ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่รู้จักทั่วไปว่าสามารถเก็บประจุได้ บางทีเรียกว่า คาปาซิเตอร์ ใช้สัญลักษณ์ย่อว่า C มีหน่วยเป็น ฟารัด (F)
1. ตัวเก็บประจุชนิดค่าคงที่ จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าการเก็บประจุได้ แบ่งได้ 5 ชนิด
ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้กระดาษชุบไข หรือน้ำมัน (Oil) เป็นฉนวนไดอิเล็กตริก โครงสร้างของตัวเก็บประจุชนิดนี้จะประกอบด้วยแผ่นเพลต2
แผ่น ที่เป็นแผ่นดีบุกรีดจนบางคั่นกลางด้วยกระดาษชุบไขแล้วนำมาม้วนเข้าเป็นท่อนกลม จากแผ่นเพลตทั้งสอง แต่ละข้างจะถูกต่อขาที่เป็นลวดตัวนำออกมาใช้งาน ตัวเก็บประจุ
จะถูกหุ้มห่อด้วยฉนวนไฟฟ้าชนิดต่างๆ แล้วแต่บริษัทผู้ผลิต อย่างเช่น ปลอกกระดาษแข็ง กระเบื้องเคลือบ กระดาษอาบน้ำผึ้ง เป็นต้น เพื่อป้องกันความชื้นและฝุ่นละออง ดังแสดง
ในรูป
ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษจะมีค่าความจะไม่สูงมากนัก ซึ่งจะเขียนบอกไว้ที่ข้างๆ ตัวเก็บประจุ คืออยู่ในพิสัยจาก 10 pF ถึง 10mF อัตราทนไฟสูงประมาณ 150 โวลต์
จนถึงหลายพันโวลต์ โดยมากนิยมใช้ในวงจรจ่ายกำลังไฟสูง
ตัวเก็บประจุชนิดไมก้า เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้แผ่นไมก้าเป็นฉนวนไดอิเล็กตริก ส่วนมากตัวเก็บประจุชนิดนี้จะถูกทำเป็นรูปสี่เหลี่ยมเพราะแผ่นไมก้าจะมี
คุณสมบัติที่แข็งกรอบ โครงสร้างของมันจะประกอบด้วยแผ่นเพลตโลหะบางๆ อาจใช้หลายๆ แผ่นวางสลับซ้อนกัน แต่จะต้องคั่นด้วยฉนวนไมก้า ดังแสดงในรูป ซึ่งตัวเก็บประจุจะ
ถูกหุ้มห่อด้วยฉนวนจำนวนเมกาไลท์ เพื่อป้องกันการชำรุดสึกหรอ
ตัวเก็บประจุชนิดไมก้าจะมีค่าความจุอยู่ในพิสัยจาก 1.5 pF ถึง 0.1 mF มีอัตราทนแรงไฟได้สูงมากประมาณ 350 โวลต์ จนถึงหลายพันโวลต์ โดยบริษัทผู้ผลิตจะพิมพ์
บอกค่าความจุอัตราทนแรงไฟและค่าความคลาดเคลื่อนไว้บนตัวของมัน หรือบางทีก็ใช้สีแต้มบอกเป็นโค้ดที่ตัวเก็บประจุนี้ ซึ่งจะได้กล่าวถึงต่อไป ส่วนการใช้งานของตัวเก็บประจุ
ชนิดไมก้า นิยมใช้งานในวงจรความถี่วิทยุ (RF) และวงจรที่มีแรงดันไฟสูงมาก
ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิค เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้ไดอิเล็กตริกที่ทำมาจากฉนวนจำพวกกระเบื้อง หรือที่เรียกว่า 'เซรามิค' ซึ่งมีโครงสร้างของตัวเก็บประจุ จะมีรูป
ร่างแบบแผ่นกลม (Disc) และแบบรูปทรงกระบอก(Tubular) ซึ่งจะมีค่าความจุอยู่ในพิสัยจาก 1.5 pF ถึง 0.1 mF อัตราทนแรงไฟประมาณ
500 โวลต์
ตัวเก็บประจุชนิดพลาสติก แต่จะใช้ไดอิเล็กตริกที่เป็นแผ่นฟิล์มที่ทำมาจากโพลีเอสเตอร (Polyester) ไมลาร์ (Mylar) โพลีสไตรีน (Polystyrene) และอื่นๆ โดยนำมา
คั่นระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองแผ่นแล้วม้วนพับให้มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก ตัวเก็บประจุชนิดพลาสติกจะมีค่าความจุอยู่ในพิสัยตั้งแต่ 2 mF ขึ้นไปและอัตราทนกำลังไฟตั้งแต่
200 ถึง 600 โวลต์
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติก เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้น้ำยาอิเล็กโทรไลท์เป็นแผ่นข้างหนึ่งแทนโลหะ และอีกแผ่นหนึ่งเป็นแผ่นโลหะมีเยื่อบางๆ ที่เรียกว่า 'ฟิล์ม' (Film)
หุ้มอยู่ เยื่อบางๆ นี้คือ ไดอิเล็กตริก หรือแผ่นกั้นจะแสดงลักษณะรูปร่างของตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติก ซึ่งส่วนมากจะบรรจุในกระป๋องอะลูมิเนียมทรงกลมยาว และจะมีขั้วบอก
ไว้อย่างชัดเจน ว่าขั้วใดเป็นขั้วบวกและขั้วลบ สัญลักษณ์ของตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติก การต่อขั้วของตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติกในการใช้งานเราจะต้องมีความระมัดระวัง
ให้มากที่สุด ถ้าหากว่าเราต่อขั้วผิดจะมีผลทำให้กระแสไฟเข้าไปทำลายเยื่อที่เป็นไดอิเล็กตริกชำรุดเสียหายได้ ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติกจะสามารถทำให้มีค่าความจุได้สูงนับ
เป็นร้อยๆ ไมโครฟารัด โดยที่ตัวเก็บประจุจะมีขนาดเล็ก ค่าความจุที่ใช้งานจะอยู่ในพิสัยสองสามไมโครฟารัดจนถึงมากกว่า 100 mF และอัตราทนกำลังไฟตั้งแต่ 5 โวลต์จนถึง 700
โวลต์ ซึ่งนิยมนำไปใช้ในวงจร ดี.ซี.
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรลิติกจะมีข้อเสียอันเนื่องมาจากค่าสูญเสียจากสารไดอิเล็กตริกที่มีค่ามากแต่จะมีตัวเก็บประจุอีกชนิดหนึ่งที่ใช้หลักการเดียวกับตัวเก็บประจุชนิดอิเล็ก
โทรลิติกคือตัวเก็บประจุแบบแทนทาลัม (Tantalum Electrolytic Capacitor)
2. ตัวเก็บประจุชนิดปรับค่าได้
เป็นตัวเก็บประจุซึ่งการเก็บประจุจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของแกนหมุน ตัวเก็บประจุชนิดนี้ปกติแล้วจะประกอบด้วยอุปกรณ์ภายใน 2 ส่วน ได้แก่ แผ่นเพลตที่
เคลื่อนที่ได้และแผ่นเพลตที่ติดตั้งอยู่กับที่โดยแผ่นเพลตทั้งสองจะเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้ากับวงจรภายนอก การแบ่งประเภทของตัวเก็บประจุชนิดปรับค่าได้นี้ จะแบ่งตามไดอิเล็กตริก
ที่ใช้ โดยแบ่งออกเป็น 4 ชนิด ได้แก่ อากาศ ไมก้า เซรามิค และพลาสติก
หน่วยของการเก็บประจุ
ค่าการเก็บประจุ แสดงถึงความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ โดยมีหน่วยเป็น ฟารัด (Farad, F) ตัวเก็บประจุที่มีค่าการเก็บประจุ 1 ฟารัด(F) หมายถึง
ความสามารถที่ะเก็บประจุไฟฟ้าจำนวน 1 คูลอมป์ (6.24 ด 1018 อิเล็กตรอน) โดยให้แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์ ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองค่าการเก็บประจุ 1 ฟารัด (F) เป็นค่าที่มีปริมาณ
มากและไม่ค่อยพบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปแต่จะใช้ในรูปของ ไมโครฟารัดความจุของตัวนำใด
พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ
งานเคลื่อนประจุเข้าไปเก็บในตัวเก็บประจุ คือพลังงานที่สะสมในตัวเก็บประจุ ถ้าให้ U แทนด้วยพลังงานที่สะสมอยู่ในเก็บประจุจะได้สูตรดังนี้
