คาปาซิเตอร์ ตัวเก็บประจุ

คาปาซิเตอร์

หรือ คอนเด็นเซอร์ คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่เก็บประจำไฟฟ้าและคายประจุไฟฟ้าให้กับวงจร คุณสมบัติการกรองไฟดีซีให้เรียบ (Filter) การถ่ายทอดสัญญาณ และเชื่อมโยงระหว่างวงจร (Coupling) การกรองความถี่ (Bypass) การกั้นการไหลของกระแสไฟดีซี (Blocking) เป็นต้น

นิยาม : เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ มีการใช้งานในวงจรกรองแรงดัน วงจรกรองความถี่ และยังใช้ในการถ่ายทอดสัญญาณ ( Coupling ) เป็นต้น * ค่าความจุไฟฟ้า ( Capacitance ) คือ ค่าของตัวเก็บประจุที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้มากหรือน้อยมีหน่วยเป็นฟารัด ( Farad : F ) 

สัญลักษณ์

ลักษณะทางกายภาพ
ตัวเก็บประจุนั้นประกอบด้วยขั้วไฟฟ้า (หรือเพลต) 2 ขั้ว แต่ละขั้วจะเก็บประจุชนิดตรงกันข้ามกัน ทั้งสองขั้วมีสภาพความจุ และมีฉนวนหรือไดอิเล็กตริกเป็นตัวแยกคั่นกลาง ประจุนั้นถูกเก็บไว้ที่ผิวหน้าของเพลต โดยมีไดอิเล็กตริกกั้นเอาไว้ เนื่องจากแต่ละเพลตจะเก็บประจุชนิดตรงกันข้าม แต่มีปริมาณเท่านั้น ดังนั้นประจุสุทธิในตัวเก็บประจุ จึงมีค่าเท่ากับ ศูนย์ เสมอ


ประกอบด้วยแผ่นโลหะที่ทำเป็นแผ่นเพลต 2 แผ่นมาวางชิดกันมีฉนวนที่ผลิตมาจากวัสดุต่างชนิดกันมากั้นกลางแผ่นตัวนำทั้ง สองข้างเรียกว่า “ไดอิเล็กตริก” 


คุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ

1. การทำงานของตัวเก็บประจุ

แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor)

แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor) คือ ความต้านทานชนิดที่ไวต่อแสง กล่าวคือ ตัวความต้านทานนี้สามารถเปลี่ยนสภาพทางความนำไฟฟ้า ได้เมื่อมีแสงมาตกกระทบ บงครั้งเรียกว่าโฟโตรีซีสเตอร์ (Photo  Resistor)  หรือ โฟโตคอนดัคเตอร์  (Photo Conductor)  เป็นตัวต้านทานที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ  (Semiconductor)  ประเภทแคดเมี่ยมซัลไฟด์ (Cds : Cadmium Sulfide)  หรือแคดเมี่ยมซิลินายส์ (CdSe : Cadmium Selenide)  

ข้อมูลจาก : basiclite

ตัวต้านทานฟิวส์

 ตัวต้านทานแบบนี้จะมีค่าความต้านทานคงที่ เมื่อมีกระแสไหลผ่านมากเกินไป 
ตัวต้านทานชนิดนี้จะทำหน้าที่
จำกัดการไหลของกระแส หรือทำหน้าที่เป็นฟิวส์ตัดการไหลของกระแสไฟฟ้าไม่ให้ผ่านวงจร

ข้อมูลจาก :basiclite

เทอร์มิสเตอร์ (Thermister)

เทอร์มิสเตอร์  (Thermister) เป็นอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงกล่าวคือ  ค่าความต้านทานในตัวมันจะเปลี่ยนไปกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง  โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นตัวความต้านทานแบบไม่เป็นเชิงเส้น (Non-Linear)  ผลิตออกใช้งานในรูปร่างขนาดต่าง ๆ กัน บ้างก็มีรูปเป็นจานเล็ก ๆ และบางประเภทเป็นแท่งเล็ก ๆ คล้ายกับตัวความต้านทาน เทอร์มิสเตอร์ จะมีอยู่ 2 ประเภท แบ่งตาม  ส.ป.ส.  ของอุณหภูมิ (Temperature-Coefficient)  คือ 
1.  แบบ  NTC  (Negative  Temperature  Coefficient)  คือ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานจะลดลง
เป็นชนิดที่ปกติจะมีความ ต้านทานสูงเมื่อได้รับความร้อน ค่าความต้านทานจะต่ำลง ใช้งานด้านการตรวจสอบความร้อนเพื่อควบคุมระดับการทำงาน เช่น ในวงจรขยายเสียงที่ดีใช้ตรวจจับความร้อนที่เกิดจากการทำงานแล้วป้อนกลับไปลด การทำงานของวงจรให้น้อยลง เพื่ออุปกรณ์หลักจะไม่เกิดความร้อนมากจนเกินไป


2.  แบบ  PTC  (Positive  Temperature  Coefficient)  คือ  เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานจะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย
เป็นชนิดที่ปกติจะมีค่าความต้านทานต่ำ เมื่อได้รับความร้อนจะทำให้มีค่าความต้านทานสูงขึ้นตามลำดับอุณหภูมิ นำไปใช้ตรวจสอบระดับความร้อน หรือทำให้เกิดความร้อนขึ้นเพื่อควบคุมการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวด  เช่น วงจรล้างสนามแม่เหล็กอัตโนมัติของเครื่องรับโทรทัศน์สี (Degaussing coil) เป็นต้น

ข้อมูลจาก :basiclite

ตัวต้านทานแบบ SMT

ตัวต้านทานแบบ SMT
ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า ระบุค่าความต้านทานด้วยรหัสตัวเลข โดยตัวต้านทาน SMT ความแม่นยำปกติ จะระบุด้วยรหัสเลข 3 หลัก สองหลักแรกบอกค่าสองหลักแรกของความต้านทาน และ หลักที่ 3 คือค่าเลขยกกำลังของ 10 ตัวอย่างเช่น "472" ใช้หมายถึง "47" เป็นค่าสองหลักแรกของค่าความต้านทาน คูณด้วย 10 ยกกำลังสอง  โอห์ม ส่วนตัวต้านทาน SMT ความแม่นยำสูง จะใช้รหัสเลข 4 หลัก โดยที่ 3 หลักแรกบอกค่าสามหลักแรกของความต้านทาน และ หลักที่ 4 คือค่าเลขยกกำลังของ 10


การระบุค่าในเชิงอุตสาหกรรม
ในทางอุตสาหกรรม จะระบุค่าความต้านทานด้วยเลข 3 หลัก สองหลักแรกเป็นตัวเลขค่าความต้านทาน และ หลักที่ 3 ระบุจำนวนเลข 0 ตามหลังเลขค่าความต้านทานสองหลักแรก
สำหรับ ค่าความต้านทานที่น้อยกว่า 10Ω ตัวอักษร (G) ซึ่งใช้แทนในตำแหน่งตัวเลขหลักที่ 3 ใช้หมายถึงคูณค่าสองหลักแรกด้วย 0.1
ตัวอย่าง: 27G หมายถึงค่าความต้านทาน 2.7Ω

ตัวเลขหลักที่ 4 ที่ตามหลังเลขระบุค่าความต้านทาน คือ ค่าเปอร์เซนต์ขอบเขตของความเบี่ยงเบน
ตัว เลขแทนค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน 5%, 10% and 20% คือ 5, 1 และ 2 ตามลำดับ
ค่า อัตรากำลังระบุเป็นตัวอักษร 2 ตัว นำหน้าตัวเลขรหัสระบุค่าความต้านทาน คือ BB, CB, EB, GB, HB, GM และ HM สำหรับ , 1, 2, 3 และ 4 วัตต์ ตามลำดับ
 สิ่ง ที่แตกต่างระหว่าง อุปกรณ์ระดับคุณภาพ เชิงพาณิชย์ และ เชิงอุตสาหกรรม คือ

ชนิดของตัวต้านทาน

1.  ชนิดของตัวความต้านทาน

      เมื่อพิจารณาถึงตัวความต้านทานให้ดีแล้ว เราพอที่จะแบ่งตัวความต้านทานออกเป็น 2 ลักษณะ คือ

              1.1  แบ่งตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทาน

              1.2  แบ่งตามชนิดการใช้งานของตัวความต้านทาน

1.1แบ่งตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทาน
            ตัวความต้านทานที่แบ่งตามวัสดุที่ให้ทำนั้น มีอยู่ 2 ชนิด คือ วัสดุประเภทโลหะ (Metallic) และวัสดุประเภทอโลหะ  (No Metallic) 
วัสดุประเภทโลหะ ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้ส่วนมากจะใช้เส้นลวดเล็ก ๆ  หรือแถบลวด (Ribbon)  พันบนฉนวนที่เป็นแกนของตัวความต้านทาน และที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวดจะต่อขาออกมาใช้งาน แล้วเคลือบด้วยฉนวนอีกทีหนึ่ง อุปกรณ์  ตัวความต้านทาน  ที่ใช้เส้นลวดพันให้เกิดค่าความต้านทานนี้ส่วนมากจะเป็นพวกไวร์วาวด์รีซี สเตอร์ (Wire Wound Resistors)  ตัวความต้านทานแบบนี้จะมีค่าความต้านทานที่แน่นอนและค่าความคลาดเคลื่อนน้อย ที่สุด แต่จะเป็นตัวความต้านทานที่มีขนาดใหญ่ และอัตราทนกำลังไฟฟ้า (วัตต์)  ได้สูง

วัสดุประเภทอโลหะ  ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้  ได้แก่  ผงคาร์บอน (Carbon) หรือ ผงการไฟต์ (Graphite) ที่อัดตัวกันแน่นเป็นแท่ง และใช้ฉนวนหุ้มเพื่อป้องกันความชื้น แล้วต่อขาออกมาใช้งานจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของผลคาร์บอน  และกราไฟต์ที่มีค่าความต้านทานสูงมาก ๆ  นี้จึงสามารถนำมาใช้ทำเป็นตัวความต้านทานที่มีค่าสูง ๆ ได้ แต่จะมีขนาดเล็กลง

ตัวความต้านทานประเภทนี้ จะมีค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทานมาก และอัตราทนกำลังไฟฟ้าได้ไม่สูงมากนัก

1.2 แบ่งตามชนิด การใช้งานของตัวความต้านทาน

การต่อและคำนวน ตัวต้านทาน

ในกรณีไม่มีค่าความต้านทานที่ต้องการ ต้องอาศัยการต่อในรูปแบบต่าง  เช่นอนุกรม ขนาน หรือผสม  การต่อวงจรอนุกรม เมื่อต่อวงจรตัวต้านทานแบบอนุกรม ค่าความต้านทานรวม ( Rt )  เท่ากับผลรวมของ ตัวต้านทานทุกตัวในวงจร Rt = R1 + R2 + R3 + …….. + Rn การต่อวงจรขนาน เมื่อต่อวงจรตัวต้านทานแบบขนาน ค่าส่วนกลับความต้านทานรวม (1/Rt )  เท่ากับผลรวมส่วนกลับของตัวต้านทานทุกตัวในวงจร 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …….. + 1/Rn Rt = 1/ (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …….. + 1/Rn ) ในกรณี 2 ตัว RT = (R1 * R2) / (R1+R2) เช่น R1 = 100 Ohm // R2 = 50 Ohm RT = (100 * 50) / (100+50) = 33.33 Ohm ในกรณีค่าเท่ากัน ต่อขนานกัน n ตัว RT = R1/n เช่น R1 = 10 Ohm , R2 = 10 Ohm , R3= 10 Ohm RT = 10 /3 = 3.333 Ohm

การอ่านค่าตัวต้านทาน

ความต้านทาน คือ
รีซีสเตอร์ (Resistor) หรือ “อาร์” (R) ซึ่งจะเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ อย่างเช่น วงจร
ขยายเสียง, วงจรวิทยุ, วงจรเครื่องรับโทรทัศน์ และอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ

สัญลักษณ์

ตัวความต้านทานแต่ละตัวในวงจร จะมีหน้าที่ที่แตกต่างกันออกไป แต่หน้าที่โดยทั่วไปแล้วตัวความต้านทานจะทำหน้าที่คือ เป็นตัวจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้า และแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตามจุดต่าง ๆ ที่กำหนดไว้ในวงจร
ค่าของตัวความต้านทาน จะมีหน่วยในการวัดเป็น โอห์ม (Ohm) 


การอ่านต้านทานแบบ 4 ,5 แถบสี

1.หันแถบสีค่าผิดพลาดไปทางขวามือ ( ลักษณะแถบสีค่าผิดพลาดจะมีระยะห่างจากแถบสีอื่นๆ มากที่สุด และจะเป็นสี น้ำตาล แดง ทอง และเงิน เท่านั้น )ยกตัวอย่าง ตัวต้านทาน 4 แถบสี ส่วนใหญ่ค่าผิดพลาดคือสีทอง (ค่าผิดพลาด +- 5% )ยกตัวอย่าง ตัวต้านทาน 5 แถบสี ส่วนใหญ่ค่าผิดพลาดคือสีน้ำตาล (ค่าผิดพลาด +- 1% )
2.การอ่านให้อ่านแถบสีไล่จากซ้ายไปขวา แถบสีที่อยู่ก่อนแถบสีค่าผิดพลาด คือแถบสีตัวคูณ ส่วนแถบสีก่อนหน้านั้นให้นำค่ามาไล่กันตามลำดับ

3.แปลงค่าหน่วยให้อยู่ในรูปของตัวเลขที่อ่านง่าย

ตัวอย่าง 
วิธีการอ่าน resistor 5 แถบสี

R มีแถบสี    น้ำตาล ดำ ดำ ดำ  น้ำตาล    จะอ่านได้ดังนี้      
น้ำตาล(1)  ดำ(0) ดำ(0)   x   ดำ(10e0) =  100x10 =1000  หรือ  1 k Ohm


การอ่านต้านทานแบบ 6 แถบสี

+Electrical power and energy

When a direct current of I amperes is flowing in an electric circuit and

the voltage across the circuit is V volts, then

 Electrical energy      = Power x time  

                                 = VIt Joules  

Although the unit of energy is the joule, when dealing with large amounts

of energy, the unit used is the kilowatt hour (kWh) where 

+Electrical potential and e.m.f.

The unit of electric potential is the volt (V) where one volt is one joule

per coulomb. One volt is defined as the difference in potential between

two points in a conductor which, when carrying a current of one ampere,

dissipates a power of one watt, i.e.

A change in electric potential between two points in an electric circuit is

called a potential difference. The electromotive force (e.m.f.) provided

by a source of energy such as a battery or a generator is measured in volts.

+Power

The unit of power is the watt (W) where one watt is one joule per second.

Power is defined as the rate of doing work or transferring energy. Thus,

where  W is the work done or energy transferred in joules and t is the

time in seconds. Thus

+Resistance and Conductance

The unit of electric resistance is the ohm (Z) where one ohm is one
volt per ampere. It is defined as the resistance between two points in a

conductor when a constant electric potential of one volt applied at the

two points produces a current flow of one ampere in the conductor. Thus,

where V is the potential difference across the two points in volts and I is

the current flowing between the two points in amperes.

        The reciprocal of resistance is called conductance and is measured in

siemens (S). Thus,

where R is the resistance in ohms.

 

+Work

The unit of work or energy is the joule (J) where one joule is one newton

metre. The joule is defined as the work done or energy transferred when

a force of one newton is exerted through a distance of one metre in the

direction of the force. Thus

where  F is the force in newtons and s is the distance in metres moved

by the body in the direction of the force. Energy is the capacity for

doing work.

+Force

The unit of force is the newton (N) where one newton is one kilogram

metre per second squared. The newton is defined as the force which, when

applied to a mass of one kilogram, gives it an acceleration of one metre

per second squared. Thus,
  

where m is the mass in kilograms and a is the acceleration in metres

per second squared. Gravitational force, or weight, is mg, where
g = 9.81 m/s2

+Charge

The unit of charge is the coulomb (C) where one coulomb is one ampere

second. (1 coulomb = 6.24 x 10^18 electrons). The coulomb is defined as

the quantity of electricity which flows past a given point in an electric

circuit when a current of one ampere is maintained for one second. Thus,

+SI Units

The system of units used in engineering and science is the Systeme Internationale

d’Unites (International system of units), usually abbreviated to

SI units, and is based on the metric system. This was introduced in 1960

and is now adopted by the majority of countries as the official system of

measurement.

The basic units in the SI system are listed with their symbols, in

Table 1.1.

Derived SI units use combinations of basic units and there are many of them.
Two examples are:

• 
  
  Velocity—metres per second (m/s2)
• Acceleration—metres per second squared (m/s2)
  
 

SI units may be made larger or smaller by using prefixes which denote

multiplication or division by a particular amount. The six most common

multiples, with their meaning, are listed in Table 1.2.