บทที่ 9 ตัวเก็บประจุ

โครงสร้างตัวเก็บประจุ

การทดสอบการเก็บประจขุ องตวั เก็บประจุ โดย

นาแผ่นโลหะบาง 2 แผ่นมาวางประกบตดิ กนั มีฉนวน

คนั ่ กลาง จา่ ยศกั ยไ์ ฟฟ้าที่ตา่ งกนั ใหแ้ ผ่นโลหะท้งั สอง

จะทาใหเ้ กิดเสน้ แรงไฟฟ้าว่ิงเคลอ่ื นที่ดงึ ดูดกนั จาก

ศกั ยไ์ ฟฟ้าที่แผ่นโลหะท้งั 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 ฟฟ้าระหว่างแผน่ โลหะท้งั สอง
วางแผน่ โลหะท้งั สองใกลก้ นั อานาจการดงึ ดดู ของประจุ
ไฟฟ้ามีค่ามาก

ขนาดพ้นื ที่ผวิ แผน่ โลหะแตกต่างกัน

แผ่นโลหะมีพ้ นื ที่ผิวมาก จานวนประจไุ ฟฟ้าที่
ประจไุ วใ้ นแผน่ โลหะมีจานวนมาก เกิดความจมุ าก
แผน่ โลหะมีพ้ นื ที่ผิวนอ้ ย จานวนประจไุ ฟฟ้าท่ีประจไุ ว้
ในแผน่ โลหะมีจานวนนอ้ ย

ชนิดวัสดุที่ใช้ทาฉนวน
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 ฟฟ้า โพลโี พรไพลนี 2.2 – 2.36
โพลสี ไตรนี 2.4 – 2.7

แตกตา่ งกนั เมื่อนา มาใช้ โพลคี ารบ์ อเนต 2.8 – 3.0
โพลเี อสเตอร์ (ไมลาร)์ 3 – 3.3

งานเป็ นฉนวนคนั ่ กลาง กระดาษ 3.3 – 3.5

โพลไี วนิลคลอไรด์ (PVC) 4.5
5.0
แผน่ โลหะ ยอ่ มมีผลตอ่ ไฟเบอร์

ค่าความจทุ ่ีเกิดข้ ึนในตวั ไมกา้ 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 เก็บประจุที่ใช้
ฉนวนคนั ่ กลางแผ่นโลหะท้งั สองเป็ นวสั ดปุ ระเภทเซรา
มิก เซรามิกทามาจากดนิ เหนียวผสมดว้ ยสารแบเรียม
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 บบค่าคงท่ี

เก็บประจชุ นิดอิเลก็ โตรไลตกิ เป็ นตวั เก็บประจทุ ่ี
โครงสรา้ งประกอบดว้ ยแผ่นอะลมู ิเนียมบางทาเป็ น
แผ่นโลหะเก็บประจไุ ฟฟ้า มีข้วั ไฟฟ้าบวก (+) ลบ (–
) กากบั ไวท้ ี่ตวั เก็บประจคุ งท่ีตายตวั ใชแ้ ผ่นกระดาษ
จมุ่ อยใู่ นสารอิเล็กโตรไลต์ (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 ารอิเล็กโตร
ไลตเ์ ป็ นของแข็งแทน และทาใหต้ วั เก็บประจมุ ีขนาดที่
เล็กลงแตม่ ีคา่ ความจสุ ูงมากข้ ึน

ตัวเก็บประจแุ บบเปลี่ยนแปลงค่าได้

คา่ ความจขุ องตวั เก็บประจแุ บบน้ ี ข้ ึนอยูก่ บั การ
ปรบั หมุนชุดโลหะเคล่ือนที่ ถา้ ชุดโลหะเคลือ่ นท่ี
ซอ้ นทบั ชุดโลหะคงที่ท้งั หมด ตวั เก็บประจจุ ะมีคา่
ความจุสูงสุด เมื่อค่อยๆ ปรบั แกนปรบั หมุนใหช้ ุด
โลหะเคล่ือนที่เคล่ือนหา่ งออกจากชุดโลหะคงท่ี ค่า
ความจขุ องตวั เก็บประจจุ ะคอ่ ยๆ ลดลง