Tweet
Originally posted by silverkun
View Post
Capacitor)
คาปาซิเตอร์ (Capacitor) หรือ คอนเดนเซอร์ (Condenser) แต่นิยมเรียกสั้น ๆ ว่า ?ซี? (C) คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พบกันมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า (Charge) และคายประจุไฟฟ้า (Discharge)
โครงสร้างของตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุ มีคุณสมบัติทางประจุไฟฟ้า เกิดขึ้นได้จากการนำแผ่นโลหะ หรือ แผ่นสารตัวนำสองแผ่นวางอยู่ใกล้ ๆ กันแต่ไม่แตะถึงกัน โดยมีแผ่นไดอิเล็กตริกซึ่งมีลักษณะเป็นฉนวนกั้นอยู่ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง ค่าความจุที่ได้จะขึ้นอยู่กับ พื้นที่ของแผ่นตัวนำและ ระยะ***งระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง
ค่าความจุของตัวเก็บประจุ มีหน่วยเรียกเป็น ฟารัด (Farad) ไมโครฟารัด (m F) นาโนฟารัด (nF) ฟิกโกฟารัด (pF)
คุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ
1. การทำงานของตัวเก็บประจุกับไฟดีซี ตัวเก็บประจุจะทำการเก็บประจุและคายประจุเมื่อทำงานกับไฟดีซี การเก็บประจุ (Charge) และ การคายประจุ (Discharge)
2. การทำงานของคาปาซิเตอร์กับไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อนำคาปาซิเตอร์ไปต่อเข้ากับไฟไฟ้ากระแสสลับ จะมีการทำงานดังนี้ในครึ่งไซเกิลแรกตัวเก็บประจุจะทำการเก็บประจุ ทำให้มีกระแสไหลจากเฟสบวกไปยังแผ่นโลหะ A ทำการเก็บประจุ ผ่านโลหะแผ่น B ไปครบวงจรที่แหล่งจ่าย ในครึ่งไซเกิลหลัง เมื่อไฟเอซีสลับเฟส ตัวเก็บประจุที่เก็บประจุไว้ก็จะคายประจุออก แล้ว เก็บประจุใหม่ในทิศทางตรงกันข้าม การทำงานจะสลับกันไปมาตลอดเวลาตามไซเกิลของไฟเอซี ลักษณะของหลอดไฟจะสว่างตลอดทั้งในครึ่งไซเกิลแรก และ ครึ่งไซเกิลหลัง ไฟเอซีจะไหลผ่านคาปาซิเตอร์ได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความถี่ของไฟเอซีและค่าของตัวเก็บประจุ
o ถ้าความถี่ของไฟเอซี สูง จะไหลผ่านได้มาก ความถี่ต่ำจะไหลได้น้อย
o ถ้าคาปาซิเตอร์ค่ามากการเก็บประจุและคายประจุได้มาก ไฟเอซีก็ผ่านได้มาก
o ถ้าคาปาซิเตอร์ค่าน้อยการเก็บประจุและคายประจุน้อย ไฟเอซีก็ผ่านได้น้อย
ประโยชน์ของคาปาซิเตอร์
จากการเก็บและคายประจุของคาปาซิเตอร์ สามารถนำมาใช้ประโยชน์มากมายเช่น
การกรองไฟดีซีให้เรียบ (Filter) การถ่ายทอดสัญญาณ และเชื่อมโยงระหว่างวงจร (Coupling) การกรองความถี่ (Bypass) การกั้นการไหลของกระแสไฟดีซี (Blocking) เป็นต้น
ชนิดของตัวเก็บประจุ
ตัว เก็บประจุมีมากมายหลายชนิด มีชื่อเรียกต่าง กันออกไปตามลักษณะของโครงสร้าง และชนิดของสารที่นำมาทำเป็นไดอิเล็กตริก หรือ แบ่งออกได้ตามลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกันออกไปดังนี้
* ชนิดค่าคงที่ (Fixed Capacitor)
* ชนิดปรับค่าได้ (Variable Capacitor)
ตัวเก็บประจุชนิดค่าคงที่ (Fixed Capacitor)
เป็นตัวเก็บประจุชนิดที่มีการใช้งาน มาก มีชื่อ เรียกแตกต่างกันตามลักษณะงานและชนิดของสารที่ใช้ทำฉนวนหรือไดอิเล็กตริก (Dielectric) แบ่งออกเป็นชนิดต่าง ๆ ได้ดังนี้
1. ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ (Paper Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้กระดาษอาบ น้ำยาทำเป็นแผ่นไดอิเล็กตริก กั้นระหว่างแผ่นโลหะทั้งสองที่ทำจากอะลูมิเนียมบางๆ ค่าความจุและการทนแรงดันไฟฟ้าจะพิมพ์ติดไว้ที่ตัวมันเอง สามารถทนแรงไฟได้สูง 400 ? 1200 โวลต์ ปัจจุบันไม่นิยมใช้แล้ว เนื่องจากมีการสูญเสียมาก
2. ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิค (Ceramic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้เซรามิคมาทำเป็นแผ่นไดอิเล็กตริก เซรามิคคาปาซิเตอร์มีด้วยกัน 2 แบบคือ
o
เซรามิคแบบจาน (Disc Ceramic Capacitor) ลักษณะการสร้างเป็นการเคลือบโลหะ ด้วยสารละลายเงินที่พื้นผิวทั้ง 2 ด้าน ของจานเซรามิคแผ่นบาง ๆ ที่มีค่าไดอิเล็กตริกต่ำ บัดกรีขาออกมาทั้งสองด้านแล้ว นำไปเคลือบผิวภายนอกด้วยเรซิน หรือ อีพ๊อกซี มีค่าความจุ 0.75 pF-2.2 m F อัตราการทนแรงไฟ 50 V ? 6 KVDC ค่าผิดพลาด ? 5 ? 10 %
o
เซรามิคแบบหลายชั้น (Monolithic Multilayer Ceramic: MLC) ลักษณะเป็นการเคลือบฟิล์มโลหะชั้นบาง ๆ ของเซรามิคที่มีค่าไดอิเล็กตริกสูง วางซ้อนกันเป็นชั้น ๆ แล้วอัดแน่นเป็นชิ้นเดียวส่วนมากจะเป็นแบบชิป (Chip) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ประเภทติดผิวหน้า (Surface Mount) ขั้วต่อทำจากโลหะตะกั่วผสมกับดีบุกให้คุณภาพสูง มีค่าความจุด 10 pF ? 0.56 m F อัตราการทนแรงไฟ 200 VDC ค่าผิดพลาด ? 5 ? 10 %
ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิค
3. โพลีเอสเตอร์ (Polyester) หรือที่เรียกกันว่า ตัวเก็บประจุชนิดไมลาร์ (Milar Capacitor) (ใช้อักษรย่อ KT) เป็นตัวเก็บประจุที่นิยมใช้มากเพราะมีเสถียรภาพสูง กระแสรั่วต่ำ มีค่าสัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิสูง ส่วนมากใช้ในด้าน Coupling, Decoupling, Blocking, Bypass, Filter มีด้วยกัน 2 ชนิด ชนิดฟิล์มฟอยล์ จะมีค่าความจุ 0.001-1.0m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า80 ? 200 VDC ค่าผิดพลาด ? 5 ? 10 % ชนิดฟิล์มโลหะ จะมีค่า 0.001-10.0 m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า 60-630 VDC ค่าผิดพลาด ? 5 ? 10 %
4. โพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) ใช้อักษรย่อ MKC เป็นตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม ไดอิเล็กตริกที่ให้ความต้านทานทางฉนวนมีเสถียรภาพสูง เป็นชนิดฟิล์มโลหะ จะมีค่าความจุ 0.01-10m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า 100-630 VDC ค่าผิดพลาด ? 5 %
5. โพลีโพรไพรีน (Polypropylene) ใช้อักษรย่อ MKP เป็นตัวเก็บประจุที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าชนิดโพลีเอสเตอร์ และ ถ้านำไปใช้กับไฟเอซี จะมีคุณสมบัติคล้ายกับชนิดโพลีสไตรีน ชนิดฟิล์มฟอยล์ จะมีค่า 47 pF-0.022m F อัตราการทนแรงไฟ 63-630 VDC ใช้งานในลักษณะ Tuning, Filter ฯ
6. โพลีสไตรีน (Polystyrene) (ใช้อักษรย่อ MKS) เป็นตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับชนิด โพลีโพรไพรีน แต่จะมีประสิทธิภาพทางปริมาตรต่ำกว่า มีค่าความจุ 47 pF ถึง 0.039m F อัตราการทนแรงไฟ 63-630 VDC มีค่าผิดพลาดต่ำเพียง ? 1 %
ตัวเก็บประจุแบบโพลีเอสเตอร์
7. ฟีดทรูคาปาซิเตอร์ (Feedthrough Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ไม่ค่อยพบเห็น มากนัก ใช้ในงานการกรองความถี่ที่รบกวน มีพบในจูนเนอร์ของเครื่องรับโทรทัศน์ หรือใช้กันความถี่รบกวนของวิทยุติดรถยนต์ โครงสร้างเป็นแท่งทรงกลมมีแกนโลหะอยู่ตรงกลาง มีขาต่อใช้งาน 2 ขา หรือขาเดียวก็ได้ โครงสร้างภายนอกจะถูกต่อลงกราวด์
8. ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก (Electrolytic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่าความผิดพลาดสูง แต่มีค่าความจุมากที่สุด มีขั้วบวกและขั้วลบ โครงสร้างใช้แผ่นอลูมิเนียมอาบน้ำยาเป็นแผ่นตัวนำ ใช้กระดาษเป็นไดอิเล็กตริก และต่อขาออกมาใช้งาน แผ่นตัวนำที่เป็นขั้วบวกทำจากอะลูมิเนียมอาบน้ำยาบอแร็กซ์ (Borax Solution) ขั้วลบเป็นแผ่นตัวนำอาบน้ำยาอะลูมิเนียมออกไซด์ (Aluminum Oxide) มีรูปร่างหลายขนาดขึ้นอยู่กับค่าความจุและอัตราการทนแรงดันไฟฟ้า ใช้ทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การฟิลเตอร์ การคับปลิ้ง การบายพาส เป็นต้น ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก นิยมใช้ในวงจรฟิลเตอร์ หรือ คับปลิ้ง มีค่าตั้งแต่ 0.1ไมโครฟารัด จนถึง 100,000 ไมโครฟารัด ตัวเก็บประจุอิเล็กโตรไลติคที่มีค่ามากจะเก็บประจุได้มากใช้เวลาในการเก็บนาน ส่วนตัวเก็บประจุอิเล็กโตรไลติคที่มีค่าน้อยจะเก็บประจุได้น้อยใช้เวลาในการเก็บเร็ว ดังนั้นตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก จึงมีสภาพเหมือนแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งนั่นเอง
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก
9. ตัวเก็บประจุชนิดแทนทาลัม (Tantalum Capacitor) เป็นอิเล็กโตรไลติกอีกชนิดหนึ่ง แต่จะมีค่าผิดพลาดน้อยกว่าให้คุณภาพดีแต่มักจะมีราคาสูง มีด้วยกัน 3 แบบ คือ แบบ Wet Foil, แบบ Wet Slug และแบบ Dry slug สำหรับแบบ Wet Slug จะใช้กรดอิเล็กโตรไลต์ ทำให้มีประสิทธิภาพสูง เมื่อเทียบกับแบบฟอยล์
ตัวเก็บประจุชนิดแทนทาลัม
10. ตัวเก็บประจุแบบไบโพลาร์ (Bipolar Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุเอเล็กโตรไลติคอีกแบบหนึ่ง ที่ไม่มีขั้ว บวก-ลบ นิยมใช้มากในเครื่องขยายเสียง หรือ วงจรแยกเสียงในลำโพง (Network) หรือใช้ทำหน้าที่เป็นวงจรสตาร์ทในมอเตอร์ของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น พัดลม
ตัวเก็บประจุแบบไบโพลาร์
ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้ (Variable Capacitor)
เป็นตัวเก็บประจุอีกแบบหนึ่งซึ่งสามารถเปลี่ยนค่าในตัวได้ เพื่อใช้ในการจูนรับคลื่นความถี่ของเครื่องรับ วิทยุ โครงสร้างทำมาจากแผ่นโลหะมาวางซ้อนกัน ชุดหนึ่งติดตั้งคงที่ อีกชุดหนึ่งยึดติดกับแกนหมุน ทำให้หมุนซ้อนกันได้มากหรือน้อย มีอากาศเป็นแผ่นไดอิเล็กตริก การเปลี่ยนค่าทำได้โดยการหมุนให้แผ่นโลหะซ้อนทับกัน ถ้าซ้อนทับกันมากจะมีค่าความจุมาก สำหรับการจูนความถี่ต่ำ ถ้าซ้อนทับกันน้อยจะมีค่าความจุน้อย สำหรับการจูนความถี่สูง
ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้
ทริมเมอร์ และ แพดเดอร์ (Trimmer and Padder)
เป็นตัวเก็บประจุที่เปลี่ยนค่าได้เพียงเล็กน้อย เพราะโครงสร้างเป็นโลหะเล็ก ๆ วางซ้อนกันมีแผ่นไมก้ากั้นกลาง มีสกรูยึด ปรับค่าโดยการหมุนหรือคลายสกรูที่ยึด ถ้าต่อขนานอยู่กับวงจรนิยมเรียกว่า ทริมเมอร์ ถ้าต่ออันดับกับวงจรก็จะเรียกว่า แพดเดอร์
ตัวเก็บประจุแบบทริมเมอร์
หน่วยความจุของตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุมีหน่วยวัดค่าความจุเป็น ฟารัด (Farad) ย่อด้วย 1 ฟารัด ได้จากความสามารถในการรับกระแส 1 แอมแปร์ ในเวลา 1 นาที จะมีความต่างศักย์ที่แผ่นโลหะทั้งสอง
ของคาปาซิเตอร์ 1 โวลต์ และมีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่ 1 คูลอมป์ (1 คูลอมป์ เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน 6.24 x 1018 หรือ 6,240,000,000,000,000,000 ตัว)
1,000 pF (พิโกฟารัด) เท่ากับ 1 nF (นาโนฟารัด)
1,000 nF (นาโนฟารัด) เท่ากับ 1 u F (ไมโครฟารัด)
1,000,000 uF (ไมโครฟารัด) เท่ากับ 1 F (ฟารัด)
การอ่านค่าความจุ
ตัวเก็บประจุจะบอกค่าความจุและอัตราการทนแรงดันไฟฟ้า ไว้ที่ตัวมีหลักการอ่าน ดังนี้
1. บอกเป็นตัวเลขค่าความจุ ส่วนมากจะใช้ตัวเก็บประจุชนิดที่ค่าความจุสูง ๆ และยังบอกอัตราการทนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดไว้ได้ โดยปกติมีความสามารถในการทนแรงดันไฟฟ้าได้สูงกว่าที่กำหนดประมาณ 25 %
2. บอกค่าเป็นรหัสตัวเลข
103 อ่านค่าได้ 10,000 pF = 10,000 / 1,000,000 = 0.01 uF ? 10%
........................................
(Electrolytic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่มีค่าความผิดพลาดสูง แต่มีค่าความจุมากที่สุด
โพลีสไตรีน (Polystyrene) (ใช้อักษรย่อ MKS) มีค่าผิดพลาดต่ำเพียง ? 1 %
Comment