خازن یا انباره عبارتست از دو صفحهٔ موازی فلزی که در میان آن لایهای از هوا یا عایق قرار دارد. خازنها انرژی الکتریکی را نگهداری میکنند و به همراه مقاومتها، در مدارات تایمینگ استفاده میشوند. همچنین از خازنها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده میشود. از خازنها در مدارات بهعنوان فیلتر هم استفاده میشود.
ساختمان خازن
ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل میشود :
صفحات هادی
عایق بین هادی ها (دیالکتریک)
هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن میدهند. معمولاً صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتاً زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دیالکتریک) از جنس هوا، کاغذ، میکا، پلاستیک، سرامیک، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده میشود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال، ضریب دی الکتریک هوا ۱ و ضریب دیالکتریک اکسید آلومینیوم ۷ میباشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم ۷ برابر خاصیت عایقی هوا است.
ظرفیت خازن
ظرفیت معیاری برای اندازهگیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازنها یک کمیت فیزیکیست و به ساختمان خازن وابستهاست و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا میباشد. بنابراین استفاده از واحدهای کوچکتر نیز در خازن ها مرسوم است. میکروفاراد (µF)، نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحدهای کوچکتر فاراد هستند. نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته میشود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.
در این رابطه
C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد
Q = بار ذخیره شده برحسب کولن
V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت
ε۰ = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با:
k (بدون یکا) = ثابت دیالکتریک است که برای هر مادهای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ ۱=K است و برای محیط های دیگر مانند شیشه و روغن ۱
A = سطح خازن بر حسب
d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر(m)