ขั้วของตัวเก็บประจุคืออะไร: โครงสร้างและประเภทของมัน

ตัวเก็บประจุคือ ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเก็บพลังงานในรูปแบบไฟฟ้าเมื่อชาร์จและเรียกอีกอย่างว่าส่วนประกอบแบบพาสซีฟสองขั้วหรือคอนเดนเซอร์วัดเป็น Farads (F) ประกอบด้วยแผ่นโลหะคู่ขนานสองแผ่นซึ่งคั่นด้วยช่องว่างที่เต็มไปด้วย อิเล็กทริก ปานกลาง โดยแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ ตัวเก็บประจุแบบคงที่ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์และตัวเก็บประจุแบบแปรผัน ในกรณีที่ตัวเก็บประจุแบบคงที่มีค่าความจุคงที่ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์จะมีสองขั้ว (“ + ve” และ“ -ve”) และในตัวเก็บประจุแบบแปรผันค่าความจุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน บทความนี้แสดงภาพรวมของขั้วของตัวเก็บประจุและประเภท

Capacitor Polarity คืออะไร?

คำจำกัดความ: ตัวเก็บประจุเป็นองค์ประกอบแบบพาสซีฟที่เก็บประจุจำนวนเล็กน้อยไว้ในนั้น พวกเขาแบ่งออกเป็นสองประเภทหนึ่งคือตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์ (ตัวเก็บประจุที่ระบุด้วยขั้วของมัน) และตัวเก็บประจุที่ไม่ใช่โพลาไรซ์อีกตัวหนึ่ง (ตัวเก็บประจุที่ไม่ได้ระบุขั้ว) ประกอบด้วย 2 ลีดซึ่งแสดงเป็นแอโนด (+) และแคโทด (-) ดังแสดงในแผนผังด้านล่าง หากความจุของตัวเก็บประจุมีขั้วคงที่จะเชื่อมต่อตามทิศทางขั้วของวงจร

ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์และไม่ใช่โพลาไรซ์

วงจรเทียบเท่าตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุในอุดมคติประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่คั่นด้วยระยะทาง“ d” ช่องว่างระหว่างตัวเก็บประจุเต็มไปด้วยสื่ออิเล็กทริกซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน โครงสร้างนี้ทำให้ตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุที่สมบูรณ์แบบ แต่ในโลกแห่งความเป็นจริงไม่สามารถมีตัวเก็บประจุที่สมบูรณ์แบบได้เนื่องจากมีกระแสรั่วไหลเมื่อใดก็ตามที่กระแสไหลผ่านตัวเก็บประจุ ดังนั้นเราจึงสร้างวงจรเทียบเท่าของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม” R_ชุด“ และตัวต้านทานการรั่วไหล“ R_{การรั่วไหล}” ตามที่แสดงด้านล่าง

วงจรคาปาซิเตอร์

การระบุขั้วของตัวเก็บประจุ

ขั้วของตัวเก็บประจุสามารถระบุได้หลายวิธีดังนี้

จากความสูงของตัวนำตัวเก็บประจุเราสามารถระบุได้ว่าขั้วใดเป็นขั้วลบและขั้วใดเป็นขั้วบวก ตัวเก็บประจุที่มีขั้วยาวกว่าคือขั้วบวกขั้วบวกหรือขั้วบวกและตัวเก็บประจุที่ขั้วสั้นกว่าคือขั้วลบหรือขั้วลบ

ถ้าตัวเก็บประจุไม่มีขั้วเราสามารถเชื่อมต่อในทิศทางใดก็ได้ เราสามารถระบุได้อย่างง่ายดายว่ามันไม่ใช่โพลาไรซ์โดยการดูเครื่องหมาย NP และ BP บนตัวเก็บประจุ สำหรับตัวเก็บประจุสองสามตัวจะมีสัญลักษณ์“ +” และ“ -“ บวกอยู่ที่ส่วนประกอบ

ตัวเก็บประจุแบบขั้ว

ตัวอย่างขั้วของตัวเก็บประจุ

ตัวอย่างของขั้วของตัวเก็บประจุมีดังต่อไปนี้

ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่

จากรูปด้านล่างเราสามารถสังเกตเห็นเครื่องหมาย DOT ใกล้กับขั้วซึ่งเป็นขั้วบวกขั้วบวกหรือที่เรียกว่าขั้วบวกและอีกขั้วหนึ่งเรียกว่าขั้วลบที่เรียกว่าขั้วลบ ตัวบ่งชี้ลูกศรบนตัวเก็บประจุเป็นการระบุขั้วอื่น

ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่

ตัวเก็บประจุตัวแทนลูกศร

จากรูปเราจะสังเกตเห็นลูกศรสีดำชี้ไปที่ขั้วคือขั้วลบ

การแสดงลูกศร

ประเภทของตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว

ตัวเก็บประจุที่ไม่ได้ระบุขั้วเป็นตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว สามารถเชื่อมต่อด้วยวิธีใดก็ได้บนไฟล์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) . มีตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วหลายประเภทเช่น

• ตัวเก็บประจุเซรามิก
• ตัวเก็บประจุไมกาสีเงิน
• ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์
• ตัวเก็บประจุโพลีสไตรีน
• ตัวเก็บประจุแก้ว
• ตัวเก็บประจุฟิล์ม ฯลฯ

ในบรรดาตัวเก็บประจุที่ใช้กันมากที่สุดคือตัวเก็บประจุแบบเซรามิกและตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม

ตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุเซรามิกเป็นค่าความจุคงที่และประกอบด้วยวัสดุที่เรียกว่าเซรามิก เป็นที่รู้จักกันในชื่อวัสดุอิเล็กทริก (วัสดุอิเล็กทริกไม่อนุญาตให้กระแสไหลผ่านได้อย่างอิสระ) โดยทั่วไปตัวเก็บประจุเซรามิกจะสร้างด้วยเซรามิกหลายชั้นสลับกันโดยมีชั้นโลหะอยู่ระหว่างกัน (โดยที่โลหะที่ใช้ในตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนอิเล็กโทรด) ขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วมีขั้วบวกและขั้วลบ

ประเภทเซรามิก

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกแบ่งออกเป็นสองคลาสโดยที่ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1 มีความเสถียรสูงและการสูญเสียต่ำและตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 2 มีประสิทธิภาพในการบัฟเฟอร์สูงสำหรับการใช้งานเชิงปริมาตรบายพาสและการมีเพศสัมพันธ์ ตัวเก็บประจุเหล่านี้มีให้เลือกหลายรูปทรงและขนาด พวกเขาอยู่ภายใต้หมวดหมู่ตัวเก็บประจุแบบไม่โพลาไรซ์ซึ่งสามารถเชื่อมต่อด้วยวิธีใดก็ได้บน PCB

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุพลาสติกหรือตัวเก็บประจุฟิล์มพลาสติกตัวเก็บประจุฟิล์มโพลีเมอร์ พวกเขาสร้างขึ้นโดยใช้ฟิล์มพลาสติก 2 ชิ้นพร้อมกับอิเล็กโทรดโลหะที่อยู่ในขดลวดทรงกระบอกและห่อหุ้ม แบ่งออกเป็นสองประเภทคือตัวเก็บประจุแบบฟอยล์โลหะและตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโลหะ ข้อดีของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มคือโครงสร้างและวัสดุฟิล์มที่ใช้ เป็นประเภทตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วซึ่งสามารถเชื่อมต่อได้ทุกวิธีบน PCB

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม

Electrolytic Capacitor

อัน ตัวเก็บประจุไฟฟ้า เป็นตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์ซึ่งประกอบด้วยแคโทดและขั้วบวก แอโนดคือโลหะซึ่งบนแอโนไดซ์จะก่อตัวเป็นวัสดุอิเล็กทริกและแคโทดเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งของเหลวหรือเจลที่ล้อมรอบขั้วบวก โครงสร้างนี้ทำให้ตัวเก็บประจุไฟฟ้ามีค่าความจุ - แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากบนขั้วบวก ใช้ในพื้นที่ที่ให้สัญญาณอินพุตมีความถี่ต่ำกว่าและเก็บพลังงานได้มากขึ้น โดยปกติจะสร้างได้สองวิธี

• ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค
• ตัวเก็บประจุแทนทาลัมอิเล็กโทรลีติค

ตัวเก็บประจุไฟฟ้าถูกโพลาไรซ์โดยการออกแบบที่ไม่สมมาตร พวกเขาทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุอื่น ๆ ขั้วจะแตกต่างกันเป็น“ +” ซึ่งหมายถึงขั้วบวกและ“ -“ หมายถึงแคโทด หากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้มากกว่า 1 หรือ 1.5 V ตัวเก็บประจุจะแตกตัว

Electrolytic Capacitors

ข้อดี

ต่อไปนี้เป็นข้อดี

• ลดการใช้พลังงานในวงจร
• ใช้พื้นที่น้อย
• ป้องกันวงจรเสียหาย

ข้อเสีย

ต่อไปนี้เป็นข้อเสีย

• อายุขัยน้อยลง
• ถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้มากกว่าความจุของตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุอาจพังได้
• เชื่อมต่อในทิศทางขั้ว
• มีความไวต่อสภาพแวดล้อมภายนอกสูง

การใช้งาน

ต่อไปนี้เป็นแอปพลิเคชัน

• ตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์
• วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น และ วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น
• มัลติมิเตอร์
• เครื่องชาร์จ
• หน่วยความจำดิจิตอล ฯลฯ

คำถามที่พบบ่อย

1). ตัวเก็บประจุคืออะไร?

คาปาซิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่เก็บประจุจำนวนเล็กน้อยไว้ในนั้น

2). การจำแนกประเภทของตัวเก็บประจุ?

ตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์และตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว

3). ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์และไม่มีโพลาไรซ์

ตัวเก็บประจุที่มีขั้วกำกับอยู่บนส่วนประกอบคือตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์ ตัวเก็บประจุชนิดนี้เชื่อมต่อตามทิศทางของวงจรและตัวเก็บประจุที่ขั้วไม่ได้กล่าวถึงในส่วนประกอบนั้นเป็นตัวเก็บประจุที่ไม่มีขั้ว ประเภทของตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อในทิศทางใดก็ได้บน PCB

4). อะไรคือตัวอย่างของตัวเก็บประจุแบบไม่โพลาไรซ์?

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว

• ตัวเก็บประจุเซรามิก
• ตัวเก็บประจุไมกาสีเงิน
• ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์
• ตัวเก็บประจุโพลีสไตรีน
• ตัวเก็บประจุแก้ว
• ตัวเก็บประจุฟิล์ม

5). อะไรคือตัวอย่างของตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์?

Electrolytic Capacitor เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดของตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์โดยส่วนใหญ่จะใช้เพื่อจัดหาแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่

ดังนั้นก ตัวเก็บประจุเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ที่เก็บประจุจำนวนเล็กน้อยไว้ในนั้น พวกเขาแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์และตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว ขั้วของตัวเก็บประจุบางอย่างสามารถระบุได้โดยความสูงของตัวเก็บประจุเครื่องหมาย NP และ BP สัญลักษณ์“ +” และ“ -“ และสัญลักษณ์ลูกศรบนตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วในวงจร