ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุ หรือ คาปาซิเตอร์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่งที่ทำหน้าที่เก็บพลังงานในสนามไฟฟ้า ที่สร้างขึ้นระหว่างคู่ฉนวน โดยมีค่าประจุไฟฟ้าเท่ากัน แต่มีชนิดของประจุตรงข้ามกัน บางครั้งเรียกตัวเก็บประจุนี้ว่า คอนเดนเซอร์ เป็นอุปกรณ์พื้นฐานสำคัญในงานอิเล็กทรอนิกส์ และพบได้แทบทุกวงจร ตัวเก็บประจุนั้นประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าหรือเพลต 2ขั้วแต่ละขั้วจะเก็บประจุชนิดตรงข้ามกัน ทั้งสองขั้วมีสภาพความจุ และมีฉนวนหรือไดอิเล็กตริกเป็นตัวแยกคั่นกลางประจุนั้นถูกเก็บไว้ที่ผิวหน้าของเพลต โดยมีไดอิเล็กตริกกั้นเอาไว้ เนื่องจากแต่ละเพลตจะเก็บประจุชนิดตรงกันข้าม แต่มีปริมาณเท่ากัน ดังนั้นประจุสุทธิในตัวเก็บประจุ จึงมีค่าเท่ากับ0เสมอ

การเก็ประจุ
การเก็บประจุ คือ การเก็บอิเล็กตรอนไว้ที่แผ่นเพลตของตัวเก็บประจุ เมื่อนำแบตเตอรี่ต่อกับตัวเก็บประจุ อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแบตเตอรี่ จะเข้าไปรวมกันที่แผ่นเพลต ทำให้เกิดประจุลบขึ้นและยังส่งสนามไฟฟ้าไป ผลักอิเล็กตรอนของแผ่นเพลตตรงข้าม ซึ่งโดยปกติในแผ่นเพลตจะมี ประจุเป็น บวก และ ลบ ปนกันอยู่ เมื่ออิเล็กตรอนจากแผ่นเพลตนี้ถูก ผลักให้หลุดออกไปแล้วจึงเหลือประจุบวกมากกว่าประจุลบ ยิ่งอิเล็กตรอนถูกผลักออกไปมากเท่าไร แผ่นเพลตนั้นก็จะเป็นบวกมากยิ่งขึ้นเท่านั้น

การคายประจุตัวเก็บประจุที่ถูกประจุแล้วถ้าเรายังไม่นำขั้วตัวเก็บประจุมาต่อกัน อิเล็กตรอนก็ยังคงอยู่ที่แผ่นเพลตแต่ถ้ามีการครบวงจร ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองเมื่อไรอิเล็กตรอนก็จะวิ่งจากแผ่นเพลตทางด้านลบไปครบวงจรที่แผ่นเพลตทางด้านบวกทันที เรียกว่า การคายประจุ

ชนิดของตัวเก็บประจุแบ่งตามวัสดุการใช้งานแบ่งออกได้ 2ชนิด คือ
1.ตัวเก็บประจุชนิดคงที่ตัวเก็บประจุ ชนิดนี้จะมีขั้วบวกและขั้วลบบอก ส่วนใหญ่จะเป็นแบบกลมดังนั้น การนำไปใช้งานจะต้องคำนึงถึงการต่อขั้วให้กับตัวเก็บประจุด้วยจะสังเกตขั้วโดยการ ขั้วไหนที่เป็นขั้วลบจะมีลูกศรชี้ไปที่ขั้วนั้นและในลูกศรจะมีเครื่องหมายลบบอกเอาไว้อย่างชัดเจน มีดังนี้
1.1ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ
ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ ตัวเก็บประจุแบบกระดาษนำไปใช้งานซึ่งต้องการค่าความต้านทานของฉนวนที่มีค่าสูงและมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิสูงได้ดีมีค่าความจุที่ดีในย่านอุณหภูมิที่กว้าง
1.2ตัวเก็บประจุแบบไมก้า
ตัวเก็บประจุแบบนี้จะมีการเสถียรภาพต่ออุณหภูมิและความถี่ดีมีค่าตัวประกอบการสูญเสียต่ำและสามารถทำงานได้ดีที่ความถี่สูงจะถูกนำมาใช้ในงานหลายอย่างเช่นในวงจะจูนวงจรออสซิสเตอร์วงจรกรองสัญญาณและวงจรขยายความถี่วิทยุกำลังสูงจะไม่มีการผลิตตัวเก็บประจุแบบไมก้าค่าความจุสูงๆออกมาเนื่องจากไมก้ามีราคาแพงจะทำให้ค่าใช้จ่ายในการผลิตสูง
1.3ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก
ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้มีลักษณะกลมแบน บางครั้งอาจพบแบบสี่เหลี่ยมแบนๆ ส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุชนิดนี้ มีค่าน้อยกว่า 1ไมโครฟารัด และเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีขั้วและสามารถทนแรงดันได้ประมาณ 50-100โวลต์ ค่าความจุของตัวเก็บประจุชนิดนี้ที่มีใช้กันในปัจจุบันอยู่ในช่วง 1พิโกฟารัดถึง0.1ไมโครฟารัด
1.4ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติก
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลติก ตัวเก็บประจุชนิดนี้ต้องระมัดระวังในการนำไปใช้งานด้วยเพราะมีขั้วที่แน่นอนพิมพ์ติดไว้ด้านข้างตัวถังอยู่แล้วถ้าป้อนแรงดันให้กับตัวเก็บประจุผิดขั้วอาจเกิดความเสียหายกับตัวมันและอุปกรณ์ที่ประกอบร่วมกันได้ ขั้วของตัวเก็บประจุชนิดนี้สังเกตได้ง่ายเมื่อตอนซื้อมาคือขาที่ยาวจะเป็นขั้วบวกและขาที่สั้นจะเป็นขั้วลบ
1.5ตัวเก็บประจุแบบน้ำมัน
1.6ตัวเก็บประจุแบบโพลีสไตลีน
1.7ตัวเก็บประจุแทนทาลั่ม
ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่ม จะให้ค่าความจุสูงในขณะที่ตัวถังที่บรรจุมีขนาดเล็กและมีอายุในการเก็บรักษาดีตัวเก็บประจุแบบนี้มีหลายชนิดให้เลือกใช้ เช่น ชนิดโซลิตชนิดซินเทอร์สลัก ชนิดฟอลย์ธรรมดา ชนิดเอ็ชฟอยล์ ชนิดเว็ทสลักและชนิดชิป การนำไปใช้งานต่างๆประกอบด้วยวงจรกรองความถี่ต่ำ วงจรส่งผ่านสัญญาณ ชนิดโซลิตนั้นไม่ไวต่ออุณหภูมิและมีคุณสมบัติระหว่างค่าความจุอุณหภูมิต่ำกว่า ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กทรอไลติกชนิดใดๆสำหรับงานที่ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มไม่เหมาะกับ วงจรตั้งเวลาที่ใช้ RCระบบกระตุ้นหรือวงจรเลื่อนเฟสเนื่องจากตัวเก็บประจุแบบนี้มีคุณสมบัติของการดูดกลืนของไดอิเล็กตริกสูงซึ่งหมายถึงเมื่อตัวเก็บประจุถูกคายประจุสารไดอิเล็กตริกยังคงมีประจุหลงเหลืออยู่ดังนั้นแม้ว่าตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติของการดูดกลืนสารไดอิเล็กตริกสูงจะถูกคายประจุจนเป็นศูนษ์แล้วก็ตามตัวเก็บประจุก็ยังคงมีประจุเหลืออยู่เป็นจำนวนมากพอสมควรที่จะทำให้เกิดปัญหาในวงจรตั้งเวลาและวงจรอื่นๆอีกที่เหมือนกัน
1.8ตัวเก็บประจุแบบไมลา
1.9ตัวเก็บประจุแบบไบโพลา
1.10ตัวเก็บประจุแบบโพลีโพรไพลีน
1.11ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ
ตัวเก็บประจุแบบกระดาษนั้นการที่จะนำไปใช้งานซึ่งต้องการให้ค่าความต้านทานของฉนวนมีค่าสูงและมีความเสถียรต่ออุณหภูมิสูงได้ดีมีค่าความจุที่ดีในย่านอุณหภูมิที่กว้าง
1.12ตัวเก็บประจุแบบไมก้า
ตัวเก็บประจุแบบนี้ จะมีความเสถียรต่ออุณหภูมิและความถี่ดีมีค่าตัวประกอบการสูญเสียต่ำและสามารถทำงานได้ดีที่ความถี่สูงจะถูกนำมาใช้ในงานหลายอย่างเช่นจูนวงจรออสซิสเตอร์ จูนวงจรกรองสัญญาณ และจูนวงจรขยายความถี่ วิทยุกำลังสูงจะไม่มีการผลิตตัวเก็บประจุแบบไมก้าค่าความจุสูงๆออกมาเนื่องจากตัวเก็บประจุแบบไมก้ามีราคาแพงจึงทำให้ค่าใช้จ่ายในการผลิตสูง
1.13ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก
ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้มีลักษณะกลมแบนบางครั้งอาจพบแบบสี่เหลี่ยมแบนๆส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุชนิดนี้ มีค่าน้อยกว่า1ไมโครฟารัด และเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีขั้วและสามารถทนแรงดันได้ประมาณ 50-100โวลต์ค่าความจุของตัวเก็บประจุชนิดเซรามิกที่มีใช้กันในยุคปัจจุบันนี้คือ1พิโกฟารัดถึง 0.1ไมโครฟารัด
1.14ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติก
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลติกตัวเก็บประจุชนิดนี้ต้องระวังในการนำไปใช้งานด้วยเพราะมีขั้วที่แน่นอนพิมพ์ติดไว้ด้านข้างตัวถังอย่างเห็นได้ชัดเจนถ้าป้อนแรงดันให้กับตัวเก็บประจุผิดขั้วอาจเกิดความเสียหายกับตัวมันและอุปกรณ์ที่ต่อรวมกันได้ขั้วของตัวเก็บประจุชนิดนี้สังเกตได้ง่ายๆคือขาที่ยาวจะเป็นขั้วบวกและขาที่สั้นจะเป็นขั้วลบ
1.15ตัวเก็บประจุแบบน้ำมัน
1.16ตัวเก็บประจุแบบโพลีสไตลีน
1.18ตัวเก็บประจุแบบไมลา
1.19ตัวเก็บประจุแบบไบโพลา
1.20ตัวเก็บประจุแบบโพลีโพรไพลีน
2.ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้
เป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีค่าคงที่ซึ่งจะมีการนำวัสดุต่างๆมาสร้างขึ้นเป็นตัวเก็บประจุโดยทั่วไปจะมีค่าความจุไม่ค่อยมากนักประมาณไม่เกิน 1ไมโครฟารัด ตัวเก็บประจุชนิดนี้เปลี่ยนค่าความจุได้จึงพบเห็นอยู่ในเครื่องรับวิทยุต่างๆซึ่งเป็นตัวเลือกหาสถานีวิทยุโดยมีแกนหมุนเป็น ตัวเป็บประจุชนิดปรับค่าได้การใช้ตัวเก็บประจุแบบนี้ถ้าต่อแบบอนุกรมกับวงจรเรียกว่า แพดเดอร์ ถ้านำมาต่อขนานกับวงจรเรียกว่า ทริมเมอร์