การกำหนด picofarads บนตัวเก็บประจุ ความจุไฟฟ้า ฟารัด. ฟารัด หน่วย หุ้น, ไมโครฟารัด, นาโนฟารัด, พิโกฟารัด ความสัมพันธ์. สูตร

ความยาวและระยะทาง มวล การวัดปริมาตรของผลิตภัณฑ์จำนวนมากและอาหาร พื้นที่ ปริมาณและหน่วยของการวัดในสูตรการทำอาหาร อุณหภูมิ ความดัน ความเค้นเชิงกล โมดูลัสของ Young พลังงานและการทำงาน กำลัง พลังงาน เวลา ความเร็วสายมุมแบน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ตัวเลข หน่วยวัดปริมาณข้อมูล อัตราแลกเปลี่ยน ขนาดเสื้อผ้าและรองเท้าสตรี ขนาดเสื้อผ้าและรองเท้าบุรุษ ความเร็วเชิงมุมและการเร่งความเร็ว ความเร่งเชิงมุมความหนาแน่น ปริมาตรจำเพาะ โมเมนต์ความเฉื่อย โมเมนต์ของแรง แรงบิด ค่าความร้อนจำเพาะ (โดยมวล) ความหนาแน่นของพลังงานและค่าความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิง (โดยปริมาตร) ความแตกต่างของอุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ความต้านทานความร้อน ค่าการนำความร้อนจำเพาะ ความจุความร้อนจำเพาะ ความหนาแน่นของฟลักซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน อัตราการไหลตามปริมาตร อัตราการไหลของมวล อัตราการไหลของโมลาร์ ความหนาแน่นของการไหลของมวล ความเข้มข้นของโมลาร์ ความเข้มข้นของมวลในสารละลาย ความหนืดไดนามิก (สัมบูรณ์) ความหนืดจลนศาสตร์ แรงตึงผิว การซึมผ่านของไอ การซึมผ่านของไอ อัตราการถ่ายเทไอ ระดับเสียง ความไวของไมโครโฟน ระดับความดันเสียง (SPL) ความสว่าง ความเข้มของการส่องสว่าง ความสว่าง ความละเอียดในคอมพิวเตอร์กราฟิก คลื่นความถี่และความยาว พลังงานในไดออปเตอร์และความยาวโฟกัส พลังงานในไดออปเตอร์และกำลังขยายของเลนส์ (×) ประจุไฟฟ้า ความหนาแน่นของประจุเชิงเส้น พื้นที่ผิว ความหนาแน่นของประจุ ความหนาแน่นของประจุจำนวนมาก กระแสไฟฟ้า ความหนาแน่นกระแสเชิงเส้น ความหนาแน่นกระแสพื้นผิว ความแข็งแรง สนามไฟฟ้าศักย์ไฟฟ้าสถิตและแรงดันไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า จำเพาะ ความต้านทานไฟฟ้าการนำไฟฟ้า การนำไฟฟ้า การนำไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า การเหนี่ยวนำ ระดับเกจของ American Wire ในหน่วย dBm (dBm หรือ dBmW), dBV (dBV), วัตต์ ฯลฯ หน่วย แรงแม่เหล็กของแรงแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กฟลักซ์แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก อัตราการดูดซึมของรังสีไอออไนซ์ กัมมันตภาพรังสี การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ปริมาณรังสีที่ได้รับ ปริมาณการดูดซึม คำนำหน้าทศนิยม การสื่อสารข้อมูล การพิมพ์และการถ่ายภาพ หน่วยปริมาตรไม้ การคำนวณมวลโมลาร์ ระบบเป็นระยะ องค์ประกอบทางเคมีดี ไอ เมนเดเลเยฟ

1 ไมโครฟารัด [uF] = 1E-06 ฟารัด [F]

ค่าเริ่มต้น

มูลค่าแปลง

farad exafarad petafarad terafarad gigafarad megafarad kilofarad hectofarad decafarad decafarad decifarad centifarad millifarad ไมโครฟารัด nanofarad picofarad femtofarad attofarad coulomb ต่อโวลต์ abfarad หน่วยความจุ CGSM statfarad CGSE หน่วยความจุ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุไฟฟ้า

ข้อมูลทั่วไป

ความจุไฟฟ้าเป็นค่าที่กำหนดความสามารถของตัวนำในการสะสมประจุ เท่ากับอัตราส่วนของประจุไฟฟ้าต่อความต่างศักย์ระหว่างตัวนำ:

C = Q/∆φ

ที่นี่ Q - ค่าไฟฟ้า, วัดเป็นคูลอมบ์ (C), - ความต่างศักย์ วัดเป็นโวลต์ (V)

ในระบบ SI ความจุไฟฟ้าวัดเป็นฟารัด (F) หน่วยวัดนี้ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday

Farad เป็นความจุขนาดใหญ่มากสำหรับตัวนำฉนวน ดังนั้น ลูกบอลโลหะเดี่ยวที่มีรัศมี 13 ดวงสุริยะจะมีความจุ 1 ฟารัด และความจุของลูกบอลโลหะที่มีขนาดเท่ากับโลกจะอยู่ที่ประมาณ 710 microfarads (uF)

เนื่องจาก 1 ฟารัดเป็นความจุขนาดใหญ่มาก จึงใช้ค่าที่น้อยกว่า เช่น microfarad (uF) เท่ากับหนึ่งในล้านของฟารัด นาโนฟารัด (nF) เท่ากับหนึ่งในพันล้าน; picofarad (pF) เท่ากับหนึ่งล้านล้านฟารัด

ในระบบ CGSE หน่วยพื้นฐานของความจุคือเซนติเมตร (ซม.) 1 เซนติเมตรของความจุคือความจุไฟฟ้าของทรงกลมที่มีรัศมี 1 เซนติเมตรวางไว้ในสุญญากาศ CGSE เป็นระบบเพิ่มเติมของ CGS สำหรับอิเล็กโทรไดนามิกส์ กล่าวคือ ระบบของหน่วยที่ใช้เซนติเมตร กรัม และวินาทีเป็นหน่วยพื้นฐานในการคำนวณความยาว มวล และเวลาตามลำดับ ใน CGS แบบขยาย ซึ่งรวมถึง CGSE ค่าคงที่ทางกายภาพบางค่าจะถูกนำมาเป็นเอกภาพเพื่อทำให้สูตรง่ายขึ้นและทำให้การคำนวณง่ายขึ้น

การใช้ความจุ

ตัวเก็บประจุ - อุปกรณ์สำหรับเก็บประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แนวคิดของความจุไฟฟ้าไม่เพียงใช้กับตัวนำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวเก็บประจุด้วย ตัวเก็บประจุเป็นระบบของตัวนำสองตัวที่คั่นด้วยไดอิเล็กตริกหรือสุญญากาศ ในเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด การออกแบบตัวเก็บประจุประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วในรูปของเพลต (แผ่น) ตัวเก็บประจุ (จากภาษาละติน condensare - "การควบแน่น", "เพื่อทำให้ข้นขึ้น") - อุปกรณ์สองขั้วสำหรับสะสมประจุและพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยตัวนำสองตัวคั่นด้วยฉนวนบางชนิด ตัวอย่างเช่นบางครั้งนักวิทยุสมัครเล่นหากไม่มีชิ้นส่วนสำเร็จรูปให้ปรับตัวเก็บประจุสำหรับวงจรของพวกเขาจากชิ้นส่วนของเส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันซึ่งหุ้มด้วยสารเคลือบเงาในขณะที่ลวดทินเนอร์จะพันบนเส้นที่หนากว่า ด้วยการปรับจำนวนรอบ นักวิทยุสมัครเล่นจะปรับวงจรอุปกรณ์ให้ตรงกับความถี่ที่ต้องการ ตัวอย่างภาพของตัวเก็บประจุบน ไดอะแกรมไฟฟ้าแสดงในรูป

ประวัติอ้างอิง

แม้กระทั่งเมื่อ 250 ปีที่แล้ว หลักการของการสร้างตัวเก็บประจุก็เป็นที่รู้จัก ดังนั้นในปี ค.ศ. 1745 ในเมืองไลเดนนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Ewald Jürgen von Kleist และนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Pieter van Muschenbrook ได้สร้างตัวเก็บประจุตัวแรก - "ขวดไลเดน" - ผนังของโถแก้วเป็นอิเล็กทริกในนั้นและน้ำในภาชนะ และฝ่ามือของผู้ทดลองถือภาชนะทำหน้าที่เป็นจาน "ธนาคาร" ดังกล่าวทำให้สามารถสะสมประจุของไมโครคูลอมบ์ (μC) ได้ หลังจากที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นก็มักจะทดลองและนำเสนอต่อสาธารณชน ในการทำเช่นนี้ โถแรกจะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าสถิตโดยการถู หลังจากนั้น หนึ่งในผู้เข้าร่วมได้สัมผัสขวดโหลด้วยมือของเขา และได้รับไฟฟ้าช็อตเล็กน้อย เป็นที่ทราบกันว่าพระปารีส 700 รูปจับมือกันทำการทดลองไลเดน ขณะที่ภิกษุรูปแรกแตะหัวโถ พระภิกษุทั้ง 700 รูป หดเกร็งตัวเดียว กรีดร้องด้วยความสยดสยอง

“โถ Leyden” มาถึงรัสเซียแล้ว ขอบคุณพระเจ้าซาร์ปีเตอร์ที่ 1 ชาวรัสเซีย ที่ได้พบกับ Mushenbrook ขณะเดินทางไปยุโรป และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดลองกับ “ เลย์เดน jar". Peter I ก่อตั้ง Academy of Sciences ในรัสเซีย และสั่งเครื่องมือต่างๆ สำหรับ Academy of Sciences จาก Mushenbruk

ในอนาคต ตัวเก็บประจุมีการปรับปรุงและมีขนาดเล็กลง และความจุของตัวเก็บประจุก็เพิ่มมากขึ้น ตัวเก็บประจุใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ที่สามารถใช้ปรับแต่งเครื่องรับให้เป็นความถี่ที่ต้องการได้

มีตัวเก็บประจุหลายประเภทที่แตกต่างกันในค่าคงที่หรือ ความจุตัวแปรและวัสดุอิเล็กทริก

ตัวอย่างตัวเก็บประจุ

อุตสาหกรรมผลิตตัวเก็บประจุหลายประเภทเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ แต่ลักษณะสำคัญคือความจุและแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

ค่าปกติ ตู้คอนเทนเนอร์ตัวเก็บประจุแตกต่างจากหน่วยของ picofarads ไปจนถึงไมโครฟารัดหลายร้อยตัว ยกเว้นอิออนซึ่งมีลักษณะการสร้างความจุแตกต่างกันเล็กน้อย - เนื่องจากชั้นสองที่อิเล็กโทรด - ในที่นี้คล้ายกับแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี ตัวเก็บประจุยิ่งยวดแบบนาโนทิวบ์มีพื้นผิวอิเล็กโทรดที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก ตัวเก็บประจุประเภทนี้มีค่าความจุทั่วไปหลายสิบฟารัด และในบางกรณีก็สามารถแทนที่แบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีแบบเดิมเป็นแหล่งกระแสได้

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสองของตัวเก็บประจุคือ แรงดันใช้งาน. การเกินพารามิเตอร์นี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของตัวเก็บประจุ ดังนั้นเมื่อสร้างวงจรจริง เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน

เพื่อเพิ่มค่าความจุหรือแรงดันใช้งาน จะใช้วิธีการรวมตัวเก็บประจุเข้ากับแบตเตอรี่ ที่ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัว แรงดันไฟทำงานสองเท่า และความจุรวมลดลงครึ่งหนึ่ง ที่ การเชื่อมต่อแบบขนานตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัว แรงดันใช้งานยังคงเท่าเดิม และความจุรวมจะเพิ่มเป็นสองเท่า

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสามของตัวเก็บประจุคือ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงความจุ (TKE). มันให้แนวคิดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความจุภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็นตัวเก็บประจุ .ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน วัตถุประสงค์ทั่วไปข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์ที่ไม่สำคัญ และสำหรับตัวเก็บประจุวัตถุประสงค์พิเศษ (แรงดันสูง ความแม่นยำ และ TKE ต่างๆ)

เครื่องหมายตัวเก็บประจุ

เช่นเดียวกับตัวต้านทาน ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ สามารถใช้การทำเครื่องหมายแบบเต็มเพื่อระบุความจุเล็กน้อย ระดับการลดพิกัด และแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน สำหรับตัวเก็บประจุขนาดเล็ก ให้ใช้ การทำเครื่องหมายรหัสตัวเลขสามหรือสี่หลัก การทำเครื่องหมายตัวอักษรผสมตัวเลขและเครื่องหมายสี

ตารางที่เกี่ยวข้องสำหรับการคำนวณเครื่องหมายใหม่ตามมูลค่าหน้าบัตร แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน และ TKE สามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต แต่วิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับการตรวจสอบมูลค่าหน้าบัตรและความสามารถในการให้บริการขององค์ประกอบวงจรจริงยังคงใช้วัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุแบบบัดกรีโดยตรง โดยใช้มัลติมิเตอร์

คำเตือน:เนื่องจากตัวเก็บประจุสามารถสะสมประจุขนาดใหญ่ที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย ไฟฟ้าช็อตก่อนทำการวัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุ จำเป็นต้องคายประจุโดยการลัดวงจรขั้วต่อด้วยลวดที่มีความต้านทานสูงของฉนวนภายนอก สายไฟมาตรฐานของอุปกรณ์วัดเหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งนี้

ตัวเก็บประจุออกไซด์:ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีความจุจำเพาะสูง กล่าวคือ ความจุต่อหน่วยน้ำหนักของตัวเก็บประจุ แผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุดังกล่าวมักจะเป็นเทปอลูมิเนียมเคลือบด้วยชั้นของอะลูมิเนียมออกไซด์ แผ่นที่สองคืออิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากตัวเก็บประจุออกไซด์มีขั้ว จึงมีความสำคัญพื้นฐานที่จะรวมตัวเก็บประจุดังกล่าวในวงจรอย่างเคร่งครัดตามขั้วแรงดันไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุแบบแข็ง:แทนที่จะใช้อิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิม พวกเขาใช้พอลิเมอร์อินทรีย์ที่นำกระแสไฟฟ้าหรือสารกึ่งตัวนำเป็นซับใน

ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน:ความจุสามารถเปลี่ยนได้โดยอัตโนมัติ แรงดันไฟฟ้าหรือมีอุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม:ช่วงความจุของตัวเก็บประจุประเภทนี้อยู่ที่ประมาณ 5pF ถึง 100uF

มีตัวเก็บประจุชนิดอื่นๆ

ไอออนิสเตอร์

ทุกวันนี้ ไอออนิสเตอร์กำลังได้รับความนิยม ไอออนิสเตอร์ (supercapacitor) เป็นไฮบริดของตัวเก็บประจุและแหล่งกระแสเคมี ประจุที่สะสมอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อสองตัว - อิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ การสร้างอิออนิสเตอร์เริ่มขึ้นในปี 2500 เมื่อมีการจดสิทธิบัตรตัวเก็บประจุที่มีชั้นไฟฟ้าสองชั้นบนอิเล็กโทรดคาร์บอนที่มีรูพรุน ชั้นสองและวัสดุที่มีรูพรุนช่วยเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวโดยการเพิ่มพื้นที่ผิว ในอนาคต เทคโนโลยีนี้ได้รับการเสริมและปรับปรุง ไอออนิสเตอร์เข้าสู่ตลาดในช่วงต้นทศวรรษที่แปดของศตวรรษที่ผ่านมา

ด้วยการถือกำเนิดของอิออนิสเตอร์ มันจึงเป็นไปได้ที่จะใช้พวกมันใน วงจรไฟฟ้าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้า ตัวเก็บประจุยิ่งยวดดังกล่าวมีอายุการใช้งานยาวนาน น้ำหนักเบา ความเร็วสูงการชาร์จ-การคายประจุ ในอนาคต คาปาซิเตอร์ชนิดนี้สามารถทดแทนแบตเตอรี่ทั่วไปได้ ข้อเสียเปรียบหลักของตัวเก็บประจุยิ่งยวดคือพลังงานจำเพาะที่ต่ำกว่า (พลังงานต่อหน่วยน้ำหนัก) กว่าแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี แรงดันไฟในการทำงานต่ำและการคายประจุเองอย่างมีนัยสำคัญ

Ionistors ใช้ในรถยนต์ Formula 1 ในระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ในระหว่างการเบรก ไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในมู่เล่ แบตเตอรี่ หรืออิออนเพื่อการใช้งานต่อไป

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อิออนนิสเตอร์ถูกใช้เพื่อทำให้แหล่งจ่ายไฟหลักมีความเสถียรและเป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องเล่น ไฟฉาย เครื่องวัดค่าสาธารณูปโภคอัตโนมัติ และอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่อื่นๆ ที่มีโหลดต่างกัน โดยให้กำลังเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

ในการขนส่งสาธารณะ การใช้ไอออนิกมีแนวโน้มสูงเป็นพิเศษสำหรับรถราง เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะใช้งานระบบอัตโนมัติและเพิ่มความคล่องแคล่ว ไอออนิสเตอร์ยังใช้ในรถโดยสารและรถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่น

ปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าผลิตโดยบริษัทหลายแห่ง เช่น General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric มหาวิทยาลัยโตรอนโตได้ร่วมมือกับ Toronto Electric เพื่อพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า A2B ของแคนาดาทั้งหมด ใช้ไอออนิสเตอร์ร่วมกับแหล่งพลังงานเคมี ซึ่งเรียกว่าการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าแบบไฮบริด เครื่องยนต์ของรถคันนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีน้ำหนัก 380 กิโลกรัม แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคารถยนต์ไฟฟ้าใช้สำหรับการชาร์จไฟ

หน้าจอสัมผัสแบบ Capacitive

อุปกรณ์สมัยใหม่ใช้หน้าจอสัมผัสมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมอุปกรณ์ได้โดยการสัมผัสแผงแสดงสถานะหรือหน้าจอ หน้าจอสัมผัสมีหลายประเภท: ตัวต้านทาน, คาปาซิทีฟและอื่นๆ พวกเขาสามารถตอบสนองต่อการสัมผัสพร้อมกันอย่างน้อยหนึ่งครั้ง หลักการทำงานของหน้าจอ capacitive ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าวัตถุความจุสูงดำเนินการ กระแสสลับ. ในกรณีนี้ วัตถุนี้คือร่างกายมนุษย์

หน้าจอ capacitive พื้นผิว

ดังนั้นหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive แบบพื้นผิวจึงเป็นแผงกระจกที่เคลือบด้วยวัสดุต้านทานแบบโปร่งใส ในฐานะที่เป็นวัสดุต้านทาน มักใช้โลหะผสมของอินเดียมออกไซด์และดีบุกออกไซด์ ซึ่งมีความโปร่งใสสูงและความต้านทานพื้นผิวต่ำ อิเล็กโทรดที่จ่ายชั้นนำไฟฟ้าที่มีขนาดเล็ก แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตั้งอยู่ที่มุมของหน้าจอ เมื่อแตะหน้าจอด้วยนิ้ว กระแสไฟรั่วจะปรากฏขึ้น ซึ่งเซ็นเซอร์ทั้งสี่มุมลงทะเบียนและส่งไปยังคอนโทรลเลอร์ซึ่งกำหนดพิกัดของจุดสัมผัส

ข้อดีของหน้าจอดังกล่าวคือความทนทาน (ประมาณ 6.5 ปีของการคลิกโดยมีช่วงเวลาหนึ่งวินาทีหรือประมาณ 200 ล้านคลิก) มีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) ด้วยข้อดีเหล่านี้ หน้าจอ capacitive จึงสามารถแทนที่หน้าจอแบบ resistive ได้ตั้งแต่ปี 2009

ข้อเสียของหน้าจอ capacitive คือทำงานได้ไม่ดีที่อุณหภูมิต่ำมีปัญหาในการใช้หน้าจอกับถุงมือ หากการเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่บนพื้นผิวด้านนอก หน้าจอจะค่อนข้างเปราะบาง ดังนั้นหน้าจอแบบคาปาซิทีฟจึงถูกใช้ในอุปกรณ์ที่ได้รับการปกป้องจากสภาพอากาศเท่านั้น

หน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้

นอกจากหน้าจอ capacitive บนพื้นผิวแล้ว ยังมีหน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้อีกด้วย ความแตกต่างอยู่ที่การใช้กริดอิเล็กโทรดที่ด้านในของหน้าจอ อิเล็กโทรดที่สัมผัสกับร่างกายมนุษย์จะสร้างตัวเก็บประจุ ด้วยกริด คุณจะได้พิกัดที่แน่นอนของการสัมผัส หน้าจอโปรเจ็กเตอร์ capacitive ตอบสนองต่อการสัมผัสในถุงมือบาง

หน้าจอ capacitive ที่ฉายยังมีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) มีความทนทานและแข็งแรงเพียงพอ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนถนนด้วย

คุณพบว่าการแปลหน่วยการวัดจากภาษาหนึ่งเป็นอีกภาษาหนึ่งเป็นเรื่องยากหรือไม่ เพื่อนร่วมงานพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ โพสต์คำถามไปที่ TCTermsและภายในไม่กี่นาทีคุณจะได้รับคำตอบ

ให้เข้าใจว่าคืออะไร ความจุ ตัวนำไฟฟ้า, ตัวเก็บประจุ เป็นองค์ประกอบของวงจรก่อนอื่นมาดูกันว่าโดยทั่วไปคืออะไร ความจุ นิยามอย่างไร?

เมื่อพูดถึงความจุ เรามักหมายถึงความกว้างขวาง นั่นคือถ้าเราพิจารณาความจุของภาชนะ ตรงนี้เราเข้าใจความจุเป็นจำนวนลิตรของสารที่บรรจุได้ หรือตัวอย่างเช่น จำนวนกิโลกรัมของสารเฉพาะ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความจุเป็นลักษณะเชิงปริมาณที่สะท้อนถึงความสามารถของวัตถุขนส่งเพื่อรองรับสารที่ขนส่ง ง่ายกว่านั้น ความจุก็คือความจุ

ในกรณีของเรา เราจะพูดถึงความจุของตัวเก็บประจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุไฟฟ้า - อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ออกแบบมาสำหรับการสะสม การจัดเก็บ และการส่งคืนพลังงานไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ในด้านอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า มีจุดประสงค์ที่หลากหลายที่สุด ในระบบพลังงานอันทรงพลัง แหล่งจ่ายไฟใช้เพื่อชดเชย พลังงานปฏิกิริยาเกิดจากการเหนี่ยวนำของสายไฟขยาย ในการแก้ปัญหาทางไฟฟ้าต่างๆ ตัวเก็บประจุจะถูกใช้เพื่อเปลี่ยนเฟสของแรงดันไฟหรือกระแส ดูดซับฮาร์โมนิกความถี่สูงของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ และลดระดับของระลอกคลื่นใน แรงดันคงที่ในอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุตสาหกรรม การกรองสัญญาณ เป็นวงจรไทม์มิ่ง และอื่นๆ อีกมากมาย

ลักษณะของตัวเก็บประจุไฟฟ้า

คุณสมบัติหลัก ตัวเก็บประจุไฟฟ้าเป็นของพวกเขา ความจุไฟฟ้า และ เล็กน้อย (ทำงาน)แรงดันไฟฟ้า .

ความจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุเป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่สามารถจัดเก็บได้ พลังงานไฟฟ้าในตัวเก็บประจุสะสมในรูปของอิเล็กตรอน กล่าวอีกนัยหนึ่งยิ่งตัวเก็บประจุสามารถเก็บอิเลคตรอนได้มากเท่าไหร่ความจุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นและในทางกลับกัน

จัดอันดับ (ทำงาน) แรงดันไฟฟ้า ระบุคุณสมบัติของวัสดุอิเล็กทริกที่ใช้ในการสร้างตัวเก็บประจุและกำหนดช่วงแรงดันไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้ เมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย ความเสี่ยงของการสลายของไดอิเล็กตริกระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นหลายครั้ง ซึ่งเป็นผลมาจากความล้มเหลวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ปัจจัยนี้สำคัญมากและต้องนำมาพิจารณาเมื่อสร้างวิทยุและอุปกรณ์ไฟฟ้า!

หน่วยวัดความจุ

ความจุวัดเป็น ฟาราดาห์. หน่วยวัดนี้มาจากรุ่นคลาสสิกและเกี่ยวข้องกับ "ประจุไฟฟ้า" ของคูลอมบ์ ในวิศวกรรมไฟฟ้าแบบคลาสสิก เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าความจุไฟฟ้า 1 ฟารัดสอดคล้องกับตัวเก็บประจุที่มีประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ โดยมีความต่างศักย์ 1 โวลต์ทั่วทั้งแผ่น แต่เนื่องจากเรารู้ว่าไม่มีประจุไฟฟ้า เราจะไม่ใช้สูตรคลาสสิกนี้อีกต่อไป มีเพียงต้องรู้ว่าความจุของตัวเก็บประจุโดยตรงขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่สามารถสะสมในการทำงานปกติ ในอีกด้านหนึ่ง Farads สามารถแลกเปลี่ยนเป็นเมกะอิเล็กตรอนหรือตัวอย่างเช่น gigaelectrons แต่เราจะไม่ทำเช่นนี้เนื่องจาก Farad สะท้อนความจุเดียวกันโดยพื้นฐานแล้วจึงตีความต่างกันเล็กน้อยและสำหรับการคำนวณ พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าแผนงานจะไม่ได้รับผลกระทบ

การกำหนดตัวเก็บประจุ

การกำหนดกราฟิกของตัวเก็บประจุแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 การแสดงกราฟิกของตัวเก็บประจุไฟฟ้า: ก) ความจุคงที่, การกำหนดทั่วไป; b) โพลาไรซ์ความจุคงที่ (อิเล็กโทรไลต์); ใน) ความจุตัวแปร; ง) การปรับแต่ง

นิกาย ตัวเก็บประจุมักถูกระบุในสามทวีคูณ - ไมโคร , ปิโก และ นาโนฟารัด :

10 -6 F - ไมโครฟารัด - µF - µF

10 -9 F - นาโนฟารัด - nF - nF

10 -12 F - picofarad - pF - pF

ในหลายหลากอื่น ๆ การกำหนดพิกัดของตัวเก็บประจุนั้นหายากมาก แต่ถ้าใครต้องการข้อมูลดังกล่าว ก็สามารถพบได้ในแหล่งข้อมูลอื่น เช่น วิกิพีเดีย

ในกรณีบ่อยครั้ง ค่าหนึ่งบนตัวเก็บประจุที่ต่างกันสามารถระบุได้หลายหลาก เพื่อไม่ให้สับสนในอนาคต ฉันแนะนำให้ฝึกแปลงค่าของตัวเก็บประจุจากหลายหลากเป็นอีก ตัวอย่างเช่น ความจุ 0.01uF เท่ากับ 10nF หรือ 10,000pF

การกำหนดประเภทของตัวเก็บประจุตามการออกแบบสามารถดูได้ตัวอย่างเช่น การกำหนดเหล่านี้มีลักษณะดังนี้:

BM - กระดาษขนาดเล็ก
BMT - กระดาษทนความร้อนขนาดเล็ก
KD - จานเซรามิก
KLS - ส่วนหล่อเซรามิก
KM - เสาหินเซรามิก
KPK-M - ที่กันจอนเซรามิกขนาดกะทัดรัด
KSO - ไมกากด
CT - ท่อเซรามิก
MBG - กระดาษโลหะปิดผนึก
MBGO - กระดาษโลหะปิดผนึกชั้นเดียว
MBGT - กระดาษโลหะปิดผนึกทนความร้อน
MBGCH - กระดาษโลหะปิดผนึกชั้นเดียว
MBM - กระดาษโลหะขนาดเล็ก
PM - โพลีสไตรีนขนาดเล็ก
เปิด - ฟิล์มเปิด
PSO - ฟิล์ม styroflex open

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ

ตามเนื้อผ้าสามารถแยกความแตกต่างได้เพียงสองรูปแบบการเชื่อมต่อสองขั้วซึ่งรวมถึงตัวเก็บประจุส่วนใหญ่นี้ ขนาน และ ตามลำดับ การเชื่อมต่อ (รูปที่ 2 และ 3 ตามลำดับ)

รูปที่ 2 การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน

รูปที่ 3 การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุ

เมื่อเชื่อมต่อแบบขนานความจุเล็กน้อยของธนาคารตัวเก็บประจุจะเท่ากับผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุทั้งหมดที่รวมอยู่ในแบตเตอรี่

C ∑ \u003d C 1 + C 2 + ... + C n โดยที่ n คือหมายเลขซีเรียลของตัวเก็บประจุตามแบบแผน

เมื่อตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบอนุกรม ทุกอย่างจะซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย ที่นี่ความจุของแบตเตอรี่โดยรวมจะน้อยกว่าความจุที่เล็กที่สุดจากทั้งชุดที่รวมอยู่ในวงจรอย่างเห็นได้ชัด ในกรณีนี้ ความสัมพันธ์ต่อไปนี้เป็นจริง:

1/С ∑=1/ С 1 +1/С 2 +...+1/С n โดยที่ n คือหมายเลขซีเรียลของตัวเก็บประจุตามแบบแผน หากต้องการและมีทักษะทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม จากอัตราส่วนนี้ คุณสามารถคำนวณความจุของแบตเตอรี่ทั้งหมดได้ มักใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่กำหนดของความจุของวงจร

บางทีทุกอย่าง

หลักการทำงานของตัวเก็บประจุเป็นหัวข้อที่แยกจากกันค่อนข้างมาก แต่เข้าใจง่าย รวมถึงการจัดเรียงทั่วไปของตัวเก็บประจุจะกล่าวถึงในบทความแยกต่างหาก - .

แนวคิดของความจุไฟฟ้า หน่วย ตัวเก็บประจุ (10+)

ความจุไฟฟ้า แนวคิด. หน่วย

เนื้อหานี้เป็นคำอธิบายและเพิ่มเติมจากบทความ:
หน่วยวัดปริมาณทางกายภาพในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ
หน่วยและอัตราส่วน ปริมาณทางกายภาพใช้ในวิศวกรรมวิทยุ

หากอนุภาคที่มีประจุในทางใดทางหนึ่ง (เช่น อิเล็กตรอน) ถูกกำจัดออกจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง เนื่องจากมีอนุภาคที่มีประจุมากเกินไป ความต่างศักย์อาจเกิดขึ้นระหว่างวัตถุทั้งสอง นั่นคือ แรงดันไฟฟ้า ความจุระหว่างสองวัตถุบอกเราว่าต้องถ่ายโอนอนุภาคที่มีประจุจำนวนเท่าใดจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

นี่คือการเลือกวัสดุสำหรับคุณ:

[การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า V] = [ค่าโอน K] / [ความจุ F]

โปรดจำไว้ว่าประจุที่ถ่ายโอนนั้นเท่ากับความแรงของกระแสคูณด้วยเวลาที่ไหลเราเขียนสูตรในรูปแบบที่คุ้นเคยมากขึ้น:

[การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า V] = [ความแข็งแกร่งในปัจจุบัน A] * [เวลา s] / [ความจุ F]

ตัวเก็บประจุ อุปกรณ์ที่มีพิกัดความจุ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของประจุที่เก็บไว้โดยเฉพาะเรียกว่าตัวเก็บประจุ เกือบทุกร่างในธรรมชาติสร้างตัวเก็บประจุระหว่างกัน แต่มันจะกลายเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อมีความจุที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดซึ่งช่วยให้สามารถใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้

ดังนั้นกระแสหนึ่งแอมแปร์จะชาร์จตัวเก็บประจุที่มีความจุหนึ่งฟารัดต่อโวลต์ในหนึ่งวินาที

แรงดันไฟบนตัวเก็บประจุไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทันที เนื่องจากในธรรมชาติไม่มีกระแสอนันต์ หากขั้วของตัวเก็บประจุถูกปิด กระแสจะต้องไม่สิ้นสุด อันที่จริง ตัวเก็บประจุและขั้วของตัวเก็บประจุมีความต้านทานภายในอยู่บ้าง ดังนั้นกระแสจะมีขอบเขตจำกัด แต่อาจมีขนาดใหญ่มาก ในทำนองเดียวกันหากตัวเก็บประจุที่คายประจุเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟ กระแสจะมีแนวโน้มเป็นอนันต์และจะถูกจำกัดโดยความต้านทานภายในของตัวเก็บประจุและแหล่งจ่ายแรงดัน

ข้อผิดพลาดมากมายในการสลับและ วงจรชีพจรเนื่องจากนักพัฒนาลืมคำนึงถึงความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทันที ทรานซิสเตอร์แบบเปิดเร็วที่เชื่อมต่อโดยตรงกับตัวเก็บประจุแบบมีประจุอาจทำให้ไฟดับหรือร้อนจัดได้

ความจุแผ่นและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Van de Graaff

ตัวเก็บประจุมักจะเป็นแผ่นสองแผ่นที่มีชั้นอิเล็กทริกอยู่ระหว่างกัน

[ความจุระหว่างสองแผ่น F] = * [ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของไดอิเล็กตริกระหว่างเพลต] * [พื้นที่จาน ตร.ม. ม] /

[ค่าการยอมของสุญญากาศ, f/m] ประมาณเท่ากับ 8.854E-12, [ ระยะห่างระหว่างจาน m] มีขนาดเล็กกว่าขนาดเชิงเส้นของเพลตมาก

ลองพิจารณากรณีที่น่าสนใจดังกล่าว สมมติว่าเรามีเพลตสองแผ่นที่มีความต่างศักย์สูง มาเริ่มแจกจ่ายพวกมันในอวกาศกัน เราสิ้นเปลืองพลังงานเนื่องจากแผ่นเปลือกโลกถูกดึงดูดเข้าหากัน แรงดันไฟฟ้าระหว่างเพลตจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากประจุยังคงเท่าเดิมและความจุลดลง

การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Van de Graaff ขึ้นอยู่กับหลักการนี้ มีการติดตั้งแผ่นโลหะหรือเม็ดของสารที่สามารถประจุไฟฟ้าได้บนสายพานลำเลียง เมื่อเมล็ดธัญพืชเหล่านี้เข้าใกล้เพลตที่ต่อลงดิน จะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูง (1,000 โวลต์ขึ้นไป) ระหว่างเมล็ดเหล่านี้กับพื้น พวกเขากำลังชาร์จ จากนั้นสายพานลำเลียงจะนำพวกเขาออกจากจานที่ต่อลงดิน ความจุระหว่างพวกเขากับพื้นดินลดลงเป็นพันหรือหลายหมื่นครั้งแรงดันไฟฟ้าตามลำดับจะเพิ่มขึ้นในจำนวนเท่ากัน นอกจากนี้ ธัญพืชเหล่านี้ยังสัมผัสกับร่างกายซึ่งประจุสะสมและให้เป็นส่วนหนึ่งของประจุ ดังนั้นคุณสามารถได้รับ 10 หรือ 100 ล้านโวลต์

หน่วยวัดเป็นทวีคูณของ Farad (Farad)

One Farad เป็นความจุขนาดใหญ่มาก ตอนนี้ตัวเก็บประจุนาโนแบบพิเศษได้ปรากฏขึ้น ซึ่งแผ่นบางมากที่วางด้วยฉนวนที่บางมาก แต่แข็งแรงทางไฟฟ้า ถูกพันเป็นกระสวยขนาดใหญ่ ตัวเก็บประจุดังกล่าวสามารถมีความจุได้หลายสิบฟารัด แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักจะทำงานด้วยความจุที่น้อยกว่ามาก

ไมโครฟารัดuFmcF1E-6 F0.000001 F
นาโนฟารัดnFnF1E-9 F0.001uF
picofaradpFpF1E-12 F0.001 nF

น่าเสียดายที่ข้อผิดพลาดเกิดขึ้นเป็นระยะในบทความมีการแก้ไขบทความเสริมพัฒนาและเตรียมการใหม่ สมัครรับข่าวสารเพื่อรับข่าวสาร

หากไม่ชัดเจน ให้ถาม!

ความยาวและระยะทาง มวล การวัดปริมาตรของผลิตภัณฑ์จำนวนมากและอาหาร พื้นที่ ปริมาณและหน่วยของการวัดในสูตรการทำอาหาร อุณหภูมิ ความดัน ความเครียดทางกล โมดูลัสของ Young พลังงานและการทำงาน พลังงาน เวลา แรง ความเร็วเชิงเส้น ความเร็ว มุมแบน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนและประสิทธิภาพเชื้อเพลิง ตัวเลข หน่วยของการวัด ปริมาณของข้อมูล อัตราแลกเปลี่ยน ขนาด เสื้อผ้าและรองเท้าของผู้หญิง ขนาดของเสื้อผ้าและรองเท้าของผู้ชาย ความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุน การเร่ง ความเร่งเชิงมุม ความหนาแน่น ปริมาตรจำเพาะ โมเมนต์ของความเฉื่อย โมเมนต์ของแรง แรงบิด ค่าความร้อนจำเพาะ (โดยมวล) ความหนาแน่นของพลังงานและค่าความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิง ( โดยปริมาตร) ความแตกต่างของอุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ความต้านทานความร้อน การนำความร้อน ความจุความร้อนจำเพาะ การเปิดรับพลังงาน พลังงานรังสีความร้อน ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน การไหลของปริมาตร การไหลของมวล การไหลของโมลาร์ ความหนาแน่นของการไหลของมวล ความเข้มข้นของโมลาร์ มวล k ความเข้มข้นในสารละลาย ความหนืดไดนามิก (สัมบูรณ์) ความหนืดจลน์ แรงตึงผิว การซึมผ่านของไอ การซึมผ่านของไอ อัตราการถ่ายโอนไอ ระดับเสียง ความไวของไมโครโฟน ระดับความดันเสียง (SPL) ความสว่าง ความเข้มของแสง ความสว่าง ความละเอียดในคอมพิวเตอร์กราฟิก ความถี่และความยาวคลื่น พลังงานแสงในไดออปเตอร์และความยาวโฟกัส พลังงานแสง ในไดออปเตอร์และกำลังขยายเลนส์ (×) ประจุไฟฟ้า ความหนาแน่นของประจุเชิงเส้น ความหนาแน่นของประจุไฟฟ้า ความหนาแน่นของประจุจำนวนมาก กระแสไฟฟ้า ความหนาแน่นกระแสเชิงเส้น ความหนาแน่นกระแสพื้นผิว ความเข้มของสนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้าและแรงดันไฟ ความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า การนำไฟฟ้า การนำไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำ มาตรวัดลวดแบบอเมริกัน ระดับ dBm (dBm หรือ dBmW), dBV (dBV), วัตต์ ฯลฯ หน่วย แรงแม่เหล็ก ความแรงของสนามแม่เหล็ก ความแรงของสนามแม่เหล็ก ตกลง การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก อัตราการดูดซึมของรังสีไอออไนซ์ กัมมันตภาพรังสี การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ปริมาณรังสีที่ได้รับ ปริมาณดูดซับ คำนำหน้าทศนิยม การส่งข้อมูล การพิมพ์และการประมวลผลภาพ หน่วยปริมาตรไม้ การคำนวณมวลโมลาร์ ระบบธาตุเคมีของ D. I. Mendeleev เป็นระยะ

1 ไมโครฟารัด [µF] = 1000000 พิโกฟารัด [pF]

ค่าเริ่มต้น

มูลค่าแปลง

farad exafarad petafarad terafarad gigafarad megafarad kilofarad hectofarad decafarad decafarad decifarad centifarad millifarad ไมโครฟารัด nanofarad picofarad femtofarad attofarad coulomb ต่อโวลต์ abfarad หน่วยความจุ CGSM statfarad CGSE หน่วยความจุ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุไฟฟ้า

ข้อมูลทั่วไป

ความจุไฟฟ้าเป็นค่าที่กำหนดความสามารถของตัวนำในการสะสมประจุ เท่ากับอัตราส่วนของประจุไฟฟ้าต่อความต่างศักย์ระหว่างตัวนำ:

C = Q/∆φ

ที่นี่ Q- ประจุไฟฟ้าวัดเป็นคูลอมบ์ (C) - ความต่างศักย์ วัดเป็นโวลต์ (V)

ในระบบ SI ความจุไฟฟ้าวัดเป็นฟารัด (F) หน่วยวัดนี้ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday

Farad เป็นความจุขนาดใหญ่มากสำหรับตัวนำฉนวน ดังนั้น ลูกบอลโลหะเดี่ยวที่มีรัศมี 13 ดวงสุริยะจะมีความจุ 1 ฟารัด และความจุของลูกบอลโลหะที่มีขนาดเท่ากับโลกจะอยู่ที่ประมาณ 710 microfarads (uF)

เนื่องจาก 1 ฟารัดเป็นความจุขนาดใหญ่มาก จึงใช้ค่าที่น้อยกว่า เช่น microfarad (uF) เท่ากับหนึ่งในล้านของฟารัด นาโนฟารัด (nF) เท่ากับหนึ่งในพันล้าน; picofarad (pF) เท่ากับหนึ่งล้านล้านฟารัด

ในระบบ CGSE หน่วยพื้นฐานของความจุคือเซนติเมตร (ซม.) 1 เซนติเมตรของความจุคือความจุไฟฟ้าของทรงกลมที่มีรัศมี 1 เซนติเมตรวางไว้ในสุญญากาศ CGSE เป็นระบบเพิ่มเติมของ CGS สำหรับอิเล็กโทรไดนามิกส์ กล่าวคือ ระบบของหน่วยที่ใช้เซนติเมตร กรัม และวินาทีเป็นหน่วยพื้นฐานในการคำนวณความยาว มวล และเวลาตามลำดับ ใน CGS แบบขยาย ซึ่งรวมถึง CGSE ค่าคงที่ทางกายภาพบางค่าจะถูกนำมาเป็นเอกภาพเพื่อทำให้สูตรง่ายขึ้นและทำให้การคำนวณง่ายขึ้น

การใช้ความจุ

ตัวเก็บประจุ - อุปกรณ์สำหรับเก็บประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แนวคิดของความจุไฟฟ้าไม่เพียงใช้กับตัวนำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวเก็บประจุด้วย ตัวเก็บประจุเป็นระบบของตัวนำสองตัวที่คั่นด้วยไดอิเล็กตริกหรือสุญญากาศ ในเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด การออกแบบตัวเก็บประจุประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วในรูปของเพลต (แผ่น) ตัวเก็บประจุ (จากภาษาละติน condensare - "การควบแน่น", "เพื่อทำให้ข้นขึ้น") - อุปกรณ์สองขั้วสำหรับสะสมประจุและพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยตัวนำสองตัวคั่นด้วยฉนวนบางชนิด ตัวอย่างเช่นบางครั้งนักวิทยุสมัครเล่นหากไม่มีชิ้นส่วนสำเร็จรูปให้ปรับตัวเก็บประจุสำหรับวงจรของพวกเขาจากชิ้นส่วนของเส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันซึ่งหุ้มด้วยสารเคลือบเงาในขณะที่ลวดทินเนอร์จะพันบนเส้นที่หนากว่า ด้วยการปรับจำนวนรอบ นักวิทยุสมัครเล่นจะปรับวงจรอุปกรณ์ให้ตรงกับความถี่ที่ต้องการ ตัวอย่างของภาพของตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้าแสดงในรูป

ประวัติอ้างอิง

แม้กระทั่งเมื่อ 250 ปีที่แล้ว หลักการของการสร้างตัวเก็บประจุก็เป็นที่รู้จัก ดังนั้นในปี ค.ศ. 1745 ในเมืองไลเดนนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Ewald Jürgen von Kleist และนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Pieter van Muschenbrook ได้สร้างตัวเก็บประจุตัวแรก - "ขวดไลเดน" - ผนังของโถแก้วเป็นอิเล็กทริกในนั้นและน้ำในภาชนะ และฝ่ามือของผู้ทดลองถือภาชนะทำหน้าที่เป็นจาน "ธนาคาร" ดังกล่าวทำให้สามารถสะสมประจุของไมโครคูลอมบ์ (μC) ได้ หลังจากที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นก็มักจะทดลองและนำเสนอต่อสาธารณชน ในการทำเช่นนี้ โถแรกจะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าสถิตโดยการถู หลังจากนั้น หนึ่งในผู้เข้าร่วมได้สัมผัสขวดโหลด้วยมือของเขา และได้รับไฟฟ้าช็อตเล็กน้อย เป็นที่ทราบกันว่าพระปารีส 700 รูปจับมือกันทำการทดลองไลเดน ขณะที่ภิกษุรูปแรกแตะหัวโถ พระภิกษุทั้ง 700 รูป หดเกร็งตัวเดียว กรีดร้องด้วยความสยดสยอง

“ขวดโหลไลเดน” มาถึงรัสเซียแล้ว ขอบคุณพระเจ้าซาร์ปีเตอร์ที่ 1 แห่งรัสเซีย ซึ่งได้พบกับมุสเชนบรู๊คขณะเดินทางไปทั่วยุโรปและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดลองด้วย “โถไลเดน” Peter I ก่อตั้ง Academy of Sciences ในรัสเซีย และสั่งเครื่องมือต่างๆ สำหรับ Academy of Sciences จาก Mushenbruk

ในอนาคต ตัวเก็บประจุมีการปรับปรุงและมีขนาดเล็กลง และความจุของตัวเก็บประจุก็เพิ่มมากขึ้น ตัวเก็บประจุใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ที่สามารถใช้ปรับแต่งเครื่องรับให้เป็นความถี่ที่ต้องการได้

ตัวเก็บประจุมีหลายประเภทแตกต่างกันในความจุคงที่หรือตัวแปรและวัสดุอิเล็กทริก

ตัวอย่างตัวเก็บประจุ

อุตสาหกรรมผลิตตัวเก็บประจุหลายประเภทเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ แต่ลักษณะสำคัญคือความจุและแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

ค่าปกติ ตู้คอนเทนเนอร์ตัวเก็บประจุแตกต่างจากหน่วยของ picofarads ไปจนถึงไมโครฟารัดหลายร้อยตัว ยกเว้นอิออนซึ่งมีลักษณะการสร้างความจุแตกต่างกันเล็กน้อย - เนื่องจากชั้นสองที่อิเล็กโทรด - ในที่นี้คล้ายกับแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี ตัวเก็บประจุยิ่งยวดแบบนาโนทิวบ์มีพื้นผิวอิเล็กโทรดที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก ตัวเก็บประจุประเภทนี้มีค่าความจุทั่วไปหลายสิบฟารัด และในบางกรณีก็สามารถแทนที่แบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีแบบเดิมเป็นแหล่งกระแสได้

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสองของตัวเก็บประจุคือ แรงดันใช้งาน. การเกินพารามิเตอร์นี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของตัวเก็บประจุ ดังนั้นเมื่อสร้างวงจรจริง เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน

เพื่อเพิ่มค่าความจุหรือแรงดันใช้งาน จะใช้วิธีการรวมตัวเก็บประจุเข้ากับแบตเตอรี่ เมื่อตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัวเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะเพิ่มเป็นสองเท่า และความจุรวมจะลดลงครึ่งหนึ่ง เมื่อตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัวต่อขนานกัน แรงดันไฟที่ใช้งานจะยังคงเท่าเดิม และความจุรวมจะเพิ่มเป็นสองเท่า

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสามของตัวเก็บประจุคือ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงความจุ (TKE). มันให้แนวคิดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความจุภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็นตัวเก็บประจุเอนกประสงค์ ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์ที่ไม่สำคัญ และตัวเก็บประจุวัตถุประสงค์พิเศษ (แรงดันสูง ความแม่นยำ และ TKE ต่างๆ) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

เครื่องหมายตัวเก็บประจุ

เช่นเดียวกับตัวต้านทาน ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ สามารถใช้การทำเครื่องหมายแบบเต็มเพื่อระบุความจุเล็กน้อย ระดับการลดพิกัด และแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน สำหรับตัวเก็บประจุขนาดเล็ก ใช้การทำเครื่องหมายรหัสสามหรือสี่หลัก การทำเครื่องหมายตัวอักษรผสมตัวเลขและเครื่องหมายสี

ตารางที่เกี่ยวข้องสำหรับการคำนวณเครื่องหมายใหม่ตามมูลค่าหน้าบัตร แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน และ TKE สามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต แต่วิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับการตรวจสอบมูลค่าหน้าบัตรและความสามารถในการให้บริการขององค์ประกอบวงจรจริงยังคงใช้วัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุแบบบัดกรีโดยตรง โดยใช้มัลติมิเตอร์

คำเตือน:เนื่องจากตัวเก็บประจุสามารถเก็บประจุขนาดใหญ่ที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดไฟฟ้าช็อต จึงจำเป็นต้องปล่อยประจุตัวเก็บประจุก่อนที่จะวัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุโดยการลัดวงจรตัวนำด้วยลวดที่มีความต้านทานสูงของฉนวนภายนอก สายไฟมาตรฐานของอุปกรณ์วัดเหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งนี้

ตัวเก็บประจุออกไซด์:ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีความจุจำเพาะสูง กล่าวคือ ความจุต่อหน่วยน้ำหนักของตัวเก็บประจุ แผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุดังกล่าวมักจะเป็นเทปอลูมิเนียมเคลือบด้วยชั้นของอะลูมิเนียมออกไซด์ แผ่นที่สองคืออิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากตัวเก็บประจุออกไซด์มีขั้ว จึงมีความสำคัญพื้นฐานที่จะรวมตัวเก็บประจุดังกล่าวในวงจรอย่างเคร่งครัดตามขั้วแรงดันไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุแบบแข็ง:แทนที่จะใช้อิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิม พวกเขาใช้พอลิเมอร์อินทรีย์ที่นำกระแสไฟฟ้าหรือสารกึ่งตัวนำเป็นซับใน

ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน:ความจุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทางกลไก โดยแรงดันไฟฟ้าหรืออุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม:ช่วงความจุของตัวเก็บประจุประเภทนี้อยู่ที่ประมาณ 5pF ถึง 100uF

มีตัวเก็บประจุชนิดอื่นๆ

ไอออนิสเตอร์

ทุกวันนี้ ไอออนิสเตอร์กำลังได้รับความนิยม ไอออนิสเตอร์ (supercapacitor) เป็นไฮบริดของตัวเก็บประจุและแหล่งกระแสเคมี ประจุที่สะสมอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อสองตัว - อิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ การสร้างอิออนิสเตอร์เริ่มขึ้นในปี 2500 เมื่อมีการจดสิทธิบัตรตัวเก็บประจุที่มีชั้นไฟฟ้าสองชั้นบนอิเล็กโทรดคาร์บอนที่มีรูพรุน ชั้นสองและวัสดุที่มีรูพรุนช่วยเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวโดยการเพิ่มพื้นที่ผิว ในอนาคต เทคโนโลยีนี้ได้รับการเสริมและปรับปรุง ไอออนิสเตอร์เข้าสู่ตลาดในช่วงต้นทศวรรษที่แปดของศตวรรษที่ผ่านมา

ด้วยการถือกำเนิดของอิออนจึงเป็นไปได้ที่จะใช้ในวงจรไฟฟ้าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้า ตัวเก็บประจุยิ่งยวดดังกล่าวมีอายุการใช้งานยาวนาน น้ำหนักเบา อัตราการคายประจุสูง ในอนาคต คาปาซิเตอร์ชนิดนี้สามารถทดแทนแบตเตอรี่ทั่วไปได้ ข้อเสียเปรียบหลักของตัวเก็บประจุยิ่งยวดคือพลังงานจำเพาะที่ต่ำกว่า (พลังงานต่อหน่วยน้ำหนัก) กว่าแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี แรงดันไฟในการทำงานต่ำและการคายประจุเองอย่างมีนัยสำคัญ

Ionistors ใช้ในรถยนต์ Formula 1 ในระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ในระหว่างการเบรก ไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในมู่เล่ แบตเตอรี่ หรืออิออนเพื่อการใช้งานต่อไป

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อิออนนิสเตอร์ถูกใช้เพื่อทำให้แหล่งจ่ายไฟหลักมีความเสถียรและเป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องเล่น ไฟฉาย เครื่องวัดค่าสาธารณูปโภคอัตโนมัติ และอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่อื่นๆ ที่มีโหลดต่างกัน โดยให้กำลังเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

ในการขนส่งสาธารณะ การใช้ไอออนิกมีแนวโน้มสูงเป็นพิเศษสำหรับรถราง เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะใช้งานระบบอัตโนมัติและเพิ่มความคล่องแคล่ว ไอออนิสเตอร์ยังใช้ในรถโดยสารและรถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่น

ปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าผลิตโดยบริษัทหลายแห่ง เช่น General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric มหาวิทยาลัยโตรอนโตได้ร่วมมือกับ Toronto Electric เพื่อพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า A2B ของแคนาดาทั้งหมด ใช้ไอออนิสเตอร์ร่วมกับแหล่งพลังงานเคมี ซึ่งเรียกว่าการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าแบบไฮบริด เครื่องยนต์ของรถคันนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีน้ำหนัก 380 กิโลกรัม แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคารถยนต์ไฟฟ้าใช้สำหรับการชาร์จไฟ

หน้าจอสัมผัสแบบ Capacitive

อุปกรณ์สมัยใหม่ใช้หน้าจอสัมผัสมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมอุปกรณ์ได้โดยการสัมผัสแผงแสดงสถานะหรือหน้าจอ หน้าจอสัมผัสมีหลายประเภท: ตัวต้านทาน, คาปาซิทีฟและอื่นๆ พวกเขาสามารถตอบสนองต่อการสัมผัสพร้อมกันอย่างน้อยหนึ่งครั้ง หลักการทำงานของหน้าจอ capacitive ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าวัตถุความจุขนาดใหญ่นำกระแสสลับ ในกรณีนี้ วัตถุนี้คือร่างกายมนุษย์

หน้าจอ capacitive พื้นผิว

ดังนั้นหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive แบบพื้นผิวจึงเป็นแผงกระจกที่เคลือบด้วยวัสดุต้านทานแบบโปร่งใส ในฐานะที่เป็นวัสดุต้านทาน มักใช้โลหะผสมของอินเดียมออกไซด์และดีบุกออกไซด์ ซึ่งมีความโปร่งใสสูงและความต้านทานพื้นผิวต่ำ อิเล็กโทรดที่ใช้แรงดันไฟฟ้าสลับเล็กน้อยกับชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าจะอยู่ที่มุมของหน้าจอ เมื่อแตะหน้าจอด้วยนิ้ว กระแสไฟรั่วจะปรากฏขึ้น ซึ่งเซ็นเซอร์ทั้งสี่มุมลงทะเบียนและส่งไปยังคอนโทรลเลอร์ซึ่งกำหนดพิกัดของจุดสัมผัส

ข้อดีของหน้าจอดังกล่าวคือความทนทาน (ประมาณ 6.5 ปีของการคลิกโดยมีช่วงเวลาหนึ่งวินาทีหรือประมาณ 200 ล้านคลิก) มีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) ด้วยข้อดีเหล่านี้ หน้าจอ capacitive จึงสามารถแทนที่หน้าจอแบบ resistive ได้ตั้งแต่ปี 2009

ข้อเสียของหน้าจอ capacitive คือทำงานได้ไม่ดีที่อุณหภูมิต่ำมีปัญหาในการใช้หน้าจอกับถุงมือ หากการเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่บนพื้นผิวด้านนอก หน้าจอจะค่อนข้างเปราะบาง ดังนั้นหน้าจอแบบคาปาซิทีฟจึงถูกใช้ในอุปกรณ์ที่ได้รับการปกป้องจากสภาพอากาศเท่านั้น

หน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้

นอกจากหน้าจอ capacitive บนพื้นผิวแล้ว ยังมีหน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้อีกด้วย ความแตกต่างอยู่ที่การใช้กริดอิเล็กโทรดที่ด้านในของหน้าจอ อิเล็กโทรดที่สัมผัสกับร่างกายมนุษย์จะสร้างตัวเก็บประจุ ด้วยกริด คุณจะได้พิกัดที่แน่นอนของการสัมผัส หน้าจอโปรเจ็กเตอร์ capacitive ตอบสนองต่อการสัมผัสในถุงมือบาง

หน้าจอ capacitive ที่ฉายยังมีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) มีความทนทานและแข็งแรงเพียงพอ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนถนนด้วย

คุณพบว่าการแปลหน่วยการวัดจากภาษาหนึ่งเป็นอีกภาษาหนึ่งเป็นเรื่องยากหรือไม่ เพื่อนร่วมงานพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ โพสต์คำถามไปที่ TCTermsและภายในไม่กี่นาทีคุณจะได้รับคำตอบ

ความยาวและระยะทาง มวล การวัดปริมาตรของผลิตภัณฑ์จำนวนมากและอาหาร พื้นที่ ปริมาณและหน่วยของการวัดในสูตรการทำอาหาร อุณหภูมิ ความดัน ความเครียดทางกล โมดูลัสของ Young พลังงานและการทำงาน พลังงาน เวลา แรง ความเร็วเชิงเส้น ความเร็ว มุมแบน ประสิทธิภาพเชิงความร้อนและประสิทธิภาพเชื้อเพลิง ตัวเลข หน่วยของการวัด ปริมาณของข้อมูล อัตราแลกเปลี่ยน ขนาด เสื้อผ้าและรองเท้าของผู้หญิง ขนาดของเสื้อผ้าและรองเท้าของผู้ชาย ความเร็วเชิงมุมและความเร็วในการหมุน การเร่ง ความเร่งเชิงมุม ความหนาแน่น ปริมาตรจำเพาะ โมเมนต์ของความเฉื่อย โมเมนต์ของแรง แรงบิด ค่าความร้อนจำเพาะ (โดยมวล) ความหนาแน่นของพลังงานและค่าความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิง ( โดยปริมาตร) ความแตกต่างของอุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ความต้านทานความร้อน การนำความร้อน ความจุความร้อนจำเพาะ การเปิดรับพลังงาน พลังงานรังสีความร้อน ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน การไหลของปริมาตร การไหลของมวล การไหลของโมลาร์ ความหนาแน่นของการไหลของมวล ความเข้มข้นของโมลาร์ มวล k ความเข้มข้นในสารละลาย ความหนืดไดนามิก (สัมบูรณ์) ความหนืดจลน์ แรงตึงผิว การซึมผ่านของไอ การซึมผ่านของไอ อัตราการถ่ายโอนไอ ระดับเสียง ความไวของไมโครโฟน ระดับความดันเสียง (SPL) ความสว่าง ความเข้มของแสง ความสว่าง ความละเอียดในคอมพิวเตอร์กราฟิก ความถี่และความยาวคลื่น พลังงานแสงในไดออปเตอร์และความยาวโฟกัส พลังงานแสง ในไดออปเตอร์และกำลังขยายเลนส์ (×) ประจุไฟฟ้า ความหนาแน่นของประจุเชิงเส้น ความหนาแน่นของประจุไฟฟ้า ความหนาแน่นของประจุจำนวนมาก กระแสไฟฟ้า ความหนาแน่นกระแสเชิงเส้น ความหนาแน่นกระแสพื้นผิว ความเข้มของสนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้าและแรงดันไฟ ความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า การนำไฟฟ้า การนำไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำ มาตรวัดลวดแบบอเมริกัน ระดับ dBm (dBm หรือ dBmW), dBV (dBV), วัตต์ ฯลฯ หน่วย แรงแม่เหล็ก ความแรงของสนามแม่เหล็ก ความแรงของสนามแม่เหล็ก ตกลง การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก อัตราการดูดซึมของรังสีไอออไนซ์ กัมมันตภาพรังสี การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ปริมาณรังสีที่ได้รับ ปริมาณดูดซับ คำนำหน้าทศนิยม การส่งข้อมูล การพิมพ์และการประมวลผลภาพ หน่วยปริมาตรไม้ การคำนวณมวลโมลาร์ ระบบธาตุเคมีของ D. I. Mendeleev เป็นระยะ

1 ฟารัด [F] = 1000000000000 picofarad [pF]

ค่าเริ่มต้น

มูลค่าแปลง

farad exafarad petafarad terafarad gigafarad megafarad kilofarad hectofarad decafarad decafarad decifarad centifarad millifarad ไมโครฟารัด nanofarad picofarad femtofarad attofarad coulomb ต่อโวลต์ abfarad หน่วยความจุ CGSM statfarad CGSE หน่วยความจุ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจุไฟฟ้า

ข้อมูลทั่วไป

ความจุไฟฟ้าเป็นค่าที่กำหนดความสามารถของตัวนำในการสะสมประจุ เท่ากับอัตราส่วนของประจุไฟฟ้าต่อความต่างศักย์ระหว่างตัวนำ:

C = Q/∆φ

ที่นี่ Q- ประจุไฟฟ้าวัดเป็นคูลอมบ์ (C) - ความต่างศักย์ วัดเป็นโวลต์ (V)

ในระบบ SI ความจุไฟฟ้าวัดเป็นฟารัด (F) หน่วยวัดนี้ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday

Farad เป็นความจุขนาดใหญ่มากสำหรับตัวนำฉนวน ดังนั้น ลูกบอลโลหะเดี่ยวที่มีรัศมี 13 ดวงสุริยะจะมีความจุ 1 ฟารัด และความจุของลูกบอลโลหะที่มีขนาดเท่ากับโลกจะอยู่ที่ประมาณ 710 microfarads (uF)

เนื่องจาก 1 ฟารัดเป็นความจุขนาดใหญ่มาก จึงใช้ค่าที่น้อยกว่า เช่น microfarad (uF) เท่ากับหนึ่งในล้านของฟารัด นาโนฟารัด (nF) เท่ากับหนึ่งในพันล้าน; picofarad (pF) เท่ากับหนึ่งล้านล้านฟารัด

ในระบบ CGSE หน่วยพื้นฐานของความจุคือเซนติเมตร (ซม.) 1 เซนติเมตรของความจุคือความจุไฟฟ้าของทรงกลมที่มีรัศมี 1 เซนติเมตรวางไว้ในสุญญากาศ CGSE เป็นระบบเพิ่มเติมของ CGS สำหรับอิเล็กโทรไดนามิกส์ กล่าวคือ ระบบของหน่วยที่ใช้เซนติเมตร กรัม และวินาทีเป็นหน่วยพื้นฐานในการคำนวณความยาว มวล และเวลาตามลำดับ ใน CGS แบบขยาย ซึ่งรวมถึง CGSE ค่าคงที่ทางกายภาพบางค่าจะถูกนำมาเป็นเอกภาพเพื่อทำให้สูตรง่ายขึ้นและทำให้การคำนวณง่ายขึ้น

การใช้ความจุ

ตัวเก็บประจุ - อุปกรณ์สำหรับเก็บประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แนวคิดของความจุไฟฟ้าไม่เพียงใช้กับตัวนำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวเก็บประจุด้วย ตัวเก็บประจุเป็นระบบของตัวนำสองตัวที่คั่นด้วยไดอิเล็กตริกหรือสุญญากาศ ในเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด การออกแบบตัวเก็บประจุประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วในรูปของเพลต (แผ่น) ตัวเก็บประจุ (จากภาษาละติน condensare - "การควบแน่น", "เพื่อทำให้ข้นขึ้น") - อุปกรณ์สองขั้วสำหรับสะสมประจุและพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยตัวนำสองตัวคั่นด้วยฉนวนบางชนิด ตัวอย่างเช่นบางครั้งนักวิทยุสมัครเล่นหากไม่มีชิ้นส่วนสำเร็จรูปให้ปรับตัวเก็บประจุสำหรับวงจรของพวกเขาจากชิ้นส่วนของเส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันซึ่งหุ้มด้วยสารเคลือบเงาในขณะที่ลวดทินเนอร์จะพันบนเส้นที่หนากว่า ด้วยการปรับจำนวนรอบ นักวิทยุสมัครเล่นจะปรับวงจรอุปกรณ์ให้ตรงกับความถี่ที่ต้องการ ตัวอย่างของภาพของตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้าแสดงในรูป

ประวัติอ้างอิง

แม้กระทั่งเมื่อ 250 ปีที่แล้ว หลักการของการสร้างตัวเก็บประจุก็เป็นที่รู้จัก ดังนั้นในปี ค.ศ. 1745 ในเมืองไลเดนนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Ewald Jürgen von Kleist และนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Pieter van Muschenbrook ได้สร้างตัวเก็บประจุตัวแรก - "ขวดไลเดน" - ผนังของโถแก้วเป็นอิเล็กทริกในนั้นและน้ำในภาชนะ และฝ่ามือของผู้ทดลองถือภาชนะทำหน้าที่เป็นจาน "ธนาคาร" ดังกล่าวทำให้สามารถสะสมประจุของไมโครคูลอมบ์ (μC) ได้ หลังจากที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นก็มักจะทดลองและนำเสนอต่อสาธารณชน ในการทำเช่นนี้ โถแรกจะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าสถิตโดยการถู หลังจากนั้น หนึ่งในผู้เข้าร่วมได้สัมผัสขวดโหลด้วยมือของเขา และได้รับไฟฟ้าช็อตเล็กน้อย เป็นที่ทราบกันว่าพระปารีส 700 รูปจับมือกันทำการทดลองไลเดน ขณะที่ภิกษุรูปแรกแตะหัวโถ พระภิกษุทั้ง 700 รูป หดเกร็งตัวเดียว กรีดร้องด้วยความสยดสยอง

“ขวดโหลไลเดน” มาถึงรัสเซียแล้ว ขอบคุณพระเจ้าซาร์ปีเตอร์ที่ 1 แห่งรัสเซีย ซึ่งได้พบกับมุสเชนบรู๊คขณะเดินทางไปทั่วยุโรปและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดลองด้วย “โถไลเดน” Peter I ก่อตั้ง Academy of Sciences ในรัสเซีย และสั่งเครื่องมือต่างๆ สำหรับ Academy of Sciences จาก Mushenbruk

ในอนาคต ตัวเก็บประจุมีการปรับปรุงและมีขนาดเล็กลง และความจุของตัวเก็บประจุก็เพิ่มมากขึ้น ตัวเก็บประจุใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ที่สามารถใช้ปรับแต่งเครื่องรับให้เป็นความถี่ที่ต้องการได้

ตัวเก็บประจุมีหลายประเภทแตกต่างกันในความจุคงที่หรือตัวแปรและวัสดุอิเล็กทริก

ตัวอย่างตัวเก็บประจุ

อุตสาหกรรมผลิตตัวเก็บประจุหลายประเภทเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ แต่ลักษณะสำคัญคือความจุและแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

ค่าปกติ ตู้คอนเทนเนอร์ตัวเก็บประจุแตกต่างจากหน่วยของ picofarads ไปจนถึงไมโครฟารัดหลายร้อยตัว ยกเว้นอิออนซึ่งมีลักษณะการสร้างความจุแตกต่างกันเล็กน้อย - เนื่องจากชั้นสองที่อิเล็กโทรด - ในที่นี้คล้ายกับแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี ตัวเก็บประจุยิ่งยวดแบบนาโนทิวบ์มีพื้นผิวอิเล็กโทรดที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก ตัวเก็บประจุประเภทนี้มีค่าความจุทั่วไปหลายสิบฟารัด และในบางกรณีก็สามารถแทนที่แบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีแบบเดิมเป็นแหล่งกระแสได้

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสองของตัวเก็บประจุคือ แรงดันใช้งาน. การเกินพารามิเตอร์นี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของตัวเก็บประจุ ดังนั้นเมื่อสร้างวงจรจริง เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน

เพื่อเพิ่มค่าความจุหรือแรงดันใช้งาน จะใช้วิธีการรวมตัวเก็บประจุเข้ากับแบตเตอรี่ เมื่อตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัวเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะเพิ่มเป็นสองเท่า และความจุรวมจะลดลงครึ่งหนึ่ง เมื่อตัวเก็บประจุชนิดเดียวกันสองตัวต่อขนานกัน แรงดันไฟที่ใช้งานจะยังคงเท่าเดิม และความจุรวมจะเพิ่มเป็นสองเท่า

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดอันดับสามของตัวเก็บประจุคือ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงความจุ (TKE). มันให้แนวคิดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความจุภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็นตัวเก็บประจุเอนกประสงค์ ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์ที่ไม่สำคัญ และตัวเก็บประจุวัตถุประสงค์พิเศษ (แรงดันสูง ความแม่นยำ และ TKE ต่างๆ) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

เครื่องหมายตัวเก็บประจุ

เช่นเดียวกับตัวต้านทาน ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ สามารถใช้การทำเครื่องหมายแบบเต็มเพื่อระบุความจุเล็กน้อย ระดับการลดพิกัด และแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน สำหรับตัวเก็บประจุขนาดเล็ก ใช้การทำเครื่องหมายรหัสสามหรือสี่หลัก การทำเครื่องหมายตัวอักษรผสมตัวเลขและเครื่องหมายสี

ตารางที่เกี่ยวข้องสำหรับการคำนวณเครื่องหมายใหม่ตามมูลค่าหน้าบัตร แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน และ TKE สามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ต แต่วิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับการตรวจสอบมูลค่าหน้าบัตรและความสามารถในการให้บริการขององค์ประกอบวงจรจริงยังคงใช้วัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุแบบบัดกรีโดยตรง โดยใช้มัลติมิเตอร์

คำเตือน:เนื่องจากตัวเก็บประจุสามารถเก็บประจุขนาดใหญ่ที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดไฟฟ้าช็อต จึงจำเป็นต้องปล่อยประจุตัวเก็บประจุก่อนที่จะวัดค่าพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุโดยการลัดวงจรตัวนำด้วยลวดที่มีความต้านทานสูงของฉนวนภายนอก สายไฟมาตรฐานของอุปกรณ์วัดเหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งนี้

ตัวเก็บประจุออกไซด์:ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีความจุจำเพาะสูง กล่าวคือ ความจุต่อหน่วยน้ำหนักของตัวเก็บประจุ แผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุดังกล่าวมักจะเป็นเทปอลูมิเนียมเคลือบด้วยชั้นของอะลูมิเนียมออกไซด์ แผ่นที่สองคืออิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากตัวเก็บประจุออกไซด์มีขั้ว จึงมีความสำคัญพื้นฐานที่จะรวมตัวเก็บประจุดังกล่าวในวงจรอย่างเคร่งครัดตามขั้วแรงดันไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุแบบแข็ง:แทนที่จะใช้อิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิม พวกเขาใช้พอลิเมอร์อินทรีย์ที่นำกระแสไฟฟ้าหรือสารกึ่งตัวนำเป็นซับใน

ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน:ความจุสามารถเปลี่ยนแปลงได้ทางกลไก โดยแรงดันไฟฟ้าหรืออุณหภูมิ

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม:ช่วงความจุของตัวเก็บประจุประเภทนี้อยู่ที่ประมาณ 5pF ถึง 100uF

มีตัวเก็บประจุชนิดอื่นๆ

ไอออนิสเตอร์

ทุกวันนี้ ไอออนิสเตอร์กำลังได้รับความนิยม ไอออนิสเตอร์ (supercapacitor) เป็นไฮบริดของตัวเก็บประจุและแหล่งกระแสเคมี ประจุที่สะสมอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสื่อสองตัว - อิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ การสร้างอิออนิสเตอร์เริ่มขึ้นในปี 2500 เมื่อมีการจดสิทธิบัตรตัวเก็บประจุที่มีชั้นไฟฟ้าสองชั้นบนอิเล็กโทรดคาร์บอนที่มีรูพรุน ชั้นสองและวัสดุที่มีรูพรุนช่วยเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวโดยการเพิ่มพื้นที่ผิว ในอนาคต เทคโนโลยีนี้ได้รับการเสริมและปรับปรุง ไอออนิสเตอร์เข้าสู่ตลาดในช่วงต้นทศวรรษที่แปดของศตวรรษที่ผ่านมา

ด้วยการถือกำเนิดของอิออนจึงเป็นไปได้ที่จะใช้ในวงจรไฟฟ้าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้า ตัวเก็บประจุยิ่งยวดดังกล่าวมีอายุการใช้งานยาวนาน น้ำหนักเบา อัตราการคายประจุสูง ในอนาคต คาปาซิเตอร์ชนิดนี้สามารถทดแทนแบตเตอรี่ทั่วไปได้ ข้อเสียเปรียบหลักของตัวเก็บประจุยิ่งยวดคือพลังงานจำเพาะที่ต่ำกว่า (พลังงานต่อหน่วยน้ำหนัก) กว่าแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมี แรงดันไฟในการทำงานต่ำและการคายประจุเองอย่างมีนัยสำคัญ

Ionistors ใช้ในรถยนต์ Formula 1 ในระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ในระหว่างการเบรก ไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในมู่เล่ แบตเตอรี่ หรืออิออนเพื่อการใช้งานต่อไป

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อิออนนิสเตอร์ถูกใช้เพื่อทำให้แหล่งจ่ายไฟหลักมีความเสถียรและเป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องเล่น ไฟฉาย เครื่องวัดค่าสาธารณูปโภคอัตโนมัติ และอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่อื่นๆ ที่มีโหลดต่างกัน โดยให้กำลังเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

ในการขนส่งสาธารณะ การใช้ไอออนิกมีแนวโน้มสูงเป็นพิเศษสำหรับรถราง เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะใช้งานระบบอัตโนมัติและเพิ่มความคล่องแคล่ว ไอออนิสเตอร์ยังใช้ในรถโดยสารและรถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่น

ปัจจุบันรถยนต์ไฟฟ้าผลิตโดยบริษัทหลายแห่ง เช่น General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric มหาวิทยาลัยโตรอนโตได้ร่วมมือกับ Toronto Electric เพื่อพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า A2B ของแคนาดาทั้งหมด ใช้ไอออนิสเตอร์ร่วมกับแหล่งพลังงานเคมี ซึ่งเรียกว่าการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าแบบไฮบริด เครื่องยนต์ของรถคันนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีน้ำหนัก 380 กิโลกรัม แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคารถยนต์ไฟฟ้าใช้สำหรับการชาร์จไฟ

หน้าจอสัมผัสแบบ Capacitive

อุปกรณ์สมัยใหม่ใช้หน้าจอสัมผัสมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมอุปกรณ์ได้โดยการสัมผัสแผงแสดงสถานะหรือหน้าจอ หน้าจอสัมผัสมีหลายประเภท: ตัวต้านทาน, คาปาซิทีฟและอื่นๆ พวกเขาสามารถตอบสนองต่อการสัมผัสพร้อมกันอย่างน้อยหนึ่งครั้ง หลักการทำงานของหน้าจอ capacitive ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าวัตถุความจุขนาดใหญ่นำกระแสสลับ ในกรณีนี้ วัตถุนี้คือร่างกายมนุษย์

หน้าจอ capacitive พื้นผิว

ดังนั้นหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive แบบพื้นผิวจึงเป็นแผงกระจกที่เคลือบด้วยวัสดุต้านทานแบบโปร่งใส ในฐานะที่เป็นวัสดุต้านทาน มักใช้โลหะผสมของอินเดียมออกไซด์และดีบุกออกไซด์ ซึ่งมีความโปร่งใสสูงและความต้านทานพื้นผิวต่ำ อิเล็กโทรดที่ใช้แรงดันไฟฟ้าสลับเล็กน้อยกับชั้นสื่อกระแสไฟฟ้าจะอยู่ที่มุมของหน้าจอ เมื่อแตะหน้าจอด้วยนิ้ว กระแสไฟรั่วจะปรากฏขึ้น ซึ่งเซ็นเซอร์ทั้งสี่มุมลงทะเบียนและส่งไปยังคอนโทรลเลอร์ซึ่งกำหนดพิกัดของจุดสัมผัส

ข้อดีของหน้าจอดังกล่าวคือความทนทาน (ประมาณ 6.5 ปีของการคลิกโดยมีช่วงเวลาหนึ่งวินาทีหรือประมาณ 200 ล้านคลิก) มีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) ด้วยข้อดีเหล่านี้ หน้าจอ capacitive จึงสามารถแทนที่หน้าจอแบบ resistive ได้ตั้งแต่ปี 2009

ข้อเสียของหน้าจอ capacitive คือทำงานได้ไม่ดีที่อุณหภูมิต่ำมีปัญหาในการใช้หน้าจอกับถุงมือ หากการเคลือบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่บนพื้นผิวด้านนอก หน้าจอจะค่อนข้างเปราะบาง ดังนั้นหน้าจอแบบคาปาซิทีฟจึงถูกใช้ในอุปกรณ์ที่ได้รับการปกป้องจากสภาพอากาศเท่านั้น

หน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้

นอกจากหน้าจอ capacitive บนพื้นผิวแล้ว ยังมีหน้าจอ capacitive ที่คาดการณ์ไว้อีกด้วย ความแตกต่างอยู่ที่การใช้กริดอิเล็กโทรดที่ด้านในของหน้าจอ อิเล็กโทรดที่สัมผัสกับร่างกายมนุษย์จะสร้างตัวเก็บประจุ ด้วยกริด คุณจะได้พิกัดที่แน่นอนของการสัมผัส หน้าจอโปรเจ็กเตอร์ capacitive ตอบสนองต่อการสัมผัสในถุงมือบาง

หน้าจอ capacitive ที่ฉายยังมีความโปร่งใสสูง (ประมาณ 90%) มีความทนทานและแข็งแรงเพียงพอ ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนถนนด้วย

คุณพบว่าการแปลหน่วยการวัดจากภาษาหนึ่งเป็นอีกภาษาหนึ่งเป็นเรื่องยากหรือไม่ เพื่อนร่วมงานพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ โพสต์คำถามไปที่ TCTermsและภายในไม่กี่นาทีคุณจะได้รับคำตอบ