คู่มือเริ่มต้นของตัวเก็บประจุคาปาซิเตอร์

ตัวเก็บประจุที่เคยถูกเรียกว่าคอนเดนเซอร์เป็นส่วนประกอบไฟฟ้าแบบพาสซีฟที่ใช้ในการเก็บไฟฟ้าในรูปแบบของประจุไฟฟ้า มีตัวเก็บประจุชนิดต่าง ๆ มากมายจากเม็ดประจุขนาดเล็กมากที่ใช้ในวงจรเรโซแนนซ์ไปยังตัวเก็บประจุการแก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้าขนาดใหญ่ แต่พวกมันทั้งหมดทำสิ่งเดียวกันพวกมันเก็บประจุ

คาปาซิเตอร์ชนิดที่ง่ายที่สุดมีแผ่นนำไฟฟ้าแบบขนานสองแผ่นคั่นด้วยวัสดุฉนวนที่ดีที่เรียกว่าอิเล็กทริก เนื่องจากชั้นฉนวนนี้กระแสไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถไหลผ่านตัวเก็บประจุได้เนื่องจากจะป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแผ่นในรูปแบบของประจุไฟฟ้าแทน แผ่นนำไฟฟ้าเหล่านี้สามารถเป็นรูปทรงกลมสี่เหลี่ยมหรือทรงกระบอกโดยมีชั้นฉนวนอิเล็กทริกเป็นอากาศกระดาษแว็กซ์พลาสติกหรือเจลเหลวบางรูปแบบที่ใช้ในคาปาซิเตอร์ด้วยไฟฟ้า

ความจุเป็นสมบัติทางไฟฟ้าของตัวเก็บประจุและเป็นการวัดความสามารถ

ความจุเป็นสมบัติทางไฟฟ้าของตัวเก็บคาปาซิเตอร์และเป็นการวัดความสามารถของตัวเก็บประจุเพื่อเก็บประจุไฟฟ้าลงบนแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น หากแรงดันไฟฟ้า ( V ) โวลต์เชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุสองแผ่นจะมีประจุไฟฟ้าบวก ( Q ) ในคูลอมบ์ที่จะมีอยู่บนแผ่นหนึ่งจะมีประจุไฟฟ้าลบอีกแผ่นหนึ่ง จากนั้นตัวคาปาซิเตอร์จะมีค่าความจุเท่ากับจำนวนประจุที่หารด้วยแรงดันไฟฟ้าข้ามมันทำให้เรามีสมการสำหรับความจุของ ( C = QV ) ด้วยค่าของความจุใน Farads, ( F) อย่างไรก็ตาม Farad ด้วยตัวมันเองเป็นหน่วยที่มีขนาดใหญ่มากดังนั้นหน่วยย่อยของ Farad จึงใช้กันทั่วไปเช่น micro-farads (uF), nano-farads (nF) และ pico-farads (pF) เพื่อแสดงถึงค่าตัวเก็บประจุ

แม้ว่าความจุ ( C ) ของตัวเก็บประจุจะเท่ากับอัตราส่วนของประจุต่อแผ่นต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ แต่ก็ขึ้นอยู่กับขนาดทางกายภาพและระยะทางระหว่างแผ่นนำไฟฟ้าสองแผ่น ตัวอย่างเช่นหากแผ่นเปลือกโลกทั้งสองแผ่นที่มีแผ่นใหญ่หรือหลายแผ่นที่ใช้งานจะมีพื้นที่ผิวมากขึ้นสำหรับคาปาซิเตอร์ที่จะสะสมเพื่อให้ค่าความจุสูงขึ้น ในทำนองเดียวกันหากระยะทาง (d) ระหว่างแผ่นเปลือกโลกทั้งสองแผ่นอยู่ใกล้หรือใช้อิเล็กทริกชนิดต่าง ๆ จะมีประจุเพิ่มขึ้นอีกครั้งซึ่งจะทำให้ความจุสูงขึ้น จากนั้นความจุของตัวเก็บประจุก็สามารถแสดงในรูปของขนาดทางกายภาพระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น (ระยะห่าง) และประเภทของอิเล็กทริกที่ใช้

ตัวเก็บประจุในอุดมคติจะมีความต้านทานอิเล็กทริก

คาปาซิเตอร์ในอุดมคติจะมีความต้านทานอิเล็กทริกสูงมากและความต้านทานแผ่นเป็นศูนย์ สิ่งนี้จะส่งผลให้ประจุทั่วทั้งแผ่นมีค่าคงที่ไม่สิ้นสุดเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดถูกลบออก อย่างไรก็ตามตัวเก็บประจุที่แท้จริงมีการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าซึ่งผ่านอิเล็กทริกระหว่างแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น ปริมาณการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับความต้านทานการรั่วไหลของตัวกลางที่เป็นฉนวน ตัวเก็บประจุในอุดมคติจะไม่สูญเสียพลังงานใด ๆ ที่จ่ายโดยแรงดันแหล่งที่มาเนื่องจากมันถูกเก็บไว้ในรูปแบบของสนามไฟฟ้าระหว่างสองแผ่น แต่ในตัวเก็บประจุที่แท้จริงกำลังจะสูญเสียไปเนื่องจากกระแสรั่วและค่าความต้านทานของแผ่น