ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่เก็บพลังงานไว้ในสนามไฟฟ้า อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นคั่นด้วยอิเล็กทริกหรือฉนวน เมื่อแรงดันไฟฟ้า DC ถูกนำไปใช้กับขั้วของมัน ตัวเก็บประจุจะดึงกระแสไฟและชาร์จต่อไปจนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านขั้วจะเท่ากับแหล่งจ่าย ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จหรือคายประจุอย่างต่อเนื่องในอัตราที่ขึ้นกับความถี่ของแหล่งจ่าย
ตัวเก็บประจุมักใช้เพื่อกรองส่วนประกอบ DC ในสัญญาณ ที่ความถี่ต่ำมาก ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนวงจรเปิด ในขณะที่ความถี่สูง อุปกรณ์จะทำหน้าที่เหมือนวงจรปิด ในขณะที่ตัวเก็บประจุชาร์จและคายประจุ กระแสจะถูกจำกัดโดยอิมพีแดนซ์ภายใน ซึ่งเป็นรูปแบบของความต้านทานไฟฟ้า อิมพีแดนซ์ภายในนี้เรียกว่ารีแอกแตนซ์ตัวเก็บประจุและวัดเป็นโอห์ม
1 Farad มีค่าเท่าไหร่?
Farad (F) เป็นหน่วย SI ของความจุไฟฟ้าและวัดความสามารถของส่วนประกอบในการจัดเก็บประจุ ตัวเก็บประจุแบบฟารัดหนึ่งตัวเก็บประจุหนึ่งคูลอมบ์โดยมีความต่างศักย์หนึ่งโวลต์ในขั้วต่างๆ ความจุสามารถคำนวณได้จากสูตร
C=\frac{Q}{V}
ที่ไหนคคือความจุในฟารัด (F)Qคือประจุในคูลอมบ์ (C) และวีคือความต่างศักย์ในหน่วยโวลต์ (V)
ตัวเก็บประจุที่มีขนาดเท่ากับหนึ่งฟารัดนั้นค่อนข้างใหญ่เพราะสามารถเก็บประจุได้มาก วงจรไฟฟ้าส่วนใหญ่จะไม่ต้องการความจุที่มากขนาดนี้ ดังนั้นตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ที่จำหน่ายจะมีขนาดเล็กกว่ามาก โดยทั่วไปอยู่ในช่วง pico-, nano- และ micro-farad
เครื่องคิดเลข mF ถึง μF
การแปลงมิลลิฟารัดเป็นไมโครฟารัดเป็นเรื่องง่าย คุณสามารถใช้เครื่องคิดเลข mF ถึง μF ออนไลน์ หรือดาวน์โหลดไฟล์ pdf แผนภูมิการแปลงตัวเก็บประจุ แต่การแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์นั้นทำได้ง่ายมาก หนึ่งมิลลิฟารัดมีค่าเท่ากับ10-3 farads และหนึ่ง microfarad คือ 10-6 ฟาราด แปลงนี้กลายเป็น
1\ข้อความ{ mF} = 1\ครั้ง 10^{-3}\ข้อความ{ F} = 1 \ครั้ง (10^{-3}/10^{-6})\ข้อความ{ μF} = 1 \ครั้ง 10 ^3\ข้อความ{ μF}
หนึ่งสามารถแปลง picofarad เป็น microfarad ในลักษณะเดียวกัน
Capacitive Reactance: ความต้านทานของตัวเก็บประจุ
เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จ กระแสที่ไหลผ่านอย่างรวดเร็วและลดลงเป็นศูนย์จนเป็นศูนย์จนกว่าเพลตจะถูกชาร์จจนเต็ม ที่ความถี่ต่ำ ตัวเก็บประจุมีเวลามากขึ้นในการชาร์จและส่งกระแสไฟน้อยลง ส่งผลให้กระแสไฟไหลน้อยลงที่ความถี่ต่ำ ที่ความถี่สูง ตัวเก็บประจุใช้เวลาน้อยลงในการชาร์จและคายประจุ และสะสมประจุระหว่างเพลตน้อยลง ส่งผลให้มีกระแสไหลผ่านอุปกรณ์มากขึ้น
"ความต้านทาน" ต่อการไหลของกระแสนี้คล้ายกับตัวต้านทาน แต่ความแตกต่างที่สำคัญคือความต้านทานกระแสของตัวเก็บประจุ – ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ – จะแปรผันตามความถี่ที่ใช้ เมื่อความถี่ที่ใช้เพิ่มขึ้น ค่ารีแอกแตนซ์ซึ่งวัดเป็นโอห์ม (Ω) จะลดลง
ค่ารีแอกแตนซ์แบบ Capacitive (Xค) คำนวณด้วยสูตรต่อไปนี้
X_c=\frac{1}{2\pi fC}
ที่ไหนXคคือค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุในหน่วยโอห์มฉคือความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ (Hz) และคคือความจุในหน่วยฟารัด (F)
การคำนวณปฏิกิริยาแบบ Capacitive
คำนวณค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ 420 nF ที่ความถี่ 1 kHz
X_c=\frac{1}{2\pi \times 1000\times 420\times 10^{-9}}=378.9\Omega
ที่ 10 kHz ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะกลายเป็น
X_c=\frac{1}{2\pi \times 10000\times 420\times 10^{-9}}=37.9\Omega
จะเห็นได้ว่าค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุลดลงเมื่อความถี่ที่ใช้เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ ความถี่จะเพิ่มขึ้นเป็น 10 เท่า และค่ารีแอกแตนซ์จะลดลงตามปริมาณที่ใกล้เคียงกัน