ยินดีต้อนรับสู่คำแนะนำเกี่ยวกับคอนเดนเซอร์

คอนเดนเซอร์คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแพสซีฟ ที่ประกอบด้วยวัสดุนำไฟฟ้าตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปคั่นด้วยวัสดุฉนวนไฟฟ้า

คอนเดนเซอร์สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปของปริมาณประจุไฟฟ้า ซึ่งสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้า電位差 (Static Voltage) ผ่านแผ่นคอนเดนเซอร์ คล้ายกับแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จใหม่ได้

คอนเดนเซอร์มีหลายประเภท มีตั้งแต่ลูกปัดคอนเดนเซอร์ขนาดเล็กในวงจรเรโซแนนซ์

ไปจนถึงคอนเดนเซอร์แก้ปัญหาตัวประกอบกำลังไฟฟ้าขนาดใหญ่ ไม่ว่าจะมีขนาดเท่าใดก็ตาม พวกเขาทำหน้าที่เก็บปริมาณประจุไฟฟ้าเช่นเดียวกัน

โครงสร้างคอนเดนเซอร์พื้นฐาน

คอนเดนเซอร์ประกอบด้วยแผ่นตัวนำ (โลหะ) ขนานกัน ที่คั่นด้วยวัสดุฉนวนไฟฟ้าเช่น กระดาษเคลือบน้ำมัน, ไมกา, เซรามิก, พลาสติก หรือเจล เช่นเดียวกับที่พบในคอนเดนเซอร์อีเล็กโทรไลต์ ซึ่งชั้นฉนวนไฟฟ้าที่ใช้คั่นระหว่างแผ่นจะเรียกว่า ไดอิเล็กทริก 

การทำงานของคอนเดนเซอร์

ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (DC) คอนเดนเซอร์จะชาร์จพลังไปที่แหล่งจ่ายไฟของมัน แต่จะปิดกั้นการไหลของกระแสไฟฟ้า เนื่องจากไดอิเล็กทริกไม่ใช่สื่อนำกระแสไฟฟ้า ในทางกลับกัน ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) กระแสไฟฟ้าจะผ่านคอนเดนเซอร์ที่มีความต้านทานต่ำเท่านั้น

ประจุบวกและประจุลบที่อยู่ในรูปของโปรตอนและอิเล็กตรอนจะสะสมบนแผ่น เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ( DC) คอนเดนเซอร์จะเข้าสู่สถานะคงที่ โดยที่กระแสไฟฟ้าจะไม่ไหลเข้าไป เนื่องจากไดอิเล็กทริกมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าจะอยู่ในระดับสูงสุด เมื่อแผ่นคอนเดนเชอร์คายประจุจนหมด และค่อยๆ ลดลง จนถึงศูนย์ เมื่อแผ่นคอนเดนเชอร์ชาร์จจนมีความต่างศักย์เท่ากับแหล่งจ่ายไฟ

ความจุคอนเดนเซอร์

ปริมาณความต่างศักย์ของแผ่นคอนเดนเซอร์จะขึ้นอยู่กับปริมาณประจุที่ถูกฝังบนแผ่น และความจุคอนเดนเซอร์

คอนเดนเซอร์แบบแผ่นขนาน

คอนเดนเซอร์แบบแผ่นขนานคือ คอนเดนเซอร์ที่เรียบง่ายที่สุด สร้างขึ้นจากแผ่นโลหะ หรือฟอยล์เคลือบโลหะสองแผ่น ที่แยกออกจากกันด้วยระยะห่างคงที่ ความจุคอนเดนเซอร์จะขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของแผ่นคอนเดนเชอร์ และระยะห่าง การเปลี่ยนแปลงค่าเหล่านี้จะเปลี่ยนความจุ และรองรับการทำงานของคอนเดนเซอร์แบบปรับค่าได้

การวัดปริมาณประจุ

ในการหาค่าความจุของคอนเดนเซอร์ ให้จ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่คอนเดนเซอร์ และวัดปริมาณประจุบนแผ่นคอนเดนเชอร์  โดยความจุ (C) สามารถคำนวณจากสูตร: C = Q/V หรือจัดเรียงลำดับใหม่เป็น Q = C x V

การจัดเก็บพลังงาน

พลังงานภายในประจุของคอนเดนเซอร์จะถูกจัดเก็บในรูปแบบของสนามไฟฟ้าสถิตระหว่างแผ่นคอนเดนเชอร์ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลเข้าสู่คอนเดนเซอร์ สนามไฟฟ้าสถิตจะแข็งแกร่งและกักเก็บพลังงานได้มากขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลออกในขณะที่จ่ายพลังงานจะทำให้สนามไฟฟ้าอ่อนลง เนื่องจากพลังงานออกจากแผ่นคอนเดนเชอร์

คุณสมบัติด้านความจุ

คุณสมบัติการเก็บปริมาณประจุในสนามไฟฟ้าสถิตเรียกว่า ความจุคอนเดนเชอร์ โดยความจุสามารถต้านทางการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าทั่วคอนเดนเซอร์ได้

การวัดความจุคอนเดนเซอร์

ความจุคอนเดนเซอร์วัดเป็นหน่วยฟาราด (F) ซึ่งมาจากชื่อของนักฟิสิกส์ชาวบริติชนามว่า ไมเคิล ฟาราเดย์ โดยหนึ่งฟาราดหมายถึง การเก็บประจุไฟฟ้าหนึ่งคูลอมบ์ไว้หนึ่งโวลต์  พหุคูณย่อยของฟาราดที่ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายมีดังต่อไปนี้:

• ไมโครฟาราด (μF)  1μF = 0.000001 F = 10-6 F
• นาโนฟาราด (nF)  1nF = 0.000000001 F = 10-9 F
• พิโคฟาราด (pF)  1pF = 0.000000000001 F = 10-12 F