เก็บประจุพลังความคิด พลังความรู้ พลังชีวิต

คาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์ (capacitor) คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้าไว้ชั่วคราว มีหลักการทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติของวัสดุฉนวน โดยมีแผ่นโลหะ 2 แผ่นวางขนานกัน แล้วคั่นด้วยวัสดุฉนวน เรียกว่าไดอิเล็กทริก (dielectric) เช่น กระดาษ ฟิล์มพลาสติก เซรามิก หรืออิเล็กโทรไลต์ เป็นต้น

คาปาซิเตอร์มีหน่วยวัดความจุ โดยหน่วยสากลคือฟารัด (farad) ซึ่งตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์ โดยปกติจะใช้หน่วยย่อย ได้แก่ ไมโครฟารัด (µF) และพิโคฟารัด (pF)

ประเภทของคาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์สามารถแบ่งประเภทได้ตามหลายเกณฑ์ เช่น ชนิดของไดอิเล็กทริก คุณสมบัติทางไฟฟ้า หรือลักษณะการใช้งาน โดยมีประเภทที่นิยมใช้ ได้แก่

• คาปาซิเตอร์แบบเซรามิก: มีความจุต่ำ เหมาะสำหรับใช้ในวงจรที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น วงจรเรโซแนนซ์
• คาปาซิเตอร์แบบฟิล์ม: มีความจุที่หลากหลาย ใช้งานได้ในวงกว้าง เหมาะสำหรับใช้ในวงจรกรองสัญญาณ
• คาปาซิเตอร์แบบอิเล็กโทรไลติก: มีความจุสูง เหมาะสำหรับใช้ในวงจรแหล่งจ่ายไฟ และวงจรกรองสัญญาณ

คุณสมบัติและการใช้งานของคาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์มีคุณสมบัติและการใช้งานที่หลากหลาย ได้แก่

• การเก็บประจุไฟฟ้า: คาปาซิเตอร์สามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้ชั่วคราว เมื่อได้รับแรงดันไฟฟ้า
• การกรองสัญญาณ: คาปาซิเตอร์สามารถกรองสัญญาณความถี่สูงออกจากสัญญาณหลัก
• การปรับแต่งวงจร: คาปาซิเตอร์สามารถใช้ร่วมกับตัวเหนี่ยวนำเพื่อสร้างวงจรเรโซแนนซ์
• การหน่วงเวลา: คาปาซิเตอร์สามารถใช้ร่วมกับตัวต้านทานเพื่อสร้างวงจรหน่วงเวลา
• การป้องกันไฟกระชาก: คาปาซิเตอร์สามารถใช้ป้องกันความเสียหายจากไฟกระชากได้

การเลือกใช้คาปาซิเตอร์

เมื่อเลือกใช้คาปาซิเตอร์ ควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้

• ความจุ: เลือกความจุที่เหมาะสมกับการใช้งาน
• แรงดันไฟฟ้าพิกัด: เลือกแรงดันไฟฟ้าพิกัดที่มากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน
• ชนิดไดอิเล็กทริก: เลือกชนิดไดอิเล็กทริกที่เหมาะกับการใช้งาน
• ขนาดและรูปร่าง: เลือกขนาดและรูปร่างที่เหมาะกับพื้นที่ติดตั้ง

ข้อควรระวังในการใช้งานคาปาซิเตอร์

• การคายประจุ: คาปาซิเตอร์สามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้ได้เป็นเวลานานหลังจากถอดออกจากวงจร จึงควรระบายประจุออกก่อนการใช้งาน
• การลัดวงจร: การลัดวงจรคาปาซิเตอร์อาจทำให้เกิดประกายไฟและความเสียหายได้
• แรงดันไฟฟ้าเกิน: แรงดันไฟฟ้าที่เกินแรงดันไฟฟ้าพิกัดอาจทำให้คาปาซิเตอร์ระเบิดได้
• อุณหภูมิ: การใช้งานคาปาซิเตอร์ในอุณหภูมิที่สูงอาจทำให้ความจุลดลงและอายุการใช้งานสั้นลง

ตารางสรุปประเภทของคาปาซิเตอร์

ตารางสรุปการใช้งานของคาปาซิเตอร์

เรื่องราวจากคาปาซิเตอร์

เรื่องที่ 1: คาปาซิเตอร์ ป้องกันไฟกระชาก

วิศวกรไฟฟ้าเผลอเสียบปลั๊กอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ได้ปิดสวิตช์ ทำให้เกิดไฟกระชากในวงจร โชคดีที่วงจรนั้นติดตั้ง คาปาซิเตอร์ เพื่อป้องกันไฟกระชากไว้ คาปาซิเตอร์จึงช่วยดูดซับพลังงานไฟฟ้าส่วนเกิน ทำให้วงจรไม่เสียหาย

เรื่องที่ 2: คาปาซิเตอร์ กรองสัญญาณรบกวน

นักออกแบบวงจรเสียงต้องการลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในวงจร จึงติดตั้ง คาปาซิเตอร์ แบบฟิล์มไว้ในวงจร คาปาซิเตอร์ช่วยกรองสัญญาณความถี่สูงออก ทำให้ได้สัญญาณเสียงที่ชัดเจนขึ้น

เรื่องที่ 3: คาปาซิเตอร์ ช่วยให้แบตเตอรี่สำรองใช้งานได้นานขึ้น

นักเดินทางต้องการแบตเตอรี่สำรองที่สามารถใช้งานได้นานขึ้น วิศวกรไฟฟ้าจึงออกแบบวงจรให้มี คาปาซิเตอร์ ช่วยเก็บประจุไฟฟ้าไว้ เมื่อแบตเตอรี่สำรองจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ คาปาซิเตอร์ก็จะคายประจุไฟฟ้าออกมา ทำให้อุปกรณ์ใช้งานได้นานขึ้น

ข้อผิดพลาดที่ควรหลีกเลี่ยงในการใช้คาปาซิเตอร์

• เลือกคาปาซิเตอร์ที่มีความจุไม่เหมาะสมกับการใช้งาน
• ใช้คาปาซิเตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าพิกัดต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน
• ไม่ระบายประจุคาปาซิเตอร์ก่อนการใช้งาน
• ลัดวงจรคาปาซิเตอร์
• ใช้คาปาซิเตอร์ในอุณหภูมิที่สูงเกินไป

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

1. คาปาซิเตอร์มีขนาดเท่าไร

ขนาดของคาปาซิเตอร์แตกต่างกันไปตามชนิด ความจุ และแรงดันไฟฟ้าพิกัด

2. คาปาซิเตอร์สามารถเก็บประจุไว้ได้นานแค่ไหน

คาปาซิเตอร์สามารถเก็บประจุไว้ได้เป็นเวลานาน โดยระยะเวลานั้นขึ้นอยู่กับประเภทของคาปาซิเตอร์และปัจจัยอื่นๆ เช่น อุณหภูมิ และการใช้งาน

3. มีวิธีทดสอบคาปาซิเตอร์อย่างไร

สามารถทดสอบคาปาซิเตอร์ได้โดยใช้มัลติมิเตอร์เพื่อวัดความจุ

4. คาปาซิเตอร์มีขั้วหรือไม่

คาปาซิเตอร์บางประเภทมีขั้ว เช่น คาปาซิเตอร์แบบอิเล็กโทรไลติก ในขณะที่บางประเภทไม่มีขั้ว เช่น คาปาซิเตอร์แบบเซรามิก

5. คาปาซิเตอร์มีอายุการใช้งานนานเท่าใด

อายุการใช้งานของคาปาซิเตอร์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ชนิดของคาปาซิเตอร์ สภาวะการใช้งาน และอุณหภูมิโดยทั่วไปแล้วคาปาซิเตอร์มีอายุการใช้งานตั้งแต่ 10 ถึง 20 ปี

6. คาปาซิเตอร์สามารถซ่อมได้หรือไม่

คาปาซิเตอร์ส่วนใหญ่ไม่สามารถซ่อมได้ เมื่อ