترودهای خازن‌های فیلم ممکن است آلومینیومی یا روی متالیزه‌شده باشد، در یک یا دو طرف فیلم پلاستیکی اعمال شوند، درنتیجه خازن‌های فیلم متالیزه شده یا یک ورق فلزی جداگانه ای که روی فیلم قرار دارد، خازن‌های فیلم‌/ فویل نامیده می‌شود.

یک مزیت اساسی در ساخت داخلی هر خازن پوسته‌ای، تماس مستقیم با الکترودهای دوسَر پیچه است. این تماس تمام مسیرهای جریان را بسیار کوتاه نگه می‌دارد. این طرح مانند تعداد زیادی خازن منفرد متصل‌شده به‌طور موازی رفتار می‌کند، بنابراین باعث کاهش تلفات اهمی داخلی (ئی‌اس‌آر) و ئی‌اس‌ال می‌شود. هندسه ذاتی ساختار خازن فیلم منجر به تلفات اهمی کم و سلف مزاحم  کم می‌شود، که آنها را برای کاربردهای با جریان ضربه‌ای زیاد (اسنابر) و برای کاربردهای برق AC یا برای کاربردهای با فرکانس بالاتر مناسب می‌کند.

پوسته‌های پلاستیکی مورد استفاده به عنوان دی‌الکتریک برای خازن‌های پوسته‌ای عبارتند از: پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌استر (PET)، پلی فنیلن سولفید (PPS)، پلی‌اتیلن نفتالات (PEN) و پلی‌تترافلورواتیلن یا تفلون (PTFE). مواد فیلم پلی پروپیلن با سهم بازاری در حدود ۵۰٪ و فیلم پلی‌استر با چیزی در حدود ۴۰٪ از پرکاربردترین مواد پوسته هستند. بقیه چیزی حدود ۱۰٪ توسط همه مواد دیگر از جمله PPS و کاغذ با تقریباً ۳٪ هر کدام استفاده خواهد شد.Passive component magazine, Nov. /Dec. 2005, F. Jacobs, p. 29 ff Polypropylene Capacitor Film Resin 

 خازن‌های پوسته‌ای قدرت 
چپ|بندانگشتی| خازن قدرت MKV، کاغذ فلزکاری‌شده دوطرفه (حامل مکانیکی الکترودها بدون-میدان)، پوستهٔ پلی‌پروپیلن (دی‌الکتریک)، پیچش‌های آغشته با روغن عایق

 خازن‌های الکترولیتی 
بندانگشتی|250x250پیکسل| تنوع خازن‌های الکترولیتی
خازن‌های الکترولیتی دارای یک آند فلزی هستند که با یک لایه اکسیده شده و به عنوان دی‌الکتریک استفاده می‌شود. الکترود دوم یک الکترولیت غیر جامد (مرطوب) یا جامد است. خازن‌های الکترولیتی قطبیده هستند. سه خانواده در دسترس هستند که طبق دی‌الکتریک‌شان طبقه‌بندی می‌شوند.
 خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی با اکسید آلومینیوم به عنوان دی‌الکتریک
 خازن‌های الکترولیتی تانتالیومی با پنتاکسید تانتالوم به عنوان دی‌الکتریک
 خازن‌های الکترولیتی نیوبیومی با نیوبیم پنتوکسید به عنوان دی‌الکتریک.

میزان مجاز پنت‌اکسید تانتال تقریباً سه برابر بیشتر از اکسید آلومینیوم است و اجزای قابل توجهی کوچکتر تولید می‌کند. با این حال، مجاز بودن فقط ابعاد را تعیین می‌کند. پارامترهای الکتریکی، به ویژه رسانایی، توسط مواد و ترکیب الکترولیت ایجاد می‌شوند. از سه نوع الکترولیت کلی استفاده می‌شود:
 غیر جامد (مرطوب، مایع) - رسانندگی تقریباً mS/cm 10 و کم هزینه هستند
 اکسید منگنز جامد - رسانندگی تقریبی mS/cm 100 کیفیت و پایداری بالایی را ارائه می‌دهد
 پلیمر رسانشی جامد (پلی پیرول یا PEDOT: PSS) - رسانندگی تقریباً ۱۰۰ … ۵۰۰ زیمنس برسانتی‌متر،U. Merker, K. Wussow, W. Lövenich, H. C. Starck GmbH, New Conducting Polymer Dispersions for Solid Electrolyte Capacitors, PDF  مقادیر ESR را کمتر از <۱۰ میلی‌اهم ارائه می‌دهد

خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی دوقطبی (خازن‌های غیرقطبیده) نیز نامیده می‌شوند: حاوی دو ورق آلومینیوم آندشی  هستند که مانند دو خازن متصل به یکدیگر رفتار می‌کنند.

خازن‌های الکترولیتیک برای کاربردهای خاص شامل خازن‌های استارت موتور، خازن‌های چراغ‌فلش و خازن‌های فرکانس صوتی است.

 ابرخازن‌ها 
چپ|بندانگشتی|250x250پیکسل| طبقه‌بندی سلسله مراتبی ابرخازن‌ها و انواع مربوط به آن
چپ|بندانگشتی|250x250پیکسل| نمودار راگونی چگالی توان درمقابل چگالی انرژی خازن‌ها و باتری‌های مختلف را نشان می‌دهد
ابرخازن‌ها (SC) , see also Brian E. Conway in Electrochemistry Encyclopedia: Electrochemical Capacitors — Their Nature, Function and Applications  خانواده ای از خازن‌های الکتروشیمیایی را تشکیل می‌دهند. ابرخازن‌، که گاهی فراخازن نامیده می‌شود یک اصطلاح عمومی برای خازن‌های دو لایه الکتریکی (EDLC)، شبه‌خازن و خازن‌های هیبریدی  است. آنها دی‌الکتریک معمولی جامد ندارند. ظرفیت خازن الکتروشیمیایی توسط دو اصل ذخیره‌سازی تعیین می‌شود، که هر دو به ظرفیت کل خازن کمک می‌کنند:
 ظرفیت خازنی دولایه - ذخیره‌سازی با جداسازی بار در یک لایه دوگانه هلمهولتز در سطح میانجی بین سطح رسانا و محلول الکترولیتی به دست می‌آید. فاصله جدایش بار در یک دولایه به ترتیب چند آنگستروم (۰٫۳–۰٫۸ نانومتر) است. این ذخیره‌سازی منشأ الکترواستاتیکی دارد.
 خازن‌نما - ذخیره‌سازی با واکنش‌های ردوکس، الکتروجاذب یا میان‌لایش روی سطح الکترود یا توسط یون‌های جذب‌شده خاص که منجر به انتقال-بار فارادیک برگشت‌پذیر می‌شود، به دست می‌آید. خازن‌نما منشأ فارادایک دارد.
 خازن‌های دولایه - با الکترودهای کربنی یا مشتقات با ظرفیت دولایه استاتیک بسیار بالاتر از ظرفیت فارادیک خازن‌نما
 خازن‌نماها - با الکترود از اکسیدهای فلزی یا از پلیمرهای رسانا با یک مقدار بالا از pseudocapacitance faradaic
 خازن‌های ترکیبی - خازن‌هایی با الکترودهای خاص و نامتقارن که هم ظرفیت دولایه و هم ظرفیت‌نما قابل‌توجهی دارند، مانند خازن‌های یون لیتیوم

ابرخازن‌ها طیف گسترده‌ای از کاربردها را برای نیازهای قدرت و انرژی پشتیبانی می‌کنند، ازجمله:
 جریان کم تغذیه در مدت زمان طولانی‌تر برای پشتیبان‌گیری حافظه در (SRAM) در تجهیزات الکترونیکی
 الکترونیک قدرت که به جریان بالا بسیار کوتاه زیاد نیاز دارد، همان‌طور که در سیستم KERS در ماشین‌های فرمول یک وجود دارد
 بازیابی انرژی ترمز برای وسایل نقلیه مانند اتوبوس و قطار

بسیاری از مقررات ایمنی الزام می‌کنند که خازن‌های کلاس X یا کلاس Y را باید هر زمان که "خرابی اتصال-کوتاه" می‌تواند انسان را در معرض خطر قرار دهد، استفاده کرد تا حتی در هنگام خرابی خازن، انزوای گالوانیک را تضمین کند.

به‌طور خاص، مقررات ایمنی ترتیب خاصی از خازن‌های فیلترسازی شبکه اصلی کلاس X و کلاس Y را الزامی می‌کند."Across-the-line Capacitors, Antenna-coupling Components, Line-bypass Components and Fixed Capacitors for Use in Electronic Equipment".
UL Online Certification Directory.

 خازن‌های متفرقه 
 خازن‌های مجتمع‌شده 
 خازن‌های مجتمع - در مدارهای مجتمع، خازن‌های در مقیاس نانو را می‌توان با الگوهای متالیزاسیون مناسب بر روی یک بستر جداسازی تشکیل داد. آنها ممکن است در آرایه‌های خازنی متعدد بدون هیچ بخش نیم‌رسانای دیگری به عنوان اجزای مجزا بسته‌بندی شوند.
 خازن‌های شیشه ای - اولین خازن بطری لیدن از شیشه ساخته شد،  خازن‌های شیشه ای به عنوان نسخه SMD برای کاربردهایی که نیاز به خدمات فوق‌العاده قابل اعتماد و فوق پایدار دارند استفاده می‌شد.

 خازن‌های قدرت 
 خازن‌های خلأ - در فرستنده‌های RF با قدرت بالا استفاده می‌شود
 خازن‌های پر از گاز SF6 - به عنوان استاندارد ظرفیت برای اندازه‌گیری مدارهای پل استفاده می‌شود

 خازن‌های ویژه 
 بردهای مدار چاپی - نواحی رسانای فلزی در لایه‌های مختلف برد مدار چاپی چندلایه می‌توانند به‌عنوان خازن بسیار پایدار در فیلترهای عنصر گسسته عمل کنند. این روش معمول صنعت است که نواحی بدون‌استفاده از یک لایه PCB را با رسانای زمین و یک لایه دیگر را با رسانای قدرت پُرکند تا یک خازن گسسته بزرگ بین لایه‌ها تشکیل‌یابد.
 ۲-سیمه قطعه سیم عایق‌بندی شده بهم‌تابیده‌است. مقادیر ظرفیت معمولاً از 3 pF تا 15 pF متغیر است. در مدارهای VHF خانگی برای بازخورد نوسان استفاده می‌شود.

خازن‌هایی که از چرخاندن ۲ تکه سیم عایق به یکدیگر ساخته می‌شوند، خازن‌های گیمیک نامیده می‌شوند. خازن‌های گیمیگ در گیرنده‌های رادیویی تجاری و آماتور استفاده می‌شد.Harry Lythall - SM0VPO.
"Gimmick Capacitors" .Darren Ashby, Bonnie Baker, Ian Hickman, Walt Kester, Robert Pease, Tim Williams, Bob Zeidman.
"Circuit Design: Know It All".
2011.
p. 201.Robert A. Pease.
"Troubleshooting Analog Circuits".
1991.
p. 20.Robert A. Pease.
"Troubleshooting analog circuits, part 2: The right equipment is essential for effective troubleshooting" .
EDN January 19, 1989.
p. 163.David Cripe NM0S and Four State QRP Group.
"Instruction Manual Cyclone 40: 40 Meter Transceiver".
2013.
p. 17.

 خازن‌های منسوخ‌شده 
 بطری لیدن ابتدایی‌ترین خازن شناخته شده
 خازن‌های میکا گیره‌دار - اولین خازن‌هایی با رفتار فرکانسی پایدار و تلفات کم، که برای کاربردهای رادیویی نظامی درطول جنگ جهانی دوم استفاده شد.
 خازن‌های شکاف-هوایی - که توسط اولین فرستنده‌های شکاف-جرقه استفاده می‌شد

 خازن‌های متغیر 
خازن‌های متغیر ممکن است با حرکت مکانیکی ظرفیت خود را تغییر دهند. به‌طور کلی دو نسخه از خازن‌های متغیر باید از هم متمایز شوند
 خازن تیون‌ساز - خازن متغیر برای تنظیم عمدی و مکرر مدار نوسان‌ساز در رادیو یا مدار هماهنگی دیگر
 خازن تریمر - خازن متغیر کوچک معمولاً برای تنظیم داخلی مدار نوسان‌ساز فقط-یکبار

 خصوصیات الکتریکی 
 مدار معادل سری 
بندانگشتی| مدل مدار معادل سری خازن
خازن‌های گسسته از خازن ایده‌آل متفاوت می‌شوند. یک خازن ایده‌آل فقط انرژی الکتریکی را بدون اتلاف ذخیره و آزاد می‌کند. اجزای خازن دارای تلفات و قطعات القایی مزاحم هستند. این عیوب در مواد و ساختار می‌تواند پیامدهای مثبتی مانند فرکانس خطی و رفتار دما در خازن‌های سرامیکی کلاس ۱ داشته باشد. برعکس، پیامدهای منفی شامل خازن غیرخطی و وابسته به ولتاژ در خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ یا عایق‌بندی ناکافی دی الکتریک خازن‌ها است که منجر به جریان‌های نشتی می‌شود.

تمام خواص را می‌توان توسط یک مدار معادل سری متشکل از یک خازن ایده‌آل و اجزای الکتریکی اضافی که تمام تلفات و پارامترهای القایی یک خازن را مدل می‌کند، تعریف و مشخص کرد. در این مدار معادل سری، مشخصه‌های الکتریکی به صورت زیر تعریف می‌شوند:
 C، ظرفیت خازن
 R‌insul، مقاومت عایق‌بندی دی الکتریک، نباید با عایق محفظه اشتباه شود
 Rleak، مقاومت نشان دهنده جریان نشتی خازن است
 RESR، مقاومت سری معادل که مجموع تمام تلفات اهمی خازن است که معمولاً به اختصار "ESR" خوانده می‌شود
 LESL، القایی سری معادل که خودالقایی مواثر خازن است، که معمولاً به اختصار "ESL" شناخته می‌شود.

 مقادیر خازنی و تلرانس استاندارد 
ظرفیت نامی C R یا ظرفیت اسمی C N مقداری است که خازن برای آن طراحی شده‌است. ظرفیت واقعی به فرکانس اندازه‌گیری‌شده و دمای محیط بستگی دارد. شرایط استاندارد اندازه‌گیری یک روش اندازه‌گیری ولتاژ پایین AC در دمای ۲۰ °C است با فرکانس‌های
 ۱۰۰ کیلوهرتز، ۱ مگاهرتز (ترجیحا) یا ۱۰ مگاهرتز برای خازن‌های غیرالکترولیتی با C R ≤ 1 nF:
 ۱ کیلوهرتز یا ۱۰ کیلوهرتز برای خازن‌های غیرالکترولیتی با 1 nF < C R ≤ ۱۰ μF
 ۱۰۰/۱۲۰ هرتز برای خازن‌های الکترولیتی
 ۵۰/۶۰ هرتز یا ۱۰۰/۱۲۰ هرتز برای خازن‌های غیرالکترولیتی با CR> 10 μF

تلرانس خازن‌ها و کد حروف آنها
سری ئیدرصدخطاCR > 10 pFکد حروفCR < 10 pFکد حروفE 96۱٪F0.1 pFBE 48۲٪G0.25 pFCE 24۵٪J0.5 pFDE 12۱۰٪K1 pFFE 6۲۰٪M2 pFGE3−۲۰/+۵۰٪S - -−۲۰/+۸۰٪Z - -

 وابستگی به دما 
ظرفیت خازنی معمولاً با دما تغییر می‌کند. دی الکتریک‌های مختلف تفاوت‌های زیادی را در حساسیت دمایی بیان می‌کنند. ضریب دما برای خازن‌های سرامیکی کلاس ۱ برحسب قسمت در میلیون (ppm) در هر درجه سانتیگراد یا ٪ بیش از محدوده دمای کل برای بقیه.

 وابستگی به فرکانس 
اکثر انواع خازن‌های گسسته با افزایش فرکانس تغییرات کم و بیش ظرفیت خازنی دارند. استقامت دی‌الکتریک فیلم سرامیکی و پلاستیکی کلاس ۲ با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد؛ بنابراین مقدار ظرفیت خازنی آنها با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد. این پدیده برای دی الکتریک‌های کلاس ۲ سرامیکی و پوسته پلاستیکی مربوط به واهُلش دی‌الکتریک است که در آن ثابت زمانی دوقطبی‌های الکتریکی دلیل وابستگی فرکانس گذردهی است. نمودارهای زیر رفتار فرکانس معمولی خازن را برای خازن‌های سرامیکی و فیلمی نشان می‌دهد.

 وابستگی به ولتاژ 
ظرفیت خازنی نیز ممکن است با ولتاژ اعمال شده تغییر کند. این اثر در خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ بیشتر است. گذردهی مواد فروالکتریک کلاس ۲ به ولتاژ اعمال شده بستگی دارد. ولتاژ اعمال شده بالاتر گذردهی را کاهش می‌دهد. تغییر ظرفیت خازنی می‌تواند تا ۸۰ درصد مقدار اندازه‌گیری شده با ولتاژ اندازه‌گیری استاندارد ۰٫۵ یا ۱٫۰ ولت کاهش یابد. این رفتار منبع کوچکی از غیرخطسانی در فیلترهای کم-اعوجاج و سایر کاربردهای آنالوگ است. در کاربردهای صوتی، این می‌تواند باعث اعوجاج شود (با استفاده از THD اندازه‌گیری می‌شود).

 امپدانس 
چپ|بندانگشتی|283x283پیکسل| مدار معادل سری خازن ساده برای فرکانس‌های بالاتر (بالا)؛ نمودار برداری با راکتانس‌های الکتریکی XESL و XC و مقاومت ESR و برای نمایش امپدانس Z و ضریب اتلاف تانژانت δ
چپ|بندانگشتی| منحنی‌های امپدانس نمونه برای مقادیر مختلف خازن در فرکانس که شکل معمولی را با مقادیر امپدانس کاهشی زیر تشدید و افزایش مقادیر بالاتر از تشدید نشان می‌دهد. هر چه ظرفیت خازنی بیشتر باشد تشدید کمتر است.

 تلفات اهمی، ESR، ضریب اتلاف و ضریب کیفیت 
تلفات مجموع در خازنهای گسسته تلفات اهمی AC است. تلفات DC به عنوان " جریان نشت " یا "مقاومت عایق‌ساز" مشخص شده و برای مشخصات AC قابل چشم پوشی است. تلفات AC غیرخطی است، احتمالاً به فرکانس، دما، طول‌عمر یا رطوبت بستگی دارد. تلفات ناشی از دو شرط فیزیکی است:
 تلفات خط از جمله مقاومت‌های خط تغذیه داخلی، مقاومت تماسی تماس الکترود، مقاومت خط الکترودها، و در خازن‌های الکترولیتی آلومینیومی «تر» و به ویژه ابرخازن‌ها، رسانایی محدود الکترولیت‌های مایع و
 تلفات دی الکتریک ناشی از قطبش دی الکتریک

اگر اندوکتانس  کوچک باشد، ضریب اتلاف را می‌توان به صورت تقریبی تخمین زد:



خازن‌های با تلفات بسیار کم، مانند خازن‌های سرامیکی کلاس ۱ و ۲، تلفات مقاومتی را با ضریب کیفیت (Q) مشخص می‌کنند. خازن‌های سرامیکی کلاس ۱ مخصوصاً برای مدارهای تشدید ال سی با فرکانس تا محدوده گیگاهرتز و فیلترهای بالا و پایین گذر دقیق مناسب هستند. برای یک سیستم تشدیدی الکتریکی، Q نشان دهنده اثر مقاومت الکتریکی است و پهنای‌باند تشدیدگر را مشخص می‌کند.  نسبت به مرکز یا فرکانس تشدید آن  . Q به عنوان مقدار متقابل ضریب اتلاف تعریف می‌شود.



مقدار Q بالا برای مدارهای تشدید نشان دهنده کیفیت تشدید است.

 محدودکردن جریان بارها 
یک خازن می‌تواند به عنوان یک مقاومت AC عمل کند، ولتاژ AC و جریان AC را بین دو نقطه اتصال دهد. هر جریان جاری متناوب از طریق خازن باعث تولید گرما در داخل بدنه خازن می‌شود. این اتلاف توان پراکنش  بوسیله  و مقدار مربع جریان مؤثر (RMS) است



با ضریب اتلاف می‌توان همین افت توان را نوشت  مانند



 جریان تموج 
یک «جریان تموج» مقدار RMS یک جریان متناوب AC با هر فرکانس و هر شکل موجی از منحنی جریان برای عملکرد مداوم در دمای مشخص است. این عمدتاً در منابع تغذیه (از جمله منابع تغذیه با حالت سوئیچ‌شونده) پس از اصلاح ولتاژ AC ایجاد می‌شود و به‌عنوان جریان شارژ و تخلیه از طریق خازن واتزویج یا صافی جریان می‌یابد. «جریان تموج نامی» نباید از افزایش دما ۳، ۵ یا ۱۰ درجه سانتیگراد تجاوزکند، بسته به نوع خازن، در حداکثر دمای محیط تعیین شده.

 جریان پالس 
بار پالس نامی برای یک خازن خاص توسط ولتاژ نامی، فرکانس تکرارش پالس، محدوده دما و زمان افزایش پالس محدود می‌شود. «زمان فراز پالس»  ، نشان دهنده تندترین گرادیان ولتاژ پالس (زمان فراز یا فرود) است و برحسب ولت بر میکروثانیه (V/μs) بیان می‌شود.



که:  در آمپر است.  در میکروفاراد؛  در V/µs

 مقاومت عایق‌بندی و ثابت خود تخلیه 
مقاومت دی الکتریک محدود است، که منجر به سطحی از "جریان نشتی" DC می‌شود که باعث می‌شود خازن شارژشده به مرور زمان شارژ خود را از دست بدهد. برای خازن‌های سرامیکی و فیلمی، این مقاومت "مقاومت عایق‌بندی Rins " نامیده می‌شود. این مقاومت با مقاومت Rins به موازات خازن در مدار معادل سری خازن‌ها نشان داده می‌شود. مقاومت عایق را نباید با عایق‌بندی بیرونی قطعه نسبت به محیط اشتباه گرفت.

با ولتاژ DC ذخیره شده  و ثابت خودتخلیه



بنابراین، پس از  ولتاژ  به ۳۷ درصد از مقدار اولیه کاهش می‌یابد.

 جریان نشتی 
چپ|بندانگشتی|رفتار نشت کلی خازن‌های الکترولیتی: جریان نشتی  به عنوان تابعی از زمان  بسته به نوع الکترولیت

سبز: پلیمر

آبی: آلی
برای خازن‌های الکترولیتی مقاومت عایق‌بندی دی الکتریک «جریان نشتی» نامیده می‌شود. این جریان DC با مقاومت Rleak به موازات خازن در مدار معادل سری خازن‌های الکترولیتی نشان داده می‌شود. این مقاومت بین پایانه‌های یک خازن نیز محدود است. Rleak برای الکترولیتی‌ها نسبت به خازن‌های سرامیکی یا فیلمی کمتر است.

 میکروفونی 
همه مواد فروالکتریک پیزوالکتریک اثر پیزوالکتریک را نشان می‌دهند. از آنجایی که خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ از دی الکتریک سرامیک فروالکتریک استفاده می‌کنند، این نوع خازن‌ها ممکن است اثرات الکتریکی به نام میکروفونی داشته باشند. میکروفونی (میکروفونیک) توضیح می‌دهد که چگونه اجزای الکترونیکی ارتعاشات مکانیکی را به یک سیگنال الکتریکی نامطلوب (نویز) تبدیل می‌کنند.

 جذبش دی‌الکتریک (خیساندن) 
جذبش دی الکتریک زمانی اتفاق می‌افتد که یک خازن که برای مدت طولانی شارژ باقی مانده‌است، تنها درصورت تخلیه کوتاه مدت، به‌طور ناقص تخلیه می‌شود. اگرچه یک خازن ایده‌آل پس از تخلیه به صفر ولت می‌رسد، خازن‌های واقعی ولتاژ کمی را از تخلیه دوقطبی با تأخیر زمانی ایجاد می‌کنند، پدیده‌ای که به آن واهلش دی الکتریک، «خیساندن» یا «کنش باتری» نیز می‌گویند.

 تراکم انرژی 
مقدار خازن به ماده دی الکتریک (ε)، سطح الکترودها (A) و فاصله (d) جداسازی الکترودها بستگی دارد و با فرمول یک خازن صفحه ای به دست می‌آید:



جداسازی الکترودها و مقاومی ولتاژ ماده دی الکتریک، ولتاژ شکست خازن را مشخص می‌کند. ولتاژ شکست متناسب با ضخامت دی الکتریک است.

از آنجایی که چگالی انرژی ذخیره شده در خازن به صورت زیر بدست می‌آید:



بنابراین، یک خازن با ضخامت دی الکتریک به نصف خازن دیگر، ۴ برابر ظرفیت خازنی بالاتری دارد اما ½ ولتاژ مقاوم است، که حداکثر چگالی انرژی را به دست می‌دهد.

 رفتار طولانی مدت، فرسوده‌سازی 
پارامترهای الکتریکی خازن‌ها ممکن است در طول زمان در طول ذخیره‌سازی و استفاده تغییرکنند. دلایل تغییر پارامترها متفاوت است، ممکن است ویژگی دی الکتریک، تأثیرات محیطی، فرآیندهای شیمیایی یا اثرات خشک‌شدن مواد غیرجامد باشد.

 فرسوده‌سازی 
چپ|بندانگشتی| فرسوده‌سازی خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ مختلف درمقایسه با خازن‌های سرامیکی NP0-کلاس ۱
در خازن‌های سرامیکی کلاس ۲ فروالکتریک، ظرفیت خازن با گذشت زمان کاهش می‌یابد. به این رفتار «فرسوده‌سازی» می‌گویند. این فرسایش در دی‌الکتریک‌های فروالکتریک اتفاق می‌افتد، جایی که حوزه‌های قطبش در دی‌الکتریک به قطبش کل کمک می‌کنند. تخریب حوزه‌های قطبیده در دی‌الکتریک باعث کاهش گذردهی و بنابراین ظرفیت خازنی در طول زمان می‌شود.Takaaki Tsurumi & Motohiro Shono & Hirofumi Kakemoto & Satoshi Wada & Kenji Saito & Hirokazu Chazono, Mechanism of capacitance aging under DC-bias field in X7R-MLCCs
Published online: 23 March 2007, # Springer Science + Business Media, LLC 2007

 طول عمر 
چپ|بندانگشتی| مقادیر الکتریکی خازن‌های الکترولیتی با الکترولیت غیرجامد در طول زمان به دلیل تبخیر الکترولیت تغییر می‌کند. با رسیدن به محدودیت‌های مشخص شده پارامترها، خازن‌ها به‌عنوان «خرابی فرسوده» محسوب می‌شوند.
خازن‌های الکترولیتی با سن الکترولیت غیرجامد به‌صورت تبخیر الکترولیت. این تبخیر به دما و بار جریانی که خازن‌ها تجربه می‌کنند بستگی دارد. فرار الکترولیت بر ظرفیت خازنی و ESR تأثیر می‌گذارد. ظرفیت ظرفیت کاهش می‌یابد و ESR با گذشت زمان افزایش می‌یابد. برخلاف خازن‌های سرامیکی، فیلم و الکترولیتی با الکترولیت‌های جامد، خازن‌های الکترولیتی «مرطوب» به «پایان عمر» مشخصی می‌رسند و به حداکثر تغییر ظرفیت خازنی یا ESR می‌رسند. پایان عمر، «عمر بار» یا «طول‌عمر» را می‌توان با فرمول یا نمودارDr. Arne Albertsen, Jianghai Europe, Electrolytic Capacitor Lifetime Estimation  یا تقریباً با یک به اصطلاح قانون-درجه-۱۰ تخمین زد. یک مشخصات معمولی برای یک خازن الکترولیتی، طول عمر ۲۰۰۰ ساعت در ۸۵ درجه سانتیگراد، را بیان می‌کند. به ازای هر ۱۰ درجه دمای پایین‌تر، دو برابر می‌شود و در دمای اتاق به طول عمر تقریباً ۱۵ سال می‌رسد.

 نرخ خرابی 
چپ|بندانگشتی| طول عمر (عمر بار) خازن‌ها با زمان نرخ خرابی تصادفی ثابت نشان داده شده در منحنی شکست مطابقت دارد. برای خازن‌های الکترولیتی با الکترولیت غیرجامد و ابرخازن‌ها این زمان با شروع خرابی‌های فرسودگی ناشی از تبخیر الکترولیت به پایان می‌رسد.
خازن‌ها اجزای قابل اعتماد با نرخ خرابی پایین هستند که در شرایط عادی به طول عمر چندین دهه می‌رسند. اکثر خازن‌ها در پایان تولید آزمایشی مشابه «سوزاندن آزمایشی» را پشت سر می‌گذارند، به طوری که خرابی‌های اولیه در حین تولید پیدا می‌شود و تعداد خرابی‌های پس از حمل و نقل کاهش می‌یابد.

 نمادهای خازن 

|- style="text-align:center;"
|
| Image:Polarized capacitor symbol.png
|
|- style="text-align:center;"
|
| Image:Polarized capacitor symbol 2.png
|
|- style="text-align:center;"
|
|- style="text-align:center;"
| Image:Capacitor symbol.png
| Image:Polarized capacitor symbol 3.png
| 50px
| 50px
| 50px
| Image:Variable capacitor symbol.png
|- style="text-align:center;"
| Capacitor
| PolarizedcapacitorElectrolyticcapacitor
| Bipolarelectrolyticcapacitor
| Feedthroughcapacitor
| Trimmercapacitor
| Variablecapacitor

 علامت گذاری قطبیت 

 جستارهای وابسته 

 طراحی مدار
 خازن واتزویج

 منابع 

 پیوند به بیرون 
 موزه اسپارک (فون کلایست و موشنبروک)
 مدل‌سازی جاذب دی‌الکتریک در خازن‌ها
 نمایی متفاوت از این همه جنس خازن
 تصاویری از انواع خازن
 مروری بر انواع خازن‌های مختلف
 Capsite 2015 مقدمه ای بر خازن‌ها

da:Elektrisk kondensator
et:Elektrikondensaator
he:קבל
ja:コンデンサ
ru:Электрический конденсатор
ta:மின் தேக்கி
رده:خازن‌ها
رده:صفحه‌های با ترجمه بازبینی‌نشده