บทที่ 9

บ ท ที่ ตวั เกบ็ ประจุ

โครงสร้างตัวเก็บประจุ การทดสอบการเก็บประจขุ องตวั เก็บประจุ โดย นาแผ่นโลหะบาง 2 แผน่ มาวางประกบตดิ กนั มีฉนวน คนั ่ กลาง จา่ ยศกั ยไ์ ฟฟ้ าที่ตา่ งกนั ใหแ้ ผ่นโลหะท้งั สอง จะทาใหเ้ กิดเสน้ แรงไฟฟ้ าวิ่งเคลอ่ื นที่ดึงดดู กนั จาก ศกั ยไ์ ฟฟ้ าที่แผ่นโลหะท้งั สอง - (-) -+-+ + + + + -- ------ --------- - ---- ++++++ ++++++++++++ (+) +

ค่าความจขุ องตัวเก็บประจุ ข้ ึนอยูก่ บั โครงสรา้ งและสว่ นประกอบท่ีใชผ้ ลิต โครงสรา้ งสง่ ผลตอ่ การเปลยี่ นแปลงค่าความจขุ องตวั เก็บประจมุ ี 3 สว่ น ไดแ้ ก่ ระยะห่างของแผน่ โลหะท้งั สอง ขนาดพ้ นื ท่ีผิวของแผ่นโลหะ และชนิดของวสั ดทุ ่ี ใชท้ าฉนวนคนั ่ กลางแผน่ โลหะ

ระยะห่างแผน่ โลหะท้ังสองแตกต่างกัน มีผลตอ่ การกาหนดค่าความจุของตวั เก็บประจุได้ เพราะระยะหา่ งของแผ่นโลหะท้งั สองแผ่นมีผลตอ่ อานาจการดึงดดู ประจไุ ฟฟ้ าระหว่างแผน่ โลหะท้งั สอง วางแผน่ โลหะท้งั สองใกลก้ นั อานาจการดงึ ดดู ของประจุ ไฟฟ้ ามีค่ามาก

ขนาดพ้นื ที่ผวิ แผน่ โลหะแตกต่างกัน แผ่นโลหะมีพ้ นื ที่ผิวมาก จานวนประจไุ ฟฟ้ าที่ ประจไุ วใ้ นแผน่ โลหะมีจานวนมาก เกิดความจมุ าก แผน่ โลหะมีพ้ นื ที่ผิวนอ้ ย จานวนประจไุ ฟฟ้ าท่ีประจไุ ว้ ในแผน่ โลหะมีจานวนนอ้ ย

ชนิดวัสดุท่ีใช้ทาฉนวน คั่นกลางแผน่ โลหะแตกต่างกัน วสั ดตุ า่ งชนิดกนั มี ชนิดวสั ดุ ค่าคงตวั ความเป็ นฉนวน (k) สญุ ญากาศ, อากาศ 1 คณุ สมบตั ใิ นการเป็ น เทฟลอน 2 – 2.3 ฉนวนตอ่ ประจไุ ฟฟ้ า โพลีโพรไพลีน 2.2 – 2.36 โพลสี ไตรีน 2.4 – 2.7 แตกตา่ งกนั เม่ือนา มาใช้ โพลคี ารบ์ อเนต 2.8 – 3.0 โพลเี อสเตอร์ (ไมลาร์) 3 – 3.3 งานเป็ นฉนวนคนั ่ กลาง กระดาษ 3.3 – 3.5 โพลไี วนิลคลอไรด์ (PVC) 4.5 5.0 แผน่ โลหะ ยอ่ มมีผลตอ่ ไฟเบอร์ คา่ ความจทุ ี่เกิดข้ ึนในตวั ไมก้า 4.5 – 7.5 ยาง 7 เก็บประจแุ ตกตา่ งกนั ไป แทนทาลมั ออกไซด์ 11 เซรามกิ 80 – 6,000

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงท่ี ตวั เก็บประจชุ นิดกระดาษ เป็ นตวั เก็บประจทุ ่ีใช้ ฉนวนคนั ่ กลางแผ่นโลหะท้งั สองทาจากกระดาษแผ่น บางที่เคลือบดว้ ยน้ายาฉนวน น้ายาท่ีใชเ้ คลือบ กระดาษ เชน่ น้ามนั (Oil) หรือข้ ีผ้ ึง (Beeswax)

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงท่ี ตวั เก็บประจชุ นิดเซรามิก เป็ นตวั เก็บประจทุ ี่ใช้ ฉนวนคนั ่ กลางแผ่นโลหะท้งั สองเป็ นวสั ดปุ ระเภทเซรา มิก เซรามิกทามาจากดนิ เหนียวผสมดว้ ยสารแบเรยี ม ไททาเนต (Barium Titanate) มาจากการผสมกนั ของ สารแบเรียมคารบ์ อเนต (Barium Carbonate) และไท ทาเนียมไดออกไซด์ (Titanium Dioxide)

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงที่ ตวั เก็บประจชุ นิดไมกา้ เป็ นตวั เก็บประจทุ ่ีใชแ้ ผน่ โลหะบางหลายๆ แผน่ วางซอ้ นกนั แตล่ ะแผน่ โลหะ บางถูกคนั ่ ดว้ ยฉนวนไมกา้ ตอ่ เช่ือมแผน่ โลหะออกเป็ น 2 ชุด พรอ้ มตอ่ ขาดว้ ยลวดตวั นาออกมาใชง้ าน

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงท่ี ตวั เก็บประจชุ นิดฟิ ลม์ พลาสตกิ เป็ นตวั เก็บประจุ ที่ใชฉ้ นวนคนั ่ กลางแผน่ โลหะท้งั สองเป็ นวสั ดปุ ระเภท พลาสตกิ แผ่นบาง ซ่ึงมีหลายชนิดแตกตา่ งกนั มี โครงสรา้ งคลา้ ยกบั ตวั เก็บประจชุ นิดกระดาษ

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงที่ เก็บประจชุ นิดอิเล็กโตรไลตกิ เป็ นตวั เก็บประจทุ ี่ โครงสรา้ งประกอบดว้ ยแผ่นอะลมู ิเนียมบางทาเป็ น แผ่นโลหะเก็บประจไุ ฟฟ้ า มีข้วั ไฟฟ้ าบวก (+) ลบ (– ) กากบั ไวท้ ี่ตวั เก็บประจคุ งท่ีตายตวั ใชแ้ ผน่ กระดาษ จมุ่ อยใู่ นสารอิเลก็ โตรไลต์ (Electrolyte) ใหเ้ ปี ยกชุ่ม ทาเป็ นฉนวนคนั ่ กลาง

ตัวเก็บประจแุ บบค่าคงที่ ตวั เก็บประจชุ นิดแทนทาลมั ก็คือตวั เก็บประจุ ชนิดอิเลก็ โตรไลตกิ นนั ่ เอง ท่ีถูกพฒั นาข้ ึนมาใชง้ าน เพ่ือแกข้ อ้ เสียของตวั เก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลตกิ ที่ ใชส้ ารอิเลก็ โตรไลตเ์ ป็ นชนิดน้า มาใชส้ ารอิเลก็ โตร ไลตเ์ ป็ นของแข็งแทน และทาใหต้ วั เก็บประจมุ ีขนาดที่ เล็กลงแตม่ ีคา่ ความจสุ ูงมากข้ ึน

ตัวเก็บประจแุ บบเปลี่ยนแปลงค่าได้ คา่ ความจขุ องตวั เก็บประจแุ บบน้ ี ข้ ึนอยกู่ บั การ ปรบั หมุนชุดโลหะเคล่ือนที่ ถา้ ชุดโลหะเคลือ่ นท่ี ซอ้ นทบั ชุดโลหะคงที่ท้งั หมด ตวั เก็บประจจุ ะมีคา่ ความจุสูงสุด เมื่อค่อยๆ ปรบั แกนปรบั หมุนใหช้ ุด โลหะเคล่ือนทเี่ คลอ่ื นหา่ งออกจากชุดโลหะคงท่ี ค่า ความจขุ องตวั เก็บประจจุ ะคอ่ ยๆ ลดลง