ตัวเก็บประจุ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับ ที่เก็บของ ค่าไฟฟ้า. มีตัวเก็บประจุที่มีรูปร่างและความจุต่างกัน อย่างไรก็ตาม พวกเขาทั้งหมดมีบางอย่างที่เหมือนกัน: พวกเขาถูกสร้างขึ้นโดย สองขั้วคั่นด้วยบางส่วน วัสดุอิเล็กทริก. ตัวเก็บประจุใช้ในต่างๆ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่เราจะพบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีอุปกรณ์ประเภทนี้
เมื่อเชื่อมโยงกับความต่างศักย์ a สนามไฟฟ้า ระหว่างแผ่นเปลือกโลกทำให้ตัวเก็บประจุสะสมประจุที่ขั้ว เนื่องจากไดอิเล็กตริกภายในทำให้ประจุไฟฟ้าผ่านแผ่นได้ยาก
ดูยัง: ความเป็นฉนวนคืออะไร?
ฟังก์ชันตัวเก็บประจุ
ฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดของตัวเก็บประจุคือของ เก็บประจุไฟฟ้าไว้ข้างใน. ในระหว่างการคายประจุ ตัวเก็บประจุสามารถจ่ายประจุไฟฟ้าจำนวนมากให้กับวงจรได้
ตัวเก็บประจุใช้เวลาในการชาร์จจนเต็ม แต่โดยทั่วไปการคายประจุจะเร็ว ดังนั้นตัวเก็บประจุจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการ ความเข้มสูงของกระแสไฟฟ้า เป็นสเตอริโอกำลังสูง
นอกจากฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดแล้ว ตัวเก็บประจุยังสามารถใช้เพื่อ ใช้ตัวจับเวลา, วงจรเรียงกระแส ของกระแสไฟฟ้า, ตัวกรองเส้น, ความคงตัว เป็นต้น
ดูยัง: วงจรไฟฟ้า
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ประเภทของตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุสามารถมีรูปร่างแตกต่างกันเช่นเดียวกับไดอิเล็กตริก สื่อที่แทรก ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุ รบกวนโดยตรง ในความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้า แปลว่า ปัจจุบัน เสียงสูงคงที่ ไฟฟ้าสถิต, นั่นคือความต้านทานสูงเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้ตัวเก็บประจุ
ตรวจสอบตัวเก็บประจุบางประเภท:
ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า: ประกอบด้วยชั้นบางๆของ อลูมิเนียม, มีส่วนร่วมใน ออกไซด์ อะลูมิเนียมและแช่ในอิเล็กโทรไลต์เหลว
ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์: เป็นตัวเก็บประจุชนิดกะทัดรัด ประกอบขึ้นจากแผ่นโพลีเอสเตอร์และอะลูมิเนียม
ตัวเก็บประจุแทนทาลัม: มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นใช้เป็นไดอิเล็กตริกหรือ ออกไซด์ ของแทนทาลัส
ตัวเก็บประจุน้ำมัน: พวกเขาเป็นตัวเก็บประจุประเภทแรกและเช่นเดียวกับตัวเก็บประจุกระดาษพวกเขาหยุดใช้เนื่องจากใช้งานไม่ได้หรือไม่น่าเชื่อถือ
ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน: คือ วาล์วที่มีวาล์วควบคุมระยะห่างระหว่างเพลตหรือพื้นที่สัมผัส ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์วาล์ว เช่น วิทยุและโทรทัศน์รุ่นเก่า
ตัวเก็บประจุเซรามิก: ทำเป็นรูปแผ่นดิสก์ ทำจากแผ่นนำไฟฟ้าที่ห่อหุ้มสื่อ เช่น กระดาษ แก้ว หรืออากาศ
คาปาซิเตอร์มีหลายประเภท โดยมีลักษณะและการใช้งานต่างกัน
ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน
ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ นำเสนอเรขาคณิตที่เรียบง่าย. ประเภทนี้สร้างด้วยชุดเกราะซึ่งทำจาก วัสดุนำไฟฟ้า และห่อหุ้มด้วยสื่ออิเล็กทริกสูง ความต้านทานไฟฟ้า (เช่น สูญญากาศ กระดาษ ยาง น้ำมัน เป็นต้น) รูปต่อไปนี้แสดงไดอะแกรมของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน:
ตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานเป็นตัวเก็บประจุที่ง่ายที่สุด
ดูยัง:LED คืออะไร?
ความจุ
ทรัพย์สินที่ วัดประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ ในการจัดเก็บค่าใช้จ่ายคือความจุ ความจุคือ a ปริมาณทางกายภาพ วัดเป็นหน่วยคูลอมบ์ต่อโวลต์ (C/U) ซึ่งรู้จักกันดีในชื่อ Farad (F) ตามชื่อนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์ (1791-1867). เราบอกว่า 1 Farad เท่ากับ 1 Coulomb ต่อโวลต์ สูตรที่ใช้ในการคำนวณความจุคือ ให้ลองดู:
ค — ความจุ (F)
คิว — ประจุไฟฟ้า (C)
ยู — แรงดันไฟฟ้า (V)
จากมุมมองเชิงปฏิบัติ ความจุ บ่งบอกว่าปริมาณคืออะไร ของประจุที่ตัวเก็บประจุสามารถ "กักเก็บ" สำหรับความต่างศักย์ที่กำหนดได้
ความจุยังขึ้นอยู่กับปัจจัย เรขาคณิตนั่นคือระยะห่างระหว่างเพลตตัวเก็บประจุและพื้นที่ของเพลตเหล่านี้ ดังนั้น สำหรับกรณีของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน เราสามารถกำหนดความจุของตัวเก็บประจุได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
ε0 — ค่าความเป็นฉนวนสุญญากาศ (F/m)
THE — พื้นที่ของแผ่น (m²)
d — ระยะห่างระหว่างแผ่น (m)
ดูยัง:แรงเคลื่อนไฟฟ้าคืออะไร
แก้ไขแบบฝึกหัด
คำถามที่ 1) คำนวณโมดูลัสของความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน 0.005 ตร.ม. โดยเว้นระยะห่าง 0.5 มม. (0.5.10)-3 เมตร) รับเลี้ยง ε0 = 8,85.10-12.
ก) 44.25 nF
ข) 88.5 pF
ค) 885 pF
ง) 0.88 mF
จ) 2.44 F
แม่แบบ: จดหมาย บี
ความละเอียด:
ในการคำนวณโมดูลัสความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนาน เราจะใช้ use ข้อมูลที่ได้จากการฝึก และเราจะใช้สูตรที่สัมพันธ์กับพื้นที่กับระยะห่างระหว่าง จาน:
ผลลัพธ์ที่เราพบสำหรับความจุคือ 88.5.10-12 เอฟ อย่างไรก็ตาม เราสามารถใช้คำนำหน้า pico (p = 10-12) เพื่อแสดงปริมาณนั้น
คำถามที่ 2) ตัวเก็บประจุบางตัวสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้สูงถึง 2 µC เมื่อเชื่อมต่อกับความต่างศักย์ที่ 1 mV กำหนดความจุของตัวเก็บประจุนี้
ก) 2 mF
ข) 1 mF
ค) 0.5 nF
ง) 100 pF
จ) 0.1 F
แม่แบบ: จดหมาย THE
ความละเอียด:
เป็นไปได้ที่จะคำนวณความจุผ่านอัตราส่วนระหว่างปริมาณประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้กับความต่างศักย์ระหว่างขั้วของมัน:
ผลที่ได้บ่งชี้ว่าความจุที่ได้รับคือ 2 mF (2.10-3 ฉ). ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร A
คำถามที่ 3) กำหนดขนาดของประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ 0.5 mF เมื่อเชื่อมต่อกับความต่างศักย์ 200 V
ก) 1.5 ไมโครซี
ข) 0.2 pC
ค) 0.1 ไมโครซี
ง) 10 nC
จ) 100 mC
แม่แบบ: จดหมาย และ
ความละเอียด:
ลองคำนวณปริมาณประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุนี้:
จากการคำนวณ ปริมาณประจุที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุนี้คือ 100 mC (100.10-3 ค).
คำถามที่ 4) กำหนดแรงดันที่ต้องการดึงผ่านขั้วของตัวเก็บประจุ 0.2 μF เพื่อให้ประจุไฟฟ้า 2 nC ถูกเก็บไว้ระหว่างเกราะ
ก) 0.2 V
ข) 2 µV
ค) 200 μV
ง) 1 mV
จ) 10 mV
แม่แบบ: จดหมาย และ
ความละเอียด:
ลองคำนวณแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นระหว่างขั้วตัวเก็บประจุ:
จากผลการทดลอง ตัวเก็บประจุนี้จำเป็นต้องมี 10 mV เพื่อให้สามารถสะสมประจุได้ 2 nC ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร และ.
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "ตัวเก็บประจุ"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
