อะไรคือ Capacitor และอะไรคือ Capacitance

Electrical4u

ฟิลด์: ไฟฟ้าพื้นฐาน

China

อะไรคือตัวเก็บประจุ?

ตัวเก็บประจุเป็นหนึ่งในสามส่วนประกอบหลักของวงจรไฟฟ้า พร้อมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่นตัวต้านทาน และตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เก็บประจุ เมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้าผ่าน มันจะเก็บประจุไฟฟ้าและปล่อยประจุไฟฟ้าเมื่อจำเป็น

โครงสร้างพื้นฐานของตัวเก็บประจุประกอบด้วยสองแผ่นนำไฟฟ้า (โดยทั่วไปเป็นแผ่นโลหะ) ที่แยกออกจากกันด้วยวัสดุฉนวน

เมื่อเราเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเข้ากับตัวเก็บประจุ แผ่นนำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจะมีประจุบวก และแผ่นนำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจะมีประจุลบ

เนื่องจากมีวัสดุฉนวนระหว่างแผ่นนำไฟฟ้า ประจุไม่สามารถเคลื่อนย้ายจากแผ่นหนึ่งไปยังอีกแผ่นหนึ่งได้
parallel plate capacitor
ดังนั้น จะมีความแตกต่างในการชาร์จระหว่างสองแผ่นนำไฟฟ้า ทำให้มีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างแผ่นนำไฟฟ้า

การสะสมประจุในแผ่นตัวเก็บประจุไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป

แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล จนกระทั่งเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อ

อะไรคือความจุทางไฟฟ้า?

ตอนนี้เรารู้ว่าการสะสมประจุในแผ่นนำไฟฟ้าทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุ ปริมาณประจุที่สะสมในตัวเก็บประจุเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเฉพาะนั้นถูกเรียกว่าความสามารถในการเก็บประจุของตัวเก็บประจุ

เราวัดความสามารถในการสะสมประจุของตัวเก็บประจุด้วยหน่วยที่เรียกว่าความจุทางไฟฟ้า ความจุทางไฟฟ้าคือประจุที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุเพื่อสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้า 1 โวลต์

ดังนั้นมีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างประจุและแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ ประจุที่สะสมในตัวเก็บประจุเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ตัวเก็บประจุ

ที่ Q คือประจุและ V คือแรงดันไฟฟ้า

ที่ C คือค่าคงที่ของการสัดส่วน และนี่คือความจุทางไฟฟ้า

ความจุทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสามปัจจัยทางกายภาพ ได้แก่ พื้นที่ทำงานของแผ่นนำไฟฟ้า ระยะห่างระหว่างแผ่นนำไฟฟ้า และความร้อนไฟฟ้า ของวัสดุฉนวนกลาง

ที่ ε คือความร้อนไฟฟ้า ของวัสดุฉนวนกลาง A คือพื้นที่ทำงานของแผ่นนำไฟฟ้า และ d คือระยะห่างระหว่างแผ่นนำไฟฟ้า capacitor