ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าชนิดหนึ่งและหน้าที่หลักของสิ่งนี้คือการเก็บพลังงานในรูปประจุไฟฟ้าและสร้างความต่างศักย์ให้กับแผ่นทั้งสองซึ่งคล้ายกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟขนาดเล็ก คาปาซิเตอร์ มีให้เลือกหลายประเภทตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ แต่ฟังก์ชันทั้งหมดนี้เหมือนกับการเก็บประจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่แยกออกจากกันด้วยไฟฟ้าผ่านอากาศหรือวัสดุฉนวนที่ดีเช่นเซรามิกพลาสติกไมกาเป็นต้นวัสดุฉนวนนี้เรียกว่าอิเล็กทริก บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานและใช้งานได้
Parallel Plate Capacitor คืออะไร?
คำจำกัดความ: ตัวเก็บประจุที่สามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้การจัดเรียงของขั้วไฟฟ้าและวัสดุฉนวนเช่น อิเล็กทริก เรียกว่าตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน ตัวเก็บประจุประกอบด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่นซึ่งแยกออกจากวัสดุอิเล็กทริก ที่นี่แผ่นทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด
โครงสร้างตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
การสร้างตัวเก็บประจุนี้สามารถทำได้ด้วยความช่วยเหลือของแผ่นโลหะหรือแผ่นฟอยล์ที่เป็นโลหะ เหล่านี้จัดเรียงขนานกันโดยมีระยะห่างเท่ากัน แผ่นขนานสองแผ่นในตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ เมื่อต่อแผ่นหลักของตัวเก็บประจุเข้ากับขั้ว + Ve ของแบตเตอรี่แล้วจะได้รับประจุบวก ในทำนองเดียวกันเมื่อแผ่นที่สองของตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่ก็จะได้รับประจุลบ ดังนั้นมันจึงเก็บพลังงานระหว่างแผ่นเปลือกโลกเนื่องจากมีประจุดึงดูด
โครงสร้างตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
แผนภูมิวงจรรวม
วงจรต่อไปนี้ของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานใช้เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุ ในวงจรนี้ ‘C’ คือตัวเก็บประจุความต่างศักย์คือ ‘V’ และ ‘K’ คือสวิตช์
เมื่อปิดกุญแจอย่าง ‘K’ การไหลของอิเล็กตรอนจาก plate1 จะเริ่มไหลไปในทิศทางของขั้ว + Ve ของแบตเตอรี่ ดังนั้นการไหลของอิเล็กตรอนจะอยู่ระหว่าง –Ve end ของแบตเตอรี่ถึง + Ve end
วงจรตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
ในแบตเตอรี่การไหลของอิเล็กตรอนในทิศทางของปลายขั้วบวกหลังจากนั้นจะเริ่มไหลในเพลต 2 เช่นนี้เพลตทั้งสองนี้จะได้รับประจุโดยที่จานหนึ่งจะได้รับประจุบวกและจานที่สองจะได้รับประจุลบ
ขั้นตอนนี้จะดำเนินต่อไปเมื่อตัวเก็บประจุได้รับความต่างศักย์ในปริมาณที่แน่นอนของแบตเตอรี่ เมื่อกระบวนการนี้หยุดลงตัวเก็บประจุจะเก็บประจุไฟฟ้ารวมทั้งความต่างศักย์ ค่าใช้จ่ายในตัวเก็บประจุสามารถเขียนเป็น Q = CV
หลักการของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
เรารู้ว่าเราสามารถจ่ายประจุไฟฟ้าจำนวนหนึ่งให้กับแผ่นตัวเก็บประจุได้ ถ้าเราให้พลังงานมากขึ้นก็จะมีศักยภาพเพิ่มขึ้นจนนำไปสู่การไหลออกของประจุ เมื่อจัดเรียง plate2 ถัดจากเพลท 1 ซึ่งได้รับประจุบวกแล้วจะมีการจ่ายประจุลบให้กับเพลต 2
ถ้าเราได้รับ plate2 และวางอยู่ถัดจาก plate1 พลังงานลบจะถูกส่งผ่าน plate2 จานที่มีประจุลบนี้อยู่ใกล้กับจานที่มีประจุบวกมากกว่า เมื่อ plate1 & plate2 มีประจุดังนั้นประจุลบบน plate2 จะลดความต่างศักย์บนจานแรก
หรืออีกวิธีหนึ่งประจุบวกบนจานที่สองจะเพิ่มความแปรผันของจานแรก อย่างไรก็ตามประจุลบบนจาน 2 จะมีผลกระทบเพิ่มเติม ดังนั้นจึงสามารถให้ประจุได้มากขึ้นบนเพลต 1 ดังนั้นความเหลื่อมล้ำที่อาจเกิดขึ้นจะน้อยลงเนื่องจากประจุลบบนจานที่สอง
ความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
ทิศทางสนามไฟฟ้าไม่มีอะไรนอกจากการไหลของประจุทดสอบบวก ข้อ จำกัด ของร่างกายสามารถใช้ในการจัดเก็บไฟล์ พลังงานไฟฟ้า เรียกว่า capacitance ตัวเก็บประจุรวมถึงความจุในทำนองเดียวกันตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่มีพื้นที่ 'A' และจะแยกออกจากระยะ สูตรตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานสามารถแสดงได้ด้านล่าง
C = k * ϵ0 * ก * ง
ที่ไหน
'ϵo' คือการอนุญาตของพื้นที่
'k' คือการอนุญาตสัมพัทธ์ของวัสดุอิเล็กทริก
‘d’ คือพาร์ติชันระหว่างจานทั้งสอง
‘A’ คือพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น
การมาของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
ตัวเก็บประจุที่มีแผ่นสองแผ่นเรียงขนานกันดังแสดงด้านล่าง
ที่มาของตัวเก็บประจุ
แผ่นแรกในตัวเก็บประจุมีประจุ '+ Q' และแผ่นที่สองมีประจุ '–Q' พื้นที่ระหว่างแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้สามารถแสดงได้ด้วย 'A' และระยะทาง (d) ตรงนี้ 'd' มีขนาดเล็กกว่าพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลก (ง< σ = ถาม / ตอบ ในทำนองเดียวกันเมื่อประจุทั้งหมดบนแผ่นที่สองเป็น '-Q' และพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกคือ 'A' ความหนาแน่นของประจุที่พื้นผิวจะได้รับเป็น σ = -Q / ก พื้นที่ของตัวเก็บประจุนี้สามารถแบ่งออกเป็นสามส่วนเช่น area1, area2 และ area3 พื้นที่ 1 อยู่ทางซ้ายของเพลต 1 พื้นที่ 2 อยู่ระหว่างระนาบและพื้นที่ 3 คือด้านขวาของเพลตที่สอง สนามไฟฟ้าสามารถคำนวณได้ในพื้นที่รอบตัวเก็บประจุ ที่นี่สนามไฟฟ้ามีความสม่ำเสมอและเส้นทางของมันมาจากแผ่น + Ve ไปยังจาน - วี ความต่างศักย์คำนวณจากตัวเก็บประจุโดยการคูณช่องว่างระหว่างระนาบกับสนามไฟฟ้าสามารถหาค่าได้เป็น V = Exd = 1 / ε (Qd / A) ความจุของแผ่นขนานสามารถหาได้เป็น C = Q / V = εoA / ง ความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานที่มีไดอิเล็กทริก 2 ตัวแสดงอยู่ด้านล่าง พื้นที่แผ่นแต่ละแผ่นคือ Am2 และคั่นด้วยระยะทาง d เมตร ไดอิเล็กทริกสองตัวคือ K1 & k2 จากนั้นความจุจะเป็นดังต่อไปนี้ ความจุของครึ่งแรกของความกว้างของตัวเก็บประจุคือ d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / วัน ในทำนองเดียวกันความจุของครึ่งถัดไปของตัวเก็บประจุคือ C2 = 2K2Aϵ0 / วัน เมื่อตัวเก็บประจุทั้งสองนี้เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมแล้วความจุสุทธิจะเป็น Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / วัน (K1K2 / / K1 + K2) การใช้งานของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานมีดังต่อไปนี้ 1). ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานคืออะไร? เมื่อเชื่อมต่อแผ่นโลหะสองแผ่นแบบขนานโดยแยกด้วย วัสดุอิเล็กทริก เรียกว่าตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน 2). เราจะคำนวณความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานได้อย่างไร? ความจุของตัวเก็บประจุนี้สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรนี้เช่น C = ε (A / d) 3). หน่วย SI ของตัวเก็บประจุคืออะไร หน่วย SI คือฟารัด (F) 4). ความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานขึ้นอยู่กับอะไร? ขึ้นอยู่กับระยะทางและพื้นที่ของทั้งสองแผ่น ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับภาพรวมของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน เมื่อใดก็ตามที่ต้องกักเก็บประจุไฟฟ้าไว้ในปริมาณสูง ตัวเก็บประจุ เป็นไปไม่ได้ภายในตัวเก็บประจุตัวเดียว ดังนั้นจึงใช้ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานเพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าจำนวนมากเนื่องจากใช้แผ่นสองแผ่นเช่นอิเล็กโทรด นี่คือคำถามสำหรับคุณข้อดีและข้อเสียของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานคืออะไร?Parallel Plate Capacitor ใช้ / แอพพลิเคชั่น
คำถามที่พบบ่อย
