ตัวเก็บประจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุไฟฟ้าเป็นวิธีการสะสมไฟฟ้าในสนามไฟฟ้า การใช้งานทั่วไปสำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้าคือการปรับตัวกรองให้เรียบในอุปกรณ์จ่ายไฟ วงจรสื่อสารระหว่างสเตจในเครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ การกรองสัญญาณรบกวนบนรางจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น

ลักษณะทางไฟฟ้าของตัวเก็บประจุถูกกำหนดโดยการออกแบบและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้

เมื่อเลือกตัวเก็บประจุสำหรับอุปกรณ์เฉพาะ ควรพิจารณาสถานการณ์ต่อไปนี้:

ก) ค่าความจุที่ต้องการของตัวเก็บประจุ (μF, nF, pF)

b) แรงดันใช้งานของตัวเก็บประจุ (ค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุสามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์)

c) ความแม่นยำที่ต้องการ (การกระจายค่าความจุของตัวเก็บประจุที่เป็นไปได้)

d) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความจุ (ขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุต่ออุณหภูมิแวดล้อม)

e) ความเสถียรของตัวเก็บประจุ

f) กระแสไฟรั่วของตัวเก็บประจุที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและอุณหภูมิที่กำหนด(สามารถระบุความต้านทานไดอิเล็กตริกของตัวเก็บประจุได้)

ตารางที่ 1 - 3 แสดงลักษณะสำคัญของตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ

ตารางที่ 1 คุณลักษณะของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเซรามิก อิเล็กโทรลีติค และเมทัลไลซ์

พารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุ ประเภทตัวเก็บประจุ เซรามิกอิเล็กโทรลีติคอิงจากฟิล์มเคลือบโลหะ ช่วงความจุของตัวเก็บประจุ 2.2 pF ถึง 10 nF 100 nF ถึง 68 μF 1 μF ถึง 16 μF ความแม่นยำ (การกระจายของค่าความจุของตัวเก็บประจุที่เป็นไปได้) % ±10 และ ±20 -10 และ +50 ± 20 แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ, V 50 — 250 6.3 — 400 250 — 600 ความเสถียรของตัวเก็บประจุ เพียงพอ แย่ เพียงพอ ช่วงอุณหภูมิแวดล้อม OS -85 ถึง +85 -40 ถึง +85 -25 ถึง +85

ตารางที่ 2 ลักษณะของตัวเก็บประจุไมกาและตัวเก็บประจุที่ทำจากโพลีเอสเตอร์และโพรพิลีน

พารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุ ประเภทตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุชนิดไมกา โพลิโพรพิลีนที่ใช้โพลีโพรพิลีน ช่วงความจุ 2.2 pF ถึง 10 nF 10 nF ถึง 2.2 μF 1 nF ถึง 470 nF ความแม่นยำ (การกระจายของค่าความจุของตัวเก็บประจุที่เป็นไปได้), % ±1 ±20 ±20 แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของตัวเก็บประจุ, V 350 250 1000 ความเสถียรของตัวเก็บประจุ ดีเยี่ยม ดี ดี ช่วงอุณหภูมิแวดล้อม OS -40 ถึง +85 -40 ถึง +100 -55 ถึง +100

ตารางที่ 3. ลักษณะของตัวเก็บประจุแบบไมกาจากโพลีคาร์บอเนต โพลีสไตรีน และแทนทาลัม

พารามิเตอร์ตัวเก็บประจุ

ประเภทคอนเดนเซอร์

ขึ้นอยู่กับโพลีคาร์บอเนต

ขึ้นอยู่กับโพลีสไตรีน

ขึ้นอยู่กับแทนทาลัม

ช่วงความจุของตัวเก็บประจุ 10 nF ถึง 10 μF 10 pF ถึง 10 nF 100 nF ถึง 100 μF ความแม่นยำ (การกระจายค่าความจุของตัวเก็บประจุที่เป็นไปได้), % ±20 ±2.5 ±20 แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของตัวเก็บประจุ, V 63 — 630 160 6.3 — 35 ความเสถียรของตัวเก็บประจุ ดีเลิศ ดี ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่เพียงพอ OS -55 ถึง +100 -40 ถึง +70 -55 ถึง +85

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกใช้ในวงจรแยกส่วน ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ายังใช้ในวงจรแยกส่วนและตัวกรองที่ปรับให้เรียบ และตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

ตัวเก็บประจุไมกาที่ใช้ในอุปกรณ์สร้างเสียง ตัวกรอง และออสซิลเลเตอร์ ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์เป็นตัวเก็บประจุเอนกประสงค์และตัวเก็บประจุโพลีโพรพีลีนที่ใช้ในวงจรแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

ตัวเก็บประจุโพลีคาร์บอเนตใช้ในตัวกรอง ออสซิลเลเตอร์ และวงจรไทม์มิ่ง ตัวเก็บประจุแบบโพลีสไตรีนและแทนทาลัมยังใช้ในวงจรซิงโครไนซ์และวงจรแยก พวกเขาถือเป็นตัวเก็บประจุวัตถุประสงค์ทั่วไป

บันทึกย่อและเคล็ดลับสำหรับการทำงานกับตัวเก็บประจุ

คุณควรจำไว้เสมอว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของตัวเก็บประจุจะต้องลดลงเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเพิ่มขึ้น และเพื่อให้แน่ใจว่ามีความน่าเชื่อถือสูง จำเป็นต้องสร้างแรงดันสำรองขนาดใหญ่

หากระบุแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดของตัวเก็บประจุ นี่หมายถึงอุณหภูมิสูงสุด (เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น) ดังนั้นตัวเก็บประจุจึงทำงานด้วยความปลอดภัยเสมอ อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจริงอยู่ที่ระดับ 0.5-0.6 ของค่าที่อนุญาต

หากคาปาซิเตอร์มีขีดจำกัดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งหมายถึงความถี่ (50-60) Hz สำหรับความถี่ที่สูงขึ้นหรือในกรณีของสัญญาณพัลส์ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต้องลดลงอีกเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุปกรณ์เกิดความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากการสูญเสียไดอิเล็กตริก

คาปาซิเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีกระแสรั่วไหลต่ำสามารถเก็บประจุสะสมได้ค่อนข้างนานหลังจากปิดอุปกรณ์ เพื่อความปลอดภัยยิ่งขึ้น ควรต่อตัวต้านทาน 1 MΩ (0.5 W) ขนานกับตัวเก็บประจุในวงจรดิสชาร์จ

ในวงจรไฟฟ้าแรงสูงมักใช้ตัวเก็บประจุแบบอนุกรม ในการทำให้แรงดันไฟฟ้าเท่ากัน คุณต้องเชื่อมต่อตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 220k0m ถึง 1 MΩ ขนานกับตัวเก็บประจุแต่ละตัว

ข้าว. 1 การใช้ตัวต้านทานเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุให้เท่ากัน

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกพาสสามารถทำงานได้ที่ความถี่สูงมาก (มากกว่า 30 MHz)… ติดตั้งโดยตรงบนเคสอุปกรณ์หรือบนหน้าจอโลหะ

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบไม่มีขั้วมีความจุตั้งแต่ 1 ถึง 100 μF และได้รับการออกแบบมาสำหรับ rms ความเครียด 50 V. นอกจากนี้ยังมีราคาแพงกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (ขั้ว) ทั่วไป

เมื่อเลือกตัวเก็บประจุสำหรับตัวกรองไฟคุณต้องใส่ใจกับความกว้างของพัลส์ของกระแสไฟชาร์จซึ่งอาจเกินค่าที่อนุญาตได้อย่างมาก…. ตัวอย่างเช่น สำหรับตัวเก็บประจุที่มีความจุ 10,000 μF แอมพลิจูดนี้จะต้องไม่เกิน 5 A

เมื่อใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน จำเป็นต้องกำหนดขั้วของการรวมอย่างถูกต้อง กระแสไฟรั่วของตัวเก็บประจุนี้อาจส่งผลต่อโหมดของสเตจของเครื่องขยายเสียง

ในการใช้งานส่วนใหญ่ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสามารถใช้แทนกันได้... คุณเพียงแค่ต้องใส่ใจกับค่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

ตะกั่วบนชั้นฟอยล์ด้านนอกของตัวเก็บประจุโพลีสไตรีนมักถูกทำเครื่องหมายด้วยแถบสี จะต้องเชื่อมต่อกับจุดร่วมของวงจร

ที่ความถี่สูง ความต้านทานของตัวเหนี่ยวนำกาฝากของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้คุณลักษณะของมันแย่ลง รูปที่ 2 แสดงวงจรสมมูลของตัวเก็บประจุอย่างง่าย โดยคำนึงถึงความเหนี่ยวนำของอินพุต

ข้าว.2 วงจรสมมูลของตัวเก็บประจุไฟฟ้าความถี่สูง

การเข้ารหัสสีของตัวเก็บประจุ

ในกรณีของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ จะแสดงรายการความจุและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน อย่างไรก็ตาม ยังมีรหัสสีอีกด้วย

ตัวเก็บประจุบางตัวมีเครื่องหมายสองบรรทัดกำกับไว้ แถวแรกแสดงความจุ (pF หรือ μF) และความแม่นยำ (K = 10%, M — 20%) แถวที่สองแสดงรหัสแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและวัสดุไดอิเล็กทริกที่อนุญาต

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกเสาหินถูกทำเครื่องหมายด้วยรหัส 3 หลัก หลักที่สามระบุจำนวนศูนย์ที่ต้องลงนามในสองตัวแรกเพื่อให้ได้ความจุใน picofarads

รหัสสีที่ระบุพิกัดของตัวเก็บประจุ (288kb)

ตัวอย่าง. รหัสตัวเก็บประจุ 103 หมายถึงอะไร รหัส 103 หมายความว่าคุณต้องกำหนดศูนย์สามตัวให้กับหมายเลข 10 จากนั้นคุณจะได้ความจุของตัวเก็บประจุ - 10,000 pF

ตัวอย่าง. ตัวเก็บประจุมีป้ายกำกับ 0.22 / 20 250 ซึ่งหมายความว่าตัวเก็บประจุมีความจุ 0.22 μF ± 20% และออกแบบมาสำหรับแรงดันคงที่ 250 V