รู้ทั้งหมดเกี่ยวกับ Capacitor - การทำงานของ Capacitor

เช่นเดียวกับ ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เช่นตัวต้านทานทรานซิสเตอร์ไอซีตัวเก็บประจุเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่ใช้มากที่สุดในการออกแบบวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ บางครั้งตัวเก็บประจุเรียกว่าคอนเดนเซอร์ มีบทบาทสำคัญในหลาย ๆ โปรแกรมฝังตัว ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถหาได้ในระดับต่างๆ ประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่แยกส่วนด้วยอิเล็กทริกหรือสารที่ไม่นำไฟฟ้า มี ตัวเก็บประจุชนิดต่างๆมีจำหน่ายในตลาด แต่ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุเหล่านี้มักจะทำด้วยวัสดุอิเล็กทริกที่ใช้ในเพลต ตัวเก็บประจุบางตัวมีลักษณะเหมือนหลอดตัวเก็บประจุบางตัวออกแบบด้วยวัสดุเซรามิกและจุ่มลงในอีพอกซีเรซินเพื่อปิดทับ บทความนี้ให้ภาพรวมของตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุทำงานและการสร้างตัวเก็บประจุคืออะไร

Capacitor คืออะไร?

ตัวเก็บประจุเป็นตัวนำไฟฟ้าสองขั้วและคั่นด้วยฉนวน ขั้วเหล่านี้เก็บพลังงานไฟฟ้าเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ขั้วหนึ่งเก็บพลังงานบวกและอีกขั้วหนึ่งเก็บประจุลบ การชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุสามารถกำหนดได้ว่าเมื่อพลังงานไฟฟ้าถูกเพิ่มเข้าไปในตัวเก็บประจุเรียกว่าการชาร์จในขณะที่การปล่อยพลังงานจากตัวเก็บประจุเรียกว่าการคายประจุ

ความจุสามารถกำหนดได้ว่าเป็นปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุที่ 1 โวลต์และวัดเป็นหน่วยของ Farad แสดงโดย F ตัวเก็บประจุแยกกระแสในวงจร DC (กระแสตรง) และไฟฟ้าลัดวงจรใน AC ( กระแสสลับ) วงจร ความจุของตัวเก็บประจุสามารถเพิ่มได้สามวิธีเช่น

• เพิ่มขนาดจาน
• จัดจานให้ใกล้กัน
• ทำให้อิเล็กทริกดีถ้าเป็นไปได้

ตัวเก็บประจุรวมถึงไดอิเล็กทริกที่ทำจากวัสดุทุกชนิด ในวิทยุทรานซิสเตอร์การเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการโดยตัวเก็บประจุแบบแปรผันที่มีอากาศอยู่ระหว่างจาน ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ส่วนประกอบเหล่านี้ถูกห่อหุ้มด้วยอิเล็กทริกที่ทำจากวัสดุเซรามิกเช่นแก้วไมก้าพลาสติกหรือกระดาษที่แช่ในน้ำมัน

การก่อสร้างตัวเก็บประจุ

รูปแบบที่ง่ายที่สุดของตัวเก็บประจุคือ 'ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน' และโครงสร้างของมันสามารถทำได้โดยแผ่นโลหะสองแผ่นที่วางขนานกันในระยะห่างกัน

หากเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันผ่านตัวเก็บประจุโดยที่ขั้วต่อ + Ve (ขั้วบวก) เชื่อมต่อกับขั้วบวกของตัวเก็บประจุและขั้วลบเชื่อมต่อกับ –Ve (ขั้วลบ) ของตัวเก็บประจุ จากนั้นพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุจะแปรผันโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

การก่อสร้างตัวเก็บประจุ

Q = CV

โดยที่ ’C’ คือค่าคงที่ตามสัดส่วนซึ่งคุ้นเคยกันดีว่าเป็นค่าความจุของตัวเก็บประจุ ความจุหน่วยของตัวเก็บประจุคือ Farad ตามสมการ Q = CV, 1 F = coulomb / volt. จากสมการข้างต้นเราสามารถสรุปได้ว่าความจุขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและประจุ แต่ไม่เป็นความจริง ความจุของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของแผ่นและอิเล็กทริกระหว่างสองแผ่น
C = ε A / d

ความจุของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของแต่ละแผ่นระยะห่างระหว่างแผ่นสองแผ่นและความอนุญาตของวัสดุระหว่างแผ่นทั้งสอง

วงจรพื้นฐานของตัวเก็บประจุ

วงจรพื้นฐาน ของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนาน

ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เป็นอนุกรมจะแสดงในวงจรด้านล่าง

ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เป็นอนุกรมแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายแรงดันจะถูกแบ่งออกเป็น V1 และ V2 ทั่วทั้งตัวเก็บประจุ ประจุโดยรวมจะเป็นประจุของความจุทั้งหมด

แรงดันไฟฟ้า V = V1 + V2

การไหลของกระแสในวงจรอนุกรมใด ๆ จะเท่ากันตลอด

ดังนั้นความจุทั้งหมดของวงจรข้างต้นคือ C total = Q / V

เรารู้ว่า V = V1 + V2

= ถาม / (V1 + V2)

ความจุรวมของตัวเก็บประจุในซีรีส์ C1, C2

1 / CTotal = 1 / C1 + 1 / C2

ดังนั้นเมื่อวงจรที่มีตัวเก็บประจุจำนวน“ n” ต่ออนุกรมกัน

1 / CTotal = 1 / C1 + 1 / C2 + ………… .. + 1 / Cn

ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบขนาน

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C1 และ C2 สองตัวแบบขนานจะแสดงในวงจรด้านล่าง

ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบขนาน

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C1 และ C2 แบบขนานแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายแรงดันจะเท่ากันทั่วทั้งตัวเก็บประจุ ประจุในตัวเก็บประจุตัวแรก C1 จะเป็น Q1 และประจุในตัวเก็บประจุตัวที่สอง C2 จะเป็น Q2 ดังนั้นจึงสามารถเขียนสมการเป็น

C1 = Q1 / V และ C2 = Q2 / V

ดังนั้นเมื่อวงจรที่มีตัวเก็บประจุจำนวน“ n” เชื่อมต่อแบบขนาน

C รวม = C1 + C2 + ………… .. + Cn

การวัดความจุ

ความจุสามารถกำหนดเป็นปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุที่ใช้ในวงจร (หน่วยของความจุคือฟารัด) 3 ขั้นตอนต่อไปนี้กล่าวถึงวิธีการวัดความจุเมื่อทราบแรงดันและประจุของตัวเก็บประจุ

การวัดความจุ

ค้นหาค่าใช้จ่ายในตัวเก็บประจุ

ค่าใช้จ่ายมักเป็นปัญหาในการวัดโดยตรง เนื่องจากหน่วยของแอมแปร์กระแสจึงถูกกำหนดให้เป็น 1 คูลอมบ์ / วินาทีหากทราบกระแสและระยะเวลาที่ใช้กระแสไฟฟ้าจึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณประจุ คุณสามารถรับประจุในคูลอมบ์ได้โดยการคูณแอมแปร์ในเวลาเป็นวินาที

ตัวอย่างเช่นถ้าตัวเก็บประจุมีกระแส 20 แอมป์ใช้กับมันเป็นเวลา 5 วินาทีประจุคือ 100 คูลอมบ์หรือ 20 คูณ 5

การวัดแรงดันไฟฟ้า

การวัดแรงดันไฟฟ้าทำได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์หรือ มัลติมิเตอร์โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า .

หารประจุไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุที่มีประจุ 100 คูลอมบ์และความต่างศักย์ของตัวเก็บประจุคือ 10 โวลต์จากนั้นความจุจะเป็น 100 หารด้วย 10

อย่าพลาด: การคำนวณรหัสสีของตัวเก็บประจุ

ดังนั้นนี่คือข้อมูลเกี่ยวกับตัวเก็บประจุและตัวเก็บประจุที่ใช้งานได้เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือ รหัสสีของตัวเก็บประจุพร้อมการทำงาน โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณประเภทของตัวเก็บประจุคืออะไร?