معرفی خازن و کاربرد آن در تعمیرات موبایل

در دنیای فناوری امروز، موبایل‌ها به عنوان یکی از اصلی‌ ترین وسایل ارتباطی و تفریحی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با گسترش استفاده از این دستگاه‌ها، تعمیرات موبایل نیز به یکی از زمینه‌ های مهم و پرکاربرد در عرصه فناوری تبدیل شده است. در این مقاله، به بررسی خازن روی برد موبایل و کاربردهای آن در تعمیرات موبایل می‌پردازیم.

معرفی خازن و مفهوم آن

خازن یا کاپاسیتور (capacitor) یکی از مهم‌ ترین اجزای الکترونیکی است که در تعداد زیادی از دستگاه‌ های الکترونیکی، از جمله موبایل‌ ها استفاده می‌شود. خازن قادر است بار الکتریکی را در خود ذخیره کند و در زمان نیاز، این بار را تخلیه کند. ساختار خازن شامل دو سر متصل به دو پلات آماده است که جدا از هم قرار گرفته‌اند. بین این دو پلات، یک لایه عایق وجود دارد که می‌تواند باعث ذخیره‌ سازی بار الکتریکی شود.

مفهوم اصلی خازن، ظرفیت الکتریکی است. ظرفیت خازن، توانایی یک خازن برای ذخیره کردن بار الکتریکی است و به واحد فاراد (Farad) اندازه‌گیری می‌شود. یک فاراد معادل ذخیره‌کنندهٔ یک بار الکتریکی است که ولتاژ یک ولت به آن اعمال شود.

خازن از دو پلات فلزی (معمولاً فلزاتی مانند آلومینیوم) تشکیل شده است که به وسیله‌ی یک لایهٔ عایقی (معمولاً یک دی‌ الکتریک) از هم جدا شده‌اند. لایهٔ عایقی که سطح آن بین دو پلات فلزی قرار دارد، بار الکتریکی را نگه می‌دارد و از تخلیه آن جلوگیری می‌کند. مقدار ظرفیت خازن از ویژگی‌های مهم آن است و به عواملی مانند مساحت پلات فلزی، فاصلهٔ بین پلات‌ها، نوع دی‌ الکتریک و ویژگی‌های الکتریکی مواد استفاده شده در دی‌ الکتریک بستگی دارد.

مزیت استفاده از خازن در مدارها این است که خازن به عنوان یک عنصر فعال قابل تنظیم است و می‌توان با تغییر ولتاژ و یا توانایی تخلیه بار در طول زمان، خواص الکتریکی آن را تغییر داد. این ویژگی از خازن‌ ها، آن‌ ها را به عنوان اجزای مهمی در طراحی مدارهای الکترونیکی می‌سازد.

سفر به دنیای درون و ساختار خازن

به طور کلی، ساختار خازن شامل دو پلات فلزی (یا همان الکترودها) است که به وسیله‌ی یک لایه‌ی عایق، که به عنوان دی‌ الکتریک شناخته می‌شود، از هم جدا شده‌اند. این دو پلات به عنوان ترمینال‌ ها یا سر خازن عمل می‌کنند و در ارتباط با مدار خارجی قرار می‌گیرند.

دی‌ الکتریک، لایه‌ای از ماده است که بین دو پلات فلزی قرار می‌گیرد و جلوه‌ی عایقی را برقرار می‌کند. این لایه می‌تواند از انواع مختلف مواد تشکیل شده باشد، مانند سرامیک، پلیمر، مقوا و غیره. انتخاب دی‌الکتریک مناسب بر اساس نیازهای مدار و خواص الکتریکی مورد نیاز می‌تواند تاثیر زیادی بر عملکرد خازن داشته باشد.

وقتی یک ولتاژ مستقیم یا متناوب به خازن اعمال می‌شود، بار الکتریکی در دو پلات فلزی ذخیره می‌شود و دی‌ الکتریک بین این پلات‌ها بار را نگه داشته و از تخلیه آن جلوگیری می‌کند. ظرفیت خازن، مقدار بار الکتریکی که خازن می‌تواند ذخیره کند، را نشان می‌دهد و به واحد فاراد (Farad) اندازه‌گیری می‌شود.

در مجموع، ساختار خازن ساده ولی مهمی دارد و با استفاده از مواد دی‌ الکتریک مختلف و ترکیب‌ های مختلف از خازن‌ها، می‌توان خواص الکتریکی مورد نیاز را برای مدارهای مختلف به دست آورد.

آیا خازن‌ها در موبایل به عنوان باتری هم استفاده می‌شوند؟

خیر، خازن‌ها در موبایل به عنوان باتری استفاده نمی‌شوند. باتری‌ها در موبایل‌ ها معمولاً از نوع لیتیوم یون یا لیتیوم پلیمری هستند و وظیفه تأمین انرژی برای عملکرد دستگاه را دارند. خازن‌ ها در موبایل به عنوان اجزای ذخیره‌کننده انرژی و منظم کننده ولتاژ استفاده می‌شوند. آن‌ها به طور موقت انرژی را ذخیره کرده و در لحظات نیاز، انرژی را به مدار منتقل می‌کنند. این کاربرد خازن‌ ها در موبایل در بخش‌هایی مانند سیستم رمزگشایی صوتی و تصویری، رادیو، سیستم‌های بی‌سیم و سیستم‌ های تغذیه به کار می‌رود.

باتری‌ ها و خازن‌ ها دو اجزای متفاوت هستند و وظایف مختلفی در دستگاه موبایل دارند. باتری برای تأمین انرژی الکتریکی برای عملکرد کلی دستگاه استفاده می‌شود، در حالی که خازن‌ ها به عنوان اجزای کمکی برای منظم کردن ولتاژ و ذخیره کردن انرژی در بخش‌ های مختلف مدار های الکترونیکی موبایل استفاده می‌شوند.

بیشتر بخوانید : چگونه از سلامت باتری گوشی سامسونگ با خبر شویم؟!

خازن ها به چه واحد هایی اندازه گیری می شوند؟

واحد اندازه‌گیری خازن در سیستم‌های برقی از متغیرهای مختلف استفاده می‌شود. واحد اندازه‌گیری خازن در سیستم‌های برقی معمولاً فراداده‌هایی در زیر را دارد:

1. فاراد (F): فاراد واحد اصلی خازن است. یک فاراد معادل با ظرفیتی است که خازن برقی دارای آن می‌باشد که باعث ذخیره و تخلیه بار الکتریکی می‌شود. اما در کاربردهای الکترونیکی، فاراد به عموماً به صورت زیر واحد آن، مثلاً میکروفاراد (µF)، نانوفاراد (nF)، پیکوفاراد (pF) و فمتوفاراد (fF) استفاده می‌شود.
2. میکروفاراد (µF): میکروفاراد برای خازن‌ های بزرگ و با ظرفیت بالا استفاده می‌شود، مانند خازن‌های الکترولیتی.
3. نانوفاراد (nF): نانوفاراد برای خازن‌ های کوچک و با ظرفیت متوسط استفاده می‌شود، مانند خازن‌های سرامیکی و تانتالومی.
4. پیکوفاراد (pF): پیکوفاراد برای خازن‌های بسیار کوچک و با ظرفیت پایین استفاده می‌شود، مانند خازن‌های فلزی و خازن‌های سوزنی.
5. فمتوفاراد (fF): فمتوفاراد برای خازن‌های بسیار کوچک و با ظرفیت بسیار پایین استفاده می‌شود، مانند خازن‌های نانویی و خازن‌های چندلایه.

در انتخاب و استفاده از خازن‌ها، معمولاً از واحد‌های میکروفاراد، نانوفاراد و پیکوفاراد استفاده می‌شود. البته، واحد مناسب بستگی به مقیاس ظرفیت خازن و نیازهای سیستم دارد.

دلیل استفاده از خازن در مدار موبایل

خازن‌ها در دستگاه‌ های موبایل نقش مهمی ایفا می‌کنند و در بخش‌ های مختلفی از مدارهای موبایل استفاده می‌شوند. در زیر به برخی از نقش‌ های خازن در موبایل اشاره می‌کنم:

• منظم کننده ولتاژ (Decoupling)
• فیلتر کننده (Filtering)
• ذخیره انرژی
• تنظیم زمان
• صوت و تصویر
• لمس و صفحه نمایش

خازن‌ ها به عنوان منظم کننده ولتاژ در مدار های موبایل استفاده می‌شوند. زمانی که بارهای ناگهانی در مدار به وجود می‌ آیند، خازن‌ ها از تغییرات ناخواسته ولتاژ جلوگیری کرده و ولتاژ را در محدوده‌ی مشخصی نگه داشته و تأمین می‌کنند.

خازن‌ ها به عنوان اجزای فیلتر در مدارهای موبایل استفاده می‌شوند. آن‌ها برای حذف نویز، سر و صدا و اجزای غیرمطلوب دیگر از سیگنال‌ های الکتریکی استفاده می‌شوند و سیگنال را تمیز و بهینه می‌کنند.

خازن‌ ها در برخی بخش‌های موبایل، مانند باتری، به عنوان اجزای ذخیره‌کننده انرژی استفاده می‌شوند. آن‌ ها قادرند به طور موقت انرژی را ذخیره کرده و در لحظات نیاز، انرژی را به مدار منتقل کنند. خازن‌ در برخی بخش‌های مدارهای موبایل، مانند تایمر ها و ساعت‌ ها، برای تنظیم زمان استفاده می‌شوند. آن‌ها با تأخیر بار الکتریکی را ذخیره کرده و با تخلیه آن، زمان را تنظیم می‌کنند.

در بخش‌ هایی از مدار های موبایل که مربوط به صوت و تصویر می‌شوند، خازن‌ها استفاده می‌شوند. آن‌ها به عنوان اجزای فیلتر و تنظیم کننده برای بهبود کیفیت صدا و تصویر و کاهش نویز عمل می‌کنند. در تکنولوژی صفحه نمایش لمسی موبایل، خازن‌ها استفاده می‌شوند. این خازن‌ها به عنوان سنسورهای لمسی عمل کرده و اطلاعات مربوط به لمس را به مدارهای کنترلی ارسال می‌کنند.

به طور کلی، خازن‌ها در موبایل‌ها در بخش‌های مختلفی استفاده می‌شوند و نقش مهمی در عملکرد و عملکرد بهینه آن‌ها دارند. این فقط چند نمونه از کاربردهای خازن در موبایل بودند و استفاده‌های دیگری نیز وجود دارد.

5 کاربرد خازن در تعمیرات موبایل

خازن ها یکی از اجزای اساسی در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی هستند و در طیف وسیعی از دستگاه ها، از جمله تلفن های همراه، کاربرد دارند. در این مقاله، به بررسی مهم ترین کاربردهای خازن در موبایل می پردازیم.

1. ذخیره سازی انرژی:

یکی از مهم ترین وظایف خازن ها در موبایل، ذخیره سازی انرژی الکتریکی است. باتری گوشی، انرژی الکتریکی را به صورت DC (جریان مستقیم) تامین می کند. با این حال، بسیاری از اجزای موجود در گوشی، مانند پردازنده و صفحه نمایش، به جریان AC (جریان متناوب) نیاز دارند. خازن ها با ذخیره سازی انرژی الکتریکی از باتری و سپس آزادسازی آن به صورت AC، این نیاز را برآورده می کنند. این امر به حفظ ولتاژ پایدار در سراسر مدار و جلوگیری از نوسانات ولتاژ ناگهانی کمک می کند که می تواند به اجزای حساس آسیب برساند.

2. فیلتر کردن:

خازن ها همچنین برای فیلتر کردن نویز و سیگنال های ناخواسته از منبع تغذیه استفاده می شوند. این امر به ویژه برای مدارهای حساس مانند مدارهای رادیویی و فرکانسی بالا که به نویز بسیار حساس هستند، حائز اهمیت است. خازن ها با مسدود کردن فرکانس های ناخواسته و عبور دادن فرکانس های مورد نظر، به حفظ کیفیت سیگنال و جلوگیری از تداخل کمک می کنند.

3. کوپلاژ و دکوپلاژ:

خازن ها می توانند به عنوان کوپلاژ یا دکوپلاژ بین دو بخش از مدار عمل کنند. خازن کوپلاژ سیگنال های AC را عبور می دهد و جریان DC را مسدود می کند، در حالی که خازن دکوپلاژ نویز و سیگنال های ناخواسته را به زمین متصل می کند. این امر به جداسازی بخش های مختلف مدار و جلوگیری از تداخل بین آنها کمک می کند.

4. زمان بندی:

خازن ها در مدارهای زمان بندی نیز به کار می روند. با شارژ و دشارژ شدن با سرعت های کنترل شده، می توانند برای ایجاد پالس های زمان بندی یا تاخیر در سیگنال ها استفاده شوند. این امر در بسیاری از عملکردهای گوشی، مانند کنترل صفحه نمایش لمسی و تنظیم زمان، کاربرد دارد.

5. حفاظت:

خازن ها می توانند برای محافظت از اجزای حساس در برابر اضافه ولتاژ و جریان ناگهانی استفاده شوند. با جذب ولتاژ اضافی یا جریان، می توانند از آسیب دیدن قطعات سخت افزار موبایل جلوگیری کنند.

بیشتر بخوانید : بهترین آموزشگاه تعمیرات موبایل در تهران

نکات خاص در استفاده از خازن‌ که نمی‌دانید

در استفاده از خازن‌ها، موارد زیر را در نظر بگیرید:

-برای هر کاربرد خاص، خازن با مشخصات مناسب را انتخاب کنید. شامل ظرفیت، ولتاژ عملکرد، نوع خازن (مثلاً سرامیکی، تانتالوم و غیره) و سایر پارامتر های فنی است. بررسی دقیق نیاز های سیستم و مشاوره با متخصصان می‌تواند در انتخاب صحیح خازن به کمک شما باشد.

-اطمینان حاصل کنید که خازن تحمل ولتاژ مورد نیاز را داراست. استفاده از خازن با ولتاژ کمتر از مقدار مورد نیاز ممکن است به خازن آسیب برساند و عمر مفید آن را کاهش دهد.

-در صورتی که خازن با دمای بالا مواجه شود، عمر مفید آن ممکن است کاهش یابد و کارایی آن دچار تغییرات شود. بنابراین، مطمئن شوید که خازن در دماهای دستگاه مورد استفاده قرار گرفته قابلیت عملکرد مناسب را دارد.

-در بعضی موارد، خازن‌ ها در فرکانس‌ های بالا ممکن است دچار تغییراتی شوند. بررسی پایداری فرکانس خازن در محدوده فرکانس مورد استفاده، اهمیت دارد.

-برخی از خازن‌ ها ممکن است در طول زمان باریک شوند و کاربرد خود را از دست دهند. در صورت نیاز به خازن با پایداری طولانی مدت، خازن‌های مناسب با عمر طولانی و پایداری بالا انتخاب کنید.

-مطمئن شوید که خازن قابلیت عملکرد در محدوده دمای مورد نیاز شما را داراست. در برخی موارد، خازن‌ها ممکن است در دماهای خیلی پایین یا بالا عملکرد نکنند.

-در هنگام نصب خازن‌ ها، دقت کنید که قطبیت خازن را رعایت کنید. در صورتی که خازن قطبی است، اتصال غلط می‌تواند به خازن وارد آسیب کند یا باعث عملکرد نادرست آن شود.

-در هنگام استفاده از خازن‌ ها، ایمنی را در نظر بگیرید. اطمینان حاصل کنید که خازن‌ها به طور صحیح و در شرایط ایمن عمل می‌کنند. همچنین، در صورت نیاز به تعمیر یا تعویض خازن‌ها، اقدامات ایمنی لازم را برای جلوگیری از خطر صعودی ولتاژ برق انجام دهید.

-در صورت امکان، خازن‌ها را از ضربه، لرزش، رطوبت یا شرایط محیطی نامناسب محافظت کنید. استفاده از پوشش‌ها، محفظه‌ها یا بسترهای مناسب می‌تواند خازن را در برابر خطرات خارجی محافظت کند و عمر مفید آن را افزایش دهد.

نتیجه‌ گیری 

خازن‌ها به عنوان یکی از اجزای اساسی در تعمیرات موبایل، نقش مهمی در بهبود عملکرد و افزایش عمر باتری دستگاه‌ ها دارند. با استفاده مناسب از خازن‌ ها، می‌توان از انرژی باتری بهینه‌ تر استفاده کرده و مشکلات سیگنال و تنظیمات را بهبود بخشید. در نتیجه، آشنایی با خازن و کاربردهای آن در تعمیرات موبایل برای تعمیرکاران و علاقه‌مندان به فناوری الکترونیکی بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله سعی کردیم اطلاعات زیادی درمورد این قطعه ی الکترونیکی خدمت شما عزیزان قرار دهیم.

علاقه مندان به حرفه ی تعمیرات گوشی می توانند با مراجعه به وب سایت آموزشگاه تعمیرات موبایل توبیکس، اطلاعات کاملی را درمورد دوره های آموزش تعمیرات موبایل کسب کنند. جهت مشاهده بر روی لینک کلیک کنید.

جهت شرکت در دوره آموزش تعمیرات موبایل بر روی لینک کلیک کنید.