ตัวเก็บประจุตอบอะไร? หลักการทำงานของตัวเก็บประจุและลักษณะทางเทคนิค

การแปล

หากคุณสร้างผลงานเป็นประจำ ไดอะแกรมไฟฟ้าคุณอาจใช้ตัวเก็บประจุ นี้ ส่วนประกอบมาตรฐานเช่นเดียวกับความต้านทาน ที่คุณเพิ่งหยิบออกมาจากชั้นวางโดยไม่ต้องคิดอะไรอีก เราใช้ตัวเก็บประจุเพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้า/กระแสกระเพื่อมเรียบขึ้น เพื่อให้ตรงกับโหลด เป็นแหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ และการใช้งานอื่นๆ

แต่ตัวเก็บประจุไม่ได้เป็นเพียงฟองที่มีสายไฟสองเส้นและพารามิเตอร์สองสามตัว - แรงดันไฟฟ้าและความจุ มีเทคโนโลยีและวัสดุมากมายที่มีคุณสมบัติต่างกันที่ใช้ในการสร้างตัวเก็บประจุ และแม้ว่าในกรณีส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุที่มีความจุที่เหมาะสมเกือบทุกตัวจะทำงานได้ทุกประเภท แต่ความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับวิธีการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้สามารถช่วยให้คุณเลือกได้ไม่เพียงแค่ตัวที่เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังเลือกตัวที่เหมาะสมอีกด้วย วิธีที่ดีที่สุด. หากคุณเคยมีปัญหาเกี่ยวกับความเสถียรของอุณหภูมิหรืองานค้นหาแหล่งที่มาของสัญญาณรบกวนเพิ่มเติม คุณจะต้องชอบข้อมูลในบทความนี้

มาเริ่มกันง่ายๆ

วิธีที่ดีที่สุดคือเริ่มต้นง่ายๆ และอธิบายหลักการพื้นฐานของการทำงานของตัวเก็บประจุก่อนที่จะนำไปใช้กับอุปกรณ์จริง ตัวเก็บประจุในอุดมคติประกอบด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่นที่คั่นด้วยอิเล็กทริก ประจุสะสมบนเพลต แต่ไม่สามารถไหลระหว่างพวกมันได้ - อิเล็กทริกมีคุณสมบัติเป็นฉนวน นี่คือวิธีที่ตัวเก็บประจุสะสมประจุ

ความจุไฟฟ้าวัดเป็นฟารัด: ตัวเก็บประจุของฟารัดหนึ่งตัวจะสร้างแรงดันไฟฟ้าหนึ่งโวลต์หากมีประจุหนึ่งคูลอมบ์ เช่นเดียวกับหน่วย SI อื่นๆ มันเป็นขนาดที่ใช้งานไม่ได้ ดังนั้น เว้นแต่คุณจะนับซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ซึ่งเราจะไม่พูดถึงในที่นี้ คุณก็จะจบลงด้วยไมโคร- นาโน- และพิโคฟารัด ความจุของตัวเก็บประจุใดๆ สามารถหาได้จากขนาดและคุณสมบัติไดอิเล็กทริก หากสนใจ สามารถดูสูตรนี้ได้ใน Wikipedia ไม่จำเป็นต้องท่องจำเว้นแต่ว่าคุณกำลังเรียนเพื่อสอบ แต่มีเนื้อหาอยู่ ข้อเท็จจริงที่เป็นประโยชน์. ความจุไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก εr ของไดอิเล็กทริกที่ใช้ ซึ่งส่งผลให้ตัวเก็บประจุหลายตัวมีจำหน่ายในท้องตลาดโดยใช้วัสดุอิเล็กทริกที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ความจุที่มากขึ้นหรือปรับปรุงคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้า

อลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์

อลูมิเนียม ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าใช้ชั้นออกซิไดซ์ขั้วบวกบนแผ่นอลูมิเนียมเป็นแผ่นอิเล็กทริกหนึ่งแผ่น และใช้อิเล็กโทรไลต์จากเซลล์ไฟฟ้าเคมีเป็นอีกแผ่นหนึ่ง การมีอยู่ของเซลล์ไฟฟ้าเคมีทำให้พวกมันมีขั้ว กล่าวคือ ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในทิศทางเดียว และแผ่นอะโนไดซ์ต้องเป็นขั้วบวกหรือขั้วบวก

ในทางปฏิบัติแผ่นของพวกเขาจะทำในรูปแบบของแซนวิชอลูมิเนียมฟอยล์ห่อด้วยทรงกระบอกและตั้งอยู่ใน กระป๋องอลูมิเนียม. แรงดันไฟฟ้าในการทำงานขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นอะโนไดซ์

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีความจุที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาตัวเก็บประจุทั่วไปตั้งแต่ 0.1 ถึงหลายพันไมโครฟารัด เนื่องจากการอัดแน่นของเซลล์ไฟฟ้าเคมี พวกมันจึงมีค่าความเหนี่ยวนำอนุกรมที่เทียบเท่ากันมาก (ESI หรือการเหนี่ยวนำที่มีประสิทธิผล) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงไม่สามารถใช้ได้กับ ความถี่สูง. โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการปรับกำลังและแยกการเชื่อมต่อที่ความถี่เสียงให้ราบรื่นตลอดจนการเชื่อมต่อที่ความถี่เสียง

แทนทาลัมด้วยไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบติดตั้งบนพื้นผิว

ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแทนทาลัมผลิตขึ้นเป็นขั้วบวกแทนทาลัมเผาผนึกโดยมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ซึ่งมีชั้นออกไซด์หนาขึ้น จากนั้นอิเล็กโทรไลต์แมงกานีสไดออกไซด์จะถูกวางเป็นแคโทด การรวมกันของพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และคุณสมบัติไดอิเล็กทริกของแทนทาลัมออกไซด์ส่งผลให้มีความจุต่อปริมาตรสูง เป็นผลให้ตัวเก็บประจุดังกล่าวมีขนาดเล็กกว่าตัวเก็บประจุอลูมิเนียมที่มีความจุเทียบเคียงมาก เช่นเดียวกับอย่างหลัง ตัวเก็บประจุแทนทาลัมก็มีขั้วเช่นกัน กระแสตรง.จะต้องไปในทิศทางเดียวอย่างแน่นอน

ความจุที่มีอยู่แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.1 ถึงหลายร้อยไมโครฟารัด มีความต้านทานการรั่วไหลต่ำกว่ามากและเทียบเท่ากัน ความต้านทานแบบอนุกรม(ESR) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ในการทดสอบ เครื่องมือวัดและอุปกรณ์เสียงคุณภาพสูง ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์

ในกรณีของตัวเก็บประจุแทนทาลัมจำเป็นต้องตรวจสอบสถานะความล้มเหลวเป็นพิเศษโดยบังเอิญว่าเกิดไฟไหม้ แทนทาลัมออกไซด์อสัณฐานเป็นอิเล็กทริกที่ดีและกลายเป็นผลึก คำแนะนำที่ดี. การใช้ในทางที่ผิดตัวเก็บประจุแทนทาลัม - ตัวอย่างเช่นการใช้กระแสไฟกระชากมากเกินไปอาจทำให้อิเล็กทริกเปลี่ยนรูปแบบซึ่งจะเพิ่มกระแสที่ไหลผ่านได้ เป็นเรื่องจริงที่ตัวเก็บประจุแทนทาลัมรุ่นก่อนๆ มีชื่อเสียงในเรื่องปัญหาไฟไหม้ และวิธีการผลิตที่ได้รับการปรับปรุงได้นำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้มากขึ้น

ฟิล์มโพลีเมอร์

ตัวเก็บประจุทั้งตระกูลใช้ฟิล์มโพลีเมอร์เป็นไดอิเล็กทริก และฟิล์มจะถูกประกบระหว่างชั้นฟอยล์โลหะที่บิดเป็นเกลียวหรือซ้อนทับกัน หรือมีชั้นที่เป็นโลหะบนพื้นผิว แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสามารถเข้าถึงได้สูงถึง 1,000 V แต่ไม่มีความจุสูง - โดยปกติจะอยู่ที่ 100 pF ถึงไม่กี่ไมโครฟารัด ฟิล์มแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปแล้ว ฟิล์มทั้งตระกูลจะมีความจุและความเหนี่ยวนำต่ำกว่าฟิล์มอิเล็กโทรไลต์ ดังนั้นจึงใช้ในอุปกรณ์ความถี่สูงและสำหรับการแยกส่วนในระบบที่มีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าตลอดจนในระบบที่ใช้งานทั่วไป

ตัวเก็บประจุโพลีโพรพีลีนใช้ในวงจรที่ต้องการความเสถียรทางความร้อนและความถี่ที่ดี นอกจากนี้ยังใช้ในระบบไฟฟ้า เพื่อลด EMI ในระบบที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับไฟฟ้าแรงสูง

ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ถึงแม้จะมีอุณหภูมิไม่เท่ากันก็ตาม ลักษณะความถี่กลับกลายเป็นว่าราคาถูกและทนได้ อุณหภูมิสูงเมื่อทำการบัดกรีเพื่อการติดตั้งบนพื้นผิว ด้วยเหตุนี้จึงใช้ในวงจรที่มีไว้สำหรับใช้ในการใช้งานที่ไม่สำคัญ

ตัวเก็บประจุโพลีเอทิลีนแนฟทาเลต พวกเขาไม่มีลักษณะอุณหภูมิและความถี่ที่มั่นคง แต่สามารถทนต่ออุณหภูมิและความเค้นที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับโพลีเอสเตอร์

ตัวเก็บประจุโพลีเอทิลีนซัลไฟด์มีลักษณะอุณหภูมิและความถี่ของโพลีโพรพีลีน และยังสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้อีกด้วย

ในอุปกรณ์เก่าคุณอาจเจอตัวเก็บประจุโพลีคาร์บอเนตและโพลีสไตรีน แต่ตอนนี้ไม่ได้ใช้งานอีกต่อไป

เซรามิกส์

ประวัติความเป็นมาของตัวเก็บประจุแบบเซรามิกนั้นค่อนข้างยาวนาน - มีการใช้ตั้งแต่ทศวรรษแรกของศตวรรษที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบัน ตัวเก็บประจุในยุคแรกๆ นั้นเป็นเซรามิกชั้นเดียว เคลือบโลหะทั้งสองด้าน ต่อมาก็มีหลายชั้นเช่นกันโดยที่แผ่นที่มีการเคลือบโลหะและเซรามิกจะกระจายกัน ความจุของพวกมันแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 pF ถึงสิบไมโครฟารัด และแรงดันไฟฟ้าสูงถึงกิโลโวลต์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอิเล็กทริก ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดตามความจำเป็น ความจุขนาดเล็กคุณจะพบทั้งดิสก์เซรามิกชั้นเดียวและสแต็คตัวเก็บประจุแบบยึดบนพื้นผิวหลายชั้น

วิธีที่ง่ายที่สุดในการจำแนกประเภทของตัวเก็บประจุแบบเซรามิกคือการใช้ไดอิเล็กทริก เนื่องจากเป็นสิ่งที่ทำให้ตัวเก็บประจุมีคุณสมบัติครบถ้วน ไดอิเล็กทริกถูกจำแนกตามรหัสสามตัวอักษรซึ่งมีการเข้ารหัส อุณหภูมิในการทำงานและความมั่นคง

C0G มีเสถียรภาพในด้านความจุที่ดีขึ้นโดยคำนึงถึงอุณหภูมิ ความถี่ และแรงดันไฟฟ้า ใช้ใน วงจรความถี่สูงและวงจรความเร็วสูงอื่นๆ

X7R ไม่มีเช่นนั้น ลักษณะที่ดีตามอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นจึงใช้ในกรณีที่วิกฤตน้อยกว่า ซึ่งมักจะรวมถึงการแยกส่วนและการใช้งานสากลต่างๆ

Y5V มีความจุสูงกว่ามาก แต่คุณลักษณะด้านอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้ายังต่ำกว่าอีกด้วย ยังใช้สำหรับการแยกส่วนและการใช้งานทั่วไปต่างๆ

เนื่องจากเซรามิกมักมีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริกด้วย ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกบางตัวจึงแสดงเอฟเฟกต์แบบไมโครโฟนิกด้วย หากคุณเคยทำงานกับแรงดันไฟฟ้าและความถี่สูงในช่วงเสียง เช่น กับแอมป์หลอดหรือไฟฟ้าสถิต คุณอาจเคยได้ยินตัวเก็บประจุ "ร้องเพลง" หากคุณใช้ตัวเก็บประจุเพียโซอิเล็กทริกเพื่อรักษาเสถียรภาพความถี่ คุณอาจพบว่าเสียงของมันถูกมอดูเลตตามการสั่นสะเทือนของสภาพแวดล้อม

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว บทความนี้ไม่ได้มุ่งหมายที่จะครอบคลุมเทคโนโลยีตัวเก็บประจุทั้งหมด เมื่อดูแคตตาล็อกอิเล็กทรอนิกส์ คุณจะพบว่าเทคโนโลยีบางอย่างที่มีอยู่ไม่ครอบคลุมอยู่ที่นี่ ข้อเสนอบางรายการจากแคตตาล็อกล้าสมัยไปแล้วหรือมีช่องแคบที่คุณมักจะไม่พบบ่อยที่สุด เราหวังเพียงที่จะขจัดความลึกลับบางอย่างเกี่ยวกับ รุ่นยอดนิยมตัวเก็บประจุและช่วยคุณเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมเมื่อออกแบบ อุปกรณ์ของตัวเอง. หากเรากระตุ้นความอยากอาหารของคุณ คุณอาจต้องการอ่านบทความเกี่ยวกับตัวเหนี่ยวนำ

กรุณาเขียนเกี่ยวกับความไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดใดๆ ที่คุณพบ

ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง กระแสสลับมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

เอาล่ะ เอาล่ะ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและตั้งแรงดันไฟฟ้าให้จระเข้เป็น 12 โวลต์ เรายังนำหลอดไฟ 12 โวลต์มาด้วย ตอนนี้เราใส่ตัวเก็บประจุระหว่างหนึ่งโพรบของแหล่งจ่ายไฟและหลอดไฟ:

ไม่ มันไม่ไหม้

แต่ถ้าคุณทำโดยตรง ไฟจะสว่างขึ้น:

นี่เป็นข้อสรุป: กระแส DC ไม่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ!

พูดตามตรง ในช่วงเริ่มต้นของการใช้แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะยังคงไหลอยู่เสี้ยววินาที ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ดังนั้นเพื่อดูว่ากระแสไฟ AC ไหลผ่านตัวเก็บประจุหรือไม่ เราจำเป็นต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ฉันคิดว่าเครื่องกำเนิดความถี่นี้จะทำงานได้ดี:

เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจีนของฉันอ่อนแอมาก แทนที่จะใช้หลอดไฟเราจะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าธรรมดา 100 โอห์ม ลองใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 1 ไมโครฟารัดด้วย:

เราประสานสิ่งนี้และส่งสัญญาณจากเครื่องกำเนิดความถี่:

ต่อไป ออสซิลโลสโคปดิจิทัล OWON SDS6062 จะเริ่มทำงาน ออสซิลโลสโคปคืออะไรและใช้ทำอะไร อ่านได้ที่นี่ เราจะใช้สองช่องทางพร้อมกัน สองสัญญาณจะแสดงบนหน้าจอเดียวพร้อมกัน บนหน้าจอคุณสามารถเห็นสัญญาณรบกวนจากเครือข่าย 220 โวลต์ได้แล้ว อย่าไปสนใจ.

เราจะให้บริการ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและดูสัญญาณดังที่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์มืออาชีพกล่าวไว้ที่อินพุตและเอาต์พุต พร้อมกัน.

ทุกอย่างจะมีลักษณะดังนี้:

ดังนั้นหากความถี่ของเราเป็นศูนย์ก็หมายความว่ากระแสคงที่ ดังที่เราได้เห็นแล้วว่าตัวเก็บประจุไม่อนุญาตให้กระแสตรงไหลผ่าน ดูเหมือนว่าสิ่งนี้จะถูกแยกออก แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณใช้ไซนัสอยด์ที่มีความถี่ 100 เฮิรตซ์?

บนจอแสดงผลออสซิลโลสโคป ฉันแสดงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความถี่ของสัญญาณและแอมพลิจูด: เอฟ คือความถี่ แม่ — แอมพลิจูด (พารามิเตอร์เหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายด้วยลูกศรสีขาว) ช่องแรกทำเครื่องหมายด้วยสีแดง และช่องที่สองเป็นสีเหลือง เพื่อความสะดวกในการรับรู้

คลื่นไซน์สีแดงแสดงสัญญาณที่เครื่องกำเนิดความถี่จีนให้เรา คลื่นไซน์สีเหลืองคือสิ่งที่เราได้รับจากโหลดแล้ว ในกรณีของเรา โหลดคือตัวต้านทาน นั่นคือทั้งหมดที่

ดังที่คุณเห็นในออสซิลโลแกรมด้านบน ฉันจ่ายสัญญาณไซน์จากเครื่องกำเนิดที่มีความถี่ 100 เฮิรตซ์ และแอมพลิจูด 2 โวลต์ บนตัวต้านทานเราเห็นสัญญาณที่มีความถี่เท่ากัน (สัญญาณสีเหลือง) แล้ว แต่แอมพลิจูดของมันคือประมาณ 136 มิลลิโวลต์ นอกจากนี้สัญญาณยังค่อนข้าง "มีขนดก" นี่เป็นเพราะสิ่งที่เรียกว่า "" สัญญาณรบกวนเป็นสัญญาณที่มีแอมพลิจูดเล็กน้อยและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ไม่แน่นอน อาจเกิดจากองค์ประกอบวิทยุเอง หรืออาจเป็นสัญญาณรบกวนที่ถูกจับจากพื้นที่โดยรอบก็ได้ ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทาน "ส่งเสียงรบกวน" ได้เป็นอย่างดี ซึ่งหมายความว่า "ความยุ่งเหยิง" ของสัญญาณคือผลรวมของคลื่นไซน์และสัญญาณรบกวน

แอมพลิจูด สัญญาณสีเหลืองมีขนาดเล็กลงและแม้แต่กราฟสัญญาณสีเหลืองยังเลื่อนไปทางซ้ายคืออยู่ข้างหน้าสัญญาณสีแดงหรือในภาษาวิทยาศาสตร์ก็ปรากฏขึ้น การเปลี่ยนเฟส. เป็นระยะที่อยู่ข้างหน้า ไม่ใช่สัญญาณเองหากสัญญาณอยู่ข้างหน้า เราก็จะมีสัญญาณบนตัวต้านทานปรากฏทันเวลาก่อนที่สัญญาณที่จ่ายผ่านตัวเก็บประจุ ผลลัพธ์ที่ได้คือการเดินทางข้ามเวลา :-) ซึ่งแน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้

การเปลี่ยนเฟส- นี้ ความแตกต่างระหว่างเฟสเริ่มต้นของปริมาณที่วัดได้สองปริมาณ. ใน ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้า. ในการวัด Phase Shift จะต้องมีเงื่อนไขที่สัญญาณเหล่านี้ ความถี่เดียวกัน. แอมพลิจูดสามารถเป็นค่าใดก็ได้ รูปด้านล่างแสดงการเปลี่ยนเฟสนี้หรือที่เรียกกันว่า ความแตกต่างของเฟส:

มาเพิ่มความถี่ของเครื่องกำเนิดเป็น 500 เฮิรตซ์กันดีกว่า

ตัวต้านทานได้รับ 560 มิลลิโวลต์แล้ว การเปลี่ยนเฟสลดลง

เราเพิ่มความถี่เป็น 1 กิโลเฮิรตซ์

ที่เอาต์พุตเรามี 1 โวลต์อยู่แล้ว

ตั้งความถี่เป็น 5 กิโลเฮิรตซ์

แอมพลิจูดคือ 1.84 โวลต์ และการเปลี่ยนเฟสมีขนาดเล็กลงอย่างเห็นได้ชัด

เพิ่มเป็น 10 กิโลเฮิรตซ์

แอมพลิจูดเกือบจะเหมือนกับที่อินพุต การเปลี่ยนเฟสจะสังเกตเห็นได้น้อยลง

เราตั้งค่า 100 กิโลเฮิรตซ์:

แทบจะไม่มีการเปลี่ยนเฟสเลย แอมพลิจูดเกือบจะเหมือนกับที่อินพุตนั่นคือ 2 โวลต์

จากที่นี่เราได้ข้อสรุปที่ลึกซึ้ง:

ยังไง ความถี่ที่สูงขึ้นความต้านทานที่ตัวเก็บประจุมีต่อกระแสสลับก็จะน้อยลง การเปลี่ยนเฟสจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นจนเกือบเป็นศูนย์ ได้อย่างไม่มีกำหนด ความถี่ต่ำค่าของมันคือ 90 องศาหรือพาย/2 .

หากคุณพลอตส่วนของกราฟ คุณจะได้สิ่งนี้:

ฉันพล็อตแรงดันไฟฟ้าในแนวตั้งและความถี่ในแนวนอน

ดังนั้นเราจึงได้เรียนรู้ว่าความต้านทานของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับความถี่ แต่มันขึ้นอยู่กับความถี่เท่านั้นเหรอ? ลองใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.1 ไมโครฟารัดนั่นคือค่าเล็กน้อยน้อยกว่าตัวก่อนหน้า 10 เท่าแล้วรันอีกครั้งที่ความถี่เดียวกัน

ลองดูและวิเคราะห์ค่า:

เปรียบเทียบอย่างระมัดระวัง ค่าแอมพลิจูดสัญญาณสีเหลืองที่ความถี่เดียวกันแต่มีค่าตัวเก็บประจุต่างกัน ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์ และค่าตัวเก็บประจุ 1 μF แอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลืองคือ 136 มิลลิโวลต์ และที่ความถี่เดียวกัน แอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลือง แต่มีตัวเก็บประจุ 0.1 μF อยู่แล้ว 101 มิลลิโวลต์ (ในความเป็นจริง แม้น้อยกว่าเนื่องจากการรบกวน) ที่ความถี่ 500 เฮิรตซ์ - 560 มิลลิโวลต์ และ 106 มิลลิโวลต์ ตามลำดับ ที่ความถี่ 1 กิโลเฮิรตซ์ - 1 โวลต์ และ 136 มิลลิโวลต์ เป็นต้น

จากที่นี่ข้อสรุปแนะนำตัวเอง: เมื่อค่าของตัวเก็บประจุลดลง ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ใช้การแปลงทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ได้สูตรในการคำนวณความต้านทานของตัวเก็บประจุ กรุณารักและเคารพ:

ที่ไหน, เอ็กซ์ ซีคือความต้านทานของตัวเก็บประจุ โอห์ม

พี -คงที่และเท่ากับประมาณ 3.14

เอฟ— ความถี่ วัดเป็นเฮิรตซ์

กับ- ความจุ วัดเป็นฟารัด

ดังนั้น ให้ใส่ความถี่ในสูตรนี้ไว้ที่ศูนย์เฮิรตซ์ ความถี่เป็นศูนย์เฮิรตซ์เป็นกระแสตรง อะไรจะเกิดขึ้น? 1/0=อินฟินิตี้หรือแนวต้านสูงมาก สรุปว่าวงจรขาด..

บทสรุป

เมื่อมองไปข้างหน้า ฉันสามารถพูดได้ว่าในการทดลองนี้เราได้รับ (ตัวกรองความถี่สูงผ่าน) โดยใช้ ตัวเก็บประจุอย่างง่ายและตัวต้านทาน หากเราใช้ฟิลเตอร์ดังกล่าวกับลำโพงที่ไหนสักแห่งในเครื่องเสียง เราจะได้ยินเพียงเสียงสูงแหลมๆ ในลำโพงเท่านั้น แต่ความถี่เสียงเบสจะถูกลดทอนลงด้วยฟิลเตอร์ดังกล่าว การพึ่งพาความต้านทานของตัวเก็บประจุต่อความถี่นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวกรองต่าง ๆ ซึ่งจำเป็นต้องระงับความถี่หนึ่งและส่งผ่านอีกความถี่หนึ่ง

คนที่ห่างไกลจากเทคโนโลยีไม่คิดว่าการออกแบบเครื่องใช้ไฟฟ้าสมัยใหม่จะรวมถึง องค์ประกอบต่างๆขอบคุณเทคนิคนี้ที่ใช้ได้ผล พวกเขาไม่เข้าใจสิ่งที่เรากำลังพูดถึง เรากำลังพูดถึงเมื่อผู้เชี่ยวชาญรอบตัวพูดถึงเทคโนโลยี แต่บางครั้งความอยากรู้อยากเห็นก็เข้าข้างพวกเขามากขึ้น และพวกเขาก็เริ่มถามคำถาม ตัวอย่างเช่น, ทำไมคุณถึงต้องการตัวเก็บประจุ?

เพื่อตอบสนองความอยากรู้อยากเห็น เราจะพยายามอธิบายหน้าที่ของมันและระบุว่าตัวเก็บประจุพบการใช้งานในส่วนใดบ้าง

ตัวเก็บประจุคืออะไร?

ตัวเก็บประจุหรือที่รู้จักกันในชื่อ “คอนเดอร์” เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าเพื่อจัดเก็บ พลังงานไฟฟ้า. ตัวเก็บประจุใช้ในการกรองสัญญาณรบกวน ในตัวกรองการปรับให้เรียบในแหล่งจ่ายไฟ วงจรการสื่อสารระหว่างสเตจ และในด้านอื่นๆ ของวิศวกรรมวิทยุ

การออกแบบและวัสดุที่ใช้กำหนดคุณลักษณะทางไฟฟ้าของ Conder อุปกรณ์ตัวเก็บประจุประกอบด้วยแผ่น (หรือแผ่น) ที่อยู่ด้านหน้ากัน ทำจากวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและเป็นฉนวน ไมกาหรือกระดาษสามารถใช้เป็นฉนวนได้

ความจุของตัวเก็บประจุอาจแตกต่างกันไป มันเพิ่มขนาดตามสัดส่วนของพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกและการลดลงจะเกิดขึ้นขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก มันสำคัญมาก แรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการตัวเก็บประจุ ถ้าเกิน แรงดันไฟฟ้าสูงสุดตัวเก็บประจุอาจแตกเนื่องจากการแตกตัวของอิเล็กทริก

ทุกอย่างเริ่มต้นอย่างไร

หลักการผลิตอุปกรณ์นี้เป็นที่รู้จักมาเป็นเวลานานแล้วโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Ewald Jurgen von Kleist และ Peter van Musschenbroeck เพื่อนร่วมงานชาวดัตช์ของเขา พวกเขาเป็นผู้สร้างตัวเก็บประจุตัวแรกของโลก ผลิตผลของพวกเขามีความดั้งเดิมมากกว่าของสมัยใหม่มากเพราะผนังขวดแก้วทำหน้าที่เป็นอิเล็กทริก ปัจจุบันเทคโนโลยีก้าวหน้าไปมาก และการสร้างวัสดุใหม่ได้ปรับปรุงการออกแบบตัวเก็บประจุอย่างมาก

วิศวกรไฟฟ้าที่เก่งกาจ Pavel Yablochkov ก็สามารถบรรลุผลลัพธ์ที่โดดเด่นในการพัฒนาตัวเก็บประจุและการใช้งาน เขาสร้างสิ่งพิมพ์มากมายในหัวข้อนี้ Pavel Nikolaevich เข้าใจอย่างถ่องแท้ ทำไมคุณถึงต้องการตัวเก็บประจุ ดังนั้นเขาจึงเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่รวม "คอนเดอร์" ไว้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาและการจัดตั้งวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ

ปัจจุบันมีตัวเก็บประจุหลายประเภท แต่ทั้งหมดต้องใช้แผ่นโลหะสองแผ่นที่หุ้มฉนวนซึ่งกันและกัน

ตัวเก็บประจุใช้ที่ไหน?

ตัวเก็บประจุล้อมรอบเราในหลายพื้นที่โดยครอบครองช่องพิเศษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์โทรทัศน์หรือวิทยุไม่สามารถทำได้หากไม่มีตัวเก็บประจุ ใช้สำหรับตัวกรองวงจรเรียงกระแส การสร้าง และการกำหนดค่า วงจรการสั่น, การแยกวงจรที่มีความถี่ต่างกัน และอื่นๆ อีกมากมาย
เทคโนโลยีเรดาร์ใช้พวกมันเพื่อสร้างพัลส์กำลังที่สูงขึ้นและยังสร้างรูปร่างของพัลส์ด้วย
สำหรับการดับประกายไฟในหน้าสัมผัส การแยกกระแส ความถี่ที่แตกต่างกันการแยกวงจร DC และ AC จำเป็นต้องใช้ "คอนเดอร์" ในโทรเลขและระบบโทรศัพท์
ในด้านเทเลเมคานิกส์และระบบอัตโนมัติ พวกมันถูกใช้เพื่อสร้างเซ็นเซอร์ตามหลักการตัวเก็บประจุ ที่นี่คุณยังต้องดับประกายไฟที่หน้าสัมผัสการแยกวงจรกระแส ฯลฯ
ใน อุปกรณ์พิเศษสำหรับการท่องจำซึ่งใช้ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์
สำหรับการรับพัลส์อันทรงพลังในเทคโนโลยีเลเซอร์

อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าสมัยใหม่ยังใช้สิ่งประดิษฐ์ทั้งหมดนี้: เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จำเป็นเข้ากับสายส่งเพื่อเพิ่มตัวประกอบกำลัง เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายการจำหน่าย เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน สำหรับการเชื่อมไฟฟ้า การปราบปรามการรบกวนทางวิทยุ และอื่นๆ อีกมากมาย .

ทำไมคุณถึงต้องการตัวเก็บประจุ? มากกว่า? สำหรับอุตสาหกรรมโลหะ ยานยนต์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ การใช้พลังงานปรมาณู ในด้านเทคโนโลยีการถ่ายภาพเพื่อผลิตแสงแฟลชและภาพถ่ายทางอากาศ แม้แต่อุตสาหกรรมเหมืองแร่ก็ไม่สามารถทำได้หากไม่มีตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุบางตัวอาจมีขนาดเล็กมากและมีน้ำหนักน้อยกว่าหนึ่งกรัม ในขณะที่ "สหาย" อื่นๆ ของพวกมันมีน้ำหนักหลายตันและสูงมากกว่าสองเมตร

ตัวเก็บประจุหลายประเภททำให้สามารถใช้งานได้ในกิจกรรมต่างๆ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถทำได้หากไม่มีตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์สองขั้วทั่วไปที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าต่างๆ มีความจุคงที่หรือแปรผันและมีลักษณะการนำไฟฟ้าต่ำสามารถสะสมประจุได้ กระแสไฟฟ้าและส่งไปยังองค์ประกอบอื่นๆ ในวงจรไฟฟ้า
ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยอิเล็กโทรดแบบเพลตสองแผ่นที่คั่นด้วยอิเล็กทริกและประจุตรงข้ามที่สะสมอยู่ ในสภาพการใช้งานจริงเราใช้ตัวเก็บประจุด้วย จำนวนมากแผ่นแยกจากกันด้วยอิเล็กทริก

ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จเมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อกับเครือข่าย เมื่อเชื่อมต่อเครื่องแล้วจะมีจำนวนมาก ที่ว่างดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่เข้าสู่วงจรจะมีค่ามากที่สุด เมื่อเต็มแล้วกระแสไฟฟ้าจะลดลงและหายไปโดยสิ้นเชิงเมื่อความจุของอุปกรณ์เต็ม

ในกระบวนการรับประจุกระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีประจุลบ) จะถูกรวบรวมไว้บนแผ่นหนึ่ง และไอออน (อนุภาคที่มีประจุบวก) จะถูกรวบรวมไว้ที่อีกแผ่นหนึ่ง ตัวคั่นระหว่างอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบคือไดอิเล็กตริกซึ่งสามารถใช้ได้กับวัสดุหลากหลายชนิด

ในช่วงเวลาของการเชื่อมต่อ อุปกรณ์ไฟฟ้าไปยังแหล่งจ่ายไฟ, แรงดันไฟฟ้าเข้า วงจรไฟฟ้ามันมี ค่าว่าง. เมื่อบรรจุภาชนะเต็ม แรงดันไฟฟ้าในวงจรจะเพิ่มขึ้นและถึงค่าเท่ากับระดับที่แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

เมื่อวงจรไฟฟ้าถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งพลังงานและมีการเชื่อมต่อโหลด ตัวเก็บประจุจะหยุดรับประจุและถ่ายโอนกระแสสะสมไปยังองค์ประกอบอื่น ๆ โหลดจะสร้างวงจรระหว่างแผ่นของมัน ดังนั้นเมื่อปิดเครื่อง อนุภาคที่มีประจุบวกจะเริ่มเคลื่อนที่เข้าหาไอออน

กระแสเริ่มต้นในวงจรเมื่อต่อโหลดจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมอนุภาคที่มีประจุลบหารด้วยค่าความต้านทานโหลด หากไม่มีพลังงาน ตัวเก็บประจุจะเริ่มสูญเสียประจุ และเมื่อประจุในตัวเก็บประจุลดลง ระดับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในวงจรจะลดลง กระบวนการนี้จะเสร็จสิ้นเมื่อไม่มีประจุเหลืออยู่ในอุปกรณ์เท่านั้น

รูปด้านบนแสดงการออกแบบตัวเก็บประจุแบบกระดาษ:
ก) ม้วนส่วน;
b) ตัวอุปกรณ์เอง
ในภาพนี้:

กระดาษ;
กระดาษฟอยล์;
ฉนวนแก้ว
ฝา;
กรอบ;
ปะเก็นกระดาษแข็ง
การห่อ;
ส่วนต่างๆ

ความจุของตัวเก็บประจุถือเป็นลักษณะที่สำคัญที่สุดเวลาขึ้นอยู่กับมันโดยตรง ชาร์จเต็มแล้วอุปกรณ์เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์กับแหล่งกระแสไฟฟ้า เวลาในการคายประจุของอุปกรณ์ยังขึ้นอยู่กับความจุและขนาดโหลดด้วย ยิ่งความต้านทาน R สูงเท่าไร ตัวเก็บประจุก็จะหมดเร็วขึ้นเท่านั้น

เป็นตัวอย่างการทำงานของตัวเก็บประจุ ให้พิจารณาการทำงานของเครื่องส่งแอนะล็อกหรือเครื่องรับวิทยุ เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่าย ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำจะเริ่มสะสมประจุ อิเล็กโทรดจะสะสมบนแผ่นบางแผ่น และไอออนบนแผ่นอื่น หลังจากชาร์จความจุเต็มแล้ว อุปกรณ์จะเริ่มคายประจุ การสูญเสียประจุโดยสิ้นเชิงจะทำให้การชาร์จเริ่มต้นขึ้น แต่หลังจากนั้นเท่านั้น ทิศทางย้อนกลับนั่นคือแผ่นที่มีประจุบวกในครั้งนี้จะได้รับประจุลบและในทางกลับกัน

วัตถุประสงค์และการใช้ตัวเก็บประจุ

ปัจจุบันใช้ในวิศวกรรมวิทยุเกือบทั้งหมดและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ
ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับพวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นได้ ความจุ. ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณเชื่อมต่อตัวเก็บประจุและหลอดไฟเข้ากับแบตเตอรี่ (กระแสตรง) หลอดไฟจะไม่สว่าง หากคุณเชื่อมต่อวงจรดังกล่าวกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหลอดไฟจะสว่างขึ้นและความเข้มของแสงจะขึ้นอยู่กับค่าความจุของตัวเก็บประจุที่ใช้โดยตรง ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ ปัจจุบันจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรเป็นตัวกรองที่ระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูงและความถี่ต่ำ

ตัวเก็บประจุยังใช้ในเครื่องเร่งแม่เหล็กไฟฟ้า ไฟฉาย และเลเซอร์ต่างๆ เนื่องจากความสามารถในการจัดเก็บขนาดใหญ่ ค่าไฟฟ้าและส่งไปยังองค์ประกอบเครือข่ายที่มีความต้านทานต่ำอื่นๆ อย่างรวดเร็ว จึงสร้างแรงกระตุ้นอันทรงพลัง

ในแหล่งจ่ายไฟสำรอง พวกมันถูกใช้เพื่อทำให้ระลอกคลื่นเรียบระหว่างการแก้ไขแรงดันไฟฟ้า

ความสามารถในการเก็บค่าธรรมเนียม เวลานานทำให้สามารถนำไปใช้ในการจัดเก็บข้อมูลได้

การใช้ตัวต้านทานหรือเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีตัวเก็บประจุทำให้คุณสามารถเพิ่มเวลาการชาร์จและการคายประจุความจุของอุปกรณ์ได้ ดังนั้นวงจรเหล่านี้จึงสามารถใช้สร้างวงจรไทม์มิ่งที่ไม่ต้องการได้ ความต้องการสูงเพื่อความมั่นคงชั่วคราว

ในอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ และในตัวกรองฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น องค์ประกอบนี้ใช้สำหรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

ในระบบเครื่องเสียงรถยนต์ที่ทรงพลัง คุณมักจะพบองค์ประกอบเช่นตัวเก็บประจุบัฟเฟอร์ ทำไมถึงจำเป็นและมันคืออะไร? ลองคิดดูสิ

มันจำเป็นหรือเปล่า?
ก่อนอื่นมาจำไว้ว่าโดยทั่วไปแล้วตัวเก็บประจุคืออะไร ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์ที่สามารถสะสมประจุไฟฟ้า กักเก็บ และปล่อยประจุได้เมื่อจำเป็น ความจุของตัวเก็บประจุวัดเป็นฟารัด อย่างไรก็ตาม 1 ฟารัดนั้นคุ้มค่ามาก เพื่อให้ตัวเก็บประจุทำงานได้ต้องต่อขนานกับแบตเตอรี่ (บวกถึงบวกและลบถึงลบ) การเชื่อมต่อดังกล่าวมักเรียกว่า "รวมอยู่ในบัฟเฟอร์พร้อมแบตเตอรี่" ดังนั้นชื่อ - ตัวเก็บประจุบัฟเฟอร์ โดยปกติแล้วจะวางไว้ใกล้กับเครื่องขยายเสียงมากขึ้น
แล้วทำไมมันถึงจำเป็นล่ะ? เขาไม่ได้ แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมแหล่งจ่ายไฟ แต่เพียงแค่เก็บประจุไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อมองแวบแรกดูเหมือนว่าจะไร้ประโยชน์อย่างแน่นอน แต่ถึงกระนั้นก็มีประโยชน์มากมายจากมันและยังมีอีกมาก
ในแต่ละช่วงเวลา แอมพลิฟายเออร์จะใช้กระแสไฟที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อมือกลองกระโดดบนกลองเบสหรือจังหวะเบสที่ชุ่มฉ่ำในเพลงคลับ จังหวะนี้จะมาพร้อมกับการบริโภคกระแสไฟที่เพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากสายไฟมีความต้านทานบางอย่าง (เราได้กล่าวถึงเรื่องนี้โดยละเอียดในฉบับที่แล้ว) ด้วยเหตุนี้ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องขยายเสียงจึงลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในขณะนี้ ความไม่แน่นอนของพลังงานดังกล่าวเป็นสาเหตุของการบิดเบือน สัญญาณเสียงและปัญหาอื่นๆ ตามมาทั้งหมด
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานกับขั้วของเครื่องขยายเสียง? และสิ่งต่อไปนี้จะเปลี่ยนไป - ตัวเก็บประจุจะสะสมประจุจากแบตเตอรี่ในช่วงเวลาที่เครื่องขยายเสียงใช้กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยและจะปล่อยประจุอย่างรวดเร็วเมื่อเครื่องขยายเสียงต้องการ กระแสสูงเพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าที่ตกบนสายเคเบิล เป็นผลให้แอมพลิฟายเออร์ได้รับกำลังที่เสถียรมากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามีการบิดเบือนน้อยลง เสียงเบสที่เข้มข้นขึ้น และทุกคนก็มีความสุข
อย่างไรก็ตาม อาจมีข้อโต้แย้งตามมาที่นี่ พวกเขากล่าวว่า ถ้าลวดมีความหนาเพียงพอ ก็จะสูญเสียไปเพียงเล็กน้อย แล้วทำไมจึงใช้ตัวเก็บประจุ? แต่ตัวเก็บประจุก็จะมีประโยชน์ในกรณีนี้เช่นกัน การดึงกระแสของแอมพลิฟายเออร์มักจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วมากและแบตเตอรี่ธรรมดาใด ๆ ก็ค่อนข้างเฉื่อย ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสามารถจ่ายประจุจำนวนมากได้ แต่ก็ไม่สามารถทำได้ในทันทีตามที่เครื่องขยายเสียงต้องการในบางครั้ง ผลที่ตามมาของความล่าช้านี้คืออีกครั้ง การขาดพลังงานในช่วงเวลาเริ่มต้นของการบริโภคในปัจจุบันถึงจุดสูงสุดอย่างรวดเร็ว ตัวเก็บประจุสามารถปล่อยประจุได้เร็วมาก เร็วกว่าแบตเตอรี่มาก ช่วยชดเชยความเฉื่อยของแบตเตอรี่และแอมพลิฟายเออร์จะได้รับกำลังไฟเต็มอีกครั้ง

ตัวเก็บประจุจะชดเชย อิทธิพลเชิงลบความต้านทานของสายไฟ แต่สำหรับสิ่งนี้จะต้องติดตั้งให้ใกล้กับเครื่องขยายเสียงมากที่สุด โดยหลักการแล้ว ควรมีสายไฟจ่ายไม่เกิน 10-20 ซม. ระหว่างสายกับเครื่องขยายเสียง มิฉะนั้นผลของการใช้งานจะลดลงจนเกือบเป็นศูนย์

จากประวัติศาสตร์
บรรพบุรุษของตัวเก็บประจุสมัยใหม่คือโถ Leyden ซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในปี 1745 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Muschenbroek และ Kuneus นักเรียนของเขาซึ่งอาศัยอยู่ในเมือง Leiden นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Kleist ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่คล้ายกันที่เรียกว่า "ขวดทางการแพทย์" แบบคู่ขนานและเป็นอิสระ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสะสมประจุได้และด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา จึงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เป็นครั้งแรก จุดประกายเทียม

อนึ่ง
ในการติดตั้งแห่งหนึ่ง ฉันสอดแนมอย่างหนึ่ง ทางออกที่น่าสนใจ- มีการติดตั้งแบตเตอรี่ตัวเก็บประจุขนาดเล็กแบบโฮมเมดใกล้กับเครื่องขยายเสียง เพื่อปรับปรุงอัตราการยิงให้ดียิ่งขึ้น พวกเขาจึงถูกสับด้วยตัวเก็บประจุขนาดเล็กมาก โดยมีความจุเพียง 0.1-1 ไมโครฟารัด ระบบไม่ได้ออกแบบมาเพื่อระดับเสียง แต่เพื่อคุณภาพเสียง ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าประทับใจมาก ตัวเก็บประจุส่งผลต่อเสียงไม่เพียงแต่ความถี่ต่ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความถี่กลางด้วย

เมื่อเลือกตัวเก็บประจุสำหรับระบบเสียงของคุณ ให้ยึดตามกฎ - 1 ฟารัดต่อกำลังของเครื่องขยายเสียงทุกๆ 1000 W RMS

ความจุของตัวเก็บประจุวัดเป็นฟารัด 1 ฟารัดเป็นความจุขนาดใหญ่มาก ลูกบอลที่มีรัศมีเท่ากับ 13 (!) รัศมีของดวงอาทิตย์จะมีความจุดังกล่าว สำหรับการเปรียบเทียบ ความจุของโลกของเรา (หรือเทียบเท่ากับลูกบอลขนาดเท่าโลกในฐานะตัวนำเดี่ยวที่แยกจากกัน) มีค่าเพียงประมาณ 700 ไมโครฟารัด

น้อยกว่าดีกว่า
ตลาดมีหลายรุ่นตั้งแต่ "คอนเดอร์" ที่ค่อนข้างเล็กที่มีความจุ 0.5 ฟารัดไปจนถึงหน่วยมหึมาที่มีความจุได้หลายสิบฟารัด จะเลือกอันไหน ความจุขนาดใหญ่นั้นดีเสมอไปหรือไม่?
คุณต้องเลือกตัวเก็บประจุที่เหมาะสมตามกำลังของแอมพลิฟายเออร์ เราสามารถดำเนินการต่อได้จากการทดลอง กฎที่ตั้งขึ้น“ 1 ฟารัดต่อ 1,000 W” (โดยธรรมชาติแล้วนี่ไม่ได้หมายถึงสูงสุด 1,000 W ซึ่งวัดโดยพระเจ้ารู้วิธีการ แต่กำลัง 1,000 W RMS) ตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายไฟของเครื่องขยายเสียงเบสแบบช่องเดียวที่มีกำลัง 700 W สามารถรองรับได้ด้วยตัวเก็บประจุ 1 ฟารัดและสำหรับ 4 แชนเนลพิกัด 4x100 W ความจุ 0.5 ฟารัดก็ค่อนข้างเหมาะสม
สามารถติดตั้งคาปาซิเตอร์ขนาดใหญ่ขึ้นได้หรือไม่? เป็นไปได้ แต่ประเด็นทั้งหมดก็คือ ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่มักจะทำงานช้ากว่า พวกมันจะดูเหมือนแบตเตอรี่ที่ช้าเป็นพิเศษมากกว่าตัวเก็บประจุแบบเร็ว ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะใช้เฉพาะในกรณีที่คุณกำลังสร้างระบบเสียงที่ทรงพลังจริงๆ ซึ่งออกแบบมาสำหรับเพลง "ไส้กรอก" ด้วยเสียงเบสที่หนักแน่นและเสียงที่ไม่เร็วเกินไป เช่น เพลงคลับ. ความสามารถของตัวเก็บประจุในการปล่อยประจุอย่างรวดเร็วจะจางหายไปในพื้นหลัง
จริงอยู่ หากคุณกำลังจะเข้าร่วมการแข่งขัน SPL (ความดันเสียงไม่จำกัด) หรือเป็นแฟนเพลงที่ดังและมีเสียงเบสที่ต่ำมากและยาวนาน คุณจะไม่สามารถวางใจได้ว่าตัวเก็บประจุจะรองรับได้มากนัก ท้ายที่สุดแล้วหลักการทั้งหมดของการทำงานคือการปล่อยประจุสะสมในช่วงแรกของการใช้กระแสไฟของเครื่องขยายเสียง นอกจากนี้ “กระป๋องเปล่า” ที่เชื่อมต่อขนานกับเครื่องขยายเสียงอาจก่อให้เกิดอันตรายมากกว่าผลดีได้
หากคุณคิดว่าคุณต้องการตัวเก็บประจุขนาดใหญ่จริงๆ แต่คุณไม่ต้องการสูญเสียความเร็วในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ คุณสามารถรับความจุที่ต้องการได้โดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุขนาดเล็กหลายตัวแบบขนาน

อนึ่ง

ลดราคา ไม่เพียงแต่คุณจะพบตัวเก็บประจุที่ "บริสุทธิ์" เท่านั้น แต่ยังมี "ตัวเก็บประจุบวกแบตเตอรี่ขนาดเล็ก" แบบลูกผสมอีกด้วย ตามแนวคิดของนักพัฒนา แบตเตอรี่ควรมีความจุใกล้เคียงกับความจุของตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ และตัวเก็บประจุขนาดเล็กที่รวมอยู่ในอุปกรณ์ควรรับประกันความเร็วของการตอบสนองของอุปกรณ์ต่อการเปลี่ยนแปลงการใช้กระแสไฟของแอมพลิฟายเออร์

จะชาร์จตัวเก็บประจุอย่างถูกต้องได้อย่างไร?
ไม่มีความลับใดที่คุณจะต้องซ่อมแซมสายไฟและเชื่อมต่ออุปกรณ์ทุกประเภทโดยถอดขั้วออกจากแบตเตอรี่ กฎปกติความปลอดภัย. แต่สมมติว่าคุณได้ติดตั้งทุกอย่าง เชื่อมต่อแล้วตัดสินใจว่าถึงเวลาเปิดใช้งานแล้ว และทุกอย่างคงจะดี แต่หลายคนลืมไปว่าเมื่อเปิดเครื่องครั้งแรกตัวเก็บประจุยังคงคายประจุอยู่ แต่นี่เป็นอุปกรณ์ที่ไม่เพียงแต่สามารถส่งมอบเท่านั้น แต่ยังสะสมประจุได้เร็วมากอีกด้วย ดังนั้นทันทีที่ขั้วสัมผัสแบตเตอรี่ "ขวด" ที่ว่างเปล่าจะเริ่มชาร์จทันทีกระแสขนาดใหญ่ไหลผ่านตัวเก็บประจุและไม่กี่วินาทีก็จะกลายเป็นจัมเปอร์ทำให้เกิดการลัดวงจรของ "+" และ " -” ของแบตเตอรี่ อย่างน้อยที่สุดขั้วจะต้องทนทุกข์ทรมานและตรงเวลาเหมือนกับอิเล็กโทรดเชื่อมแต่อาจจะไม่คุ้มที่จะพูดถึงฟิวส์เลย จะทำอย่างไร จะชาร์จตัวเก็บประจุอย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งนี้ได้อย่างไร
ทางเลือกที่ง่ายที่สุดคือใช้หลอดไฟขนาด 12 โวลต์ ก่อนที่คุณจะติดขั้วต่อ เพียงเชื่อมต่อระหว่างขั้วแบตเตอรี่และขั้วต่อแบบ snap-on สักสองสามวินาที ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จ แต่กระแสไฟกระชากที่รุนแรงจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จอย่างเงียบ ๆ ผ่านหลอดไฟ ขณะที่ชาร์จ มันจะเรืองแสงหรี่ลงและหรี่ลง และเมื่อดับลงอย่างสมบูรณ์ นี่จะหมายความว่าตัวเก็บประจุถูกชาร์จแล้ว และคุณสามารถสวมและซ่อมขั้วได้อย่างปลอดภัย

ที่ การเชื่อมต่อแบบขนานตัวเก็บประจุ ความจุของมันจะเพิ่มขึ้น

อนึ่ง

ตัวเก็บประจุหลายตัวมีวงจร "ประจุอ่อน" พวกเขามี ข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้-ไม่จำเป็นต้องชาร์จผ่านหลอดไฟวงจรจะช่วยลดกระแสไฟกระชากเมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ "ว่าง" สะดวกไหม อย่างแน่นอน แต่วงจรดังกล่าวเป็นความต้านทานที่ไม่จำเป็นในวงจรไฟฟ้าซึ่งทำให้ตัวเก็บประจุโชคไม่ดี ไร้ประโยชน์จริง ๆ ครั้งหนึ่งสำหรับนิตยสาร Car Music เราก็ทำไปแล้ว การทดสอบเปรียบเทียบตัวเก็บประจุ พวกเขาเอาแอมพลิฟายเออร์เชื่อมต่อด้วยลวดบาง ๆ โดยจงใจ "โหลด" ด้วยสัญญาณที่ซับซ้อน (สำหรับผู้ที่สนใจลำดับพัลส์ 50-Hz ที่มีความถี่ 130 ครั้งต่อนาที) และตรวจสอบที่ระดับของสัญญาณนี้ แรงดันไฟฟ้าของเครื่องขยายเสียงจะ "ลดลง" จนถึงเกณฑ์การปิดเครื่อง ดังนั้นเมื่อเราเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับวงจรประจุแบบอ่อนก็ไม่มีความแตกต่างเลย แต่ "กระป๋อง" นักพรตซึ่งไม่มีอะไรฟุ่มเฟือยเลยทำให้สามารถเพิ่มระดับสัญญาณได้ก่อนที่แอมพลิฟายเออร์จะเริ่มตัดเป็น 2.5-3 dB และนี่ก็เกือบสองเท่า ดังนั้น คิดสิบครั้งก่อนตัดสินใจซื้อ “เครื่องปรับอากาศที่สะดวกสบายมีเสียงกริ่ง” เสียงระฆังเหล่านี้มีผลเสียมากกว่าผลดี