ตัวเก็บประจุ ความจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุและความจุ

ตัวเก็บประจุ ( Capacitor ) ตามชื่อของมัน มันเป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้า ซึ่งมีหลากหลายชนิดขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ความจุ ( Capacitance ) คือ ปริมาณประจุไฟฟ้า ที่ทำให้ตัวนำมีค่าศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 หน่วย

การต่อตัวเก็บประจุ

1.การต่อแบบอนุกรม

คือ การนำขั้วบวก มาต่อกับขั้วลบของอีกตัวหนึ่ง ลักษณะคล้ายๆหางต่อกับหัว

การหาความจุรวม C เป็นไปตามสมการ

สมบัติของการต่อแบบอนุกรม

• ความต่างศักย์รวมเท่ากับความต่างศักย์ของประจุทุกตัวบวกกัน
• ประจุรวมที่ได้ จะมีขนาดน้อยลง

2. การต่อแบบขนาน

คือ การนำขั้วบวกมาต่อกับขั้วบวก ขั้วลบมาต่อกับขั้วลบ ลักษณะคล้ายๆ หัวต่อกับหัว หางต่อกับหาง

การหาความจุรวม C เป็นไปตามสมการ

สมบัติของการต่อแบบอนุกรม

• ความต่างศักย์ตัวเก็บประจุเท่ากันหมด
• ประจุรวมที่ได้ จะมีขนาดมากขึ้น

การแชร์ประจุกันระหว่างประตัวนำไฟฟ้ามาแตะกัน

1. ประจุรวมก่อนแตะและหลังแตะต้องเท่ากัน
2. หลังแตะกันจะมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน แต่แบ่งประจุกัน

พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ

พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ เป็นพลังงานที่ได้จากในการเคลื่อนที่ของประจุแล้วสะสมไว้ในตัวเก็บประจุนั้น โดยสามารถหาพลังงานได้จาก พื้นที่ใต้กราฟ QV

ในระดับมัธยมปลายจะถือว่า เป็นกราฟเส้นตรงทำให้หาพื้นที่ใต้กราฟได้ง่าย

จากสูตร

ทำให้ได้สมการ

เพื่อความสะดวกในการคำนวณถ้าเกิดมีตัวแปรที่ไม่ทราบ

ตัวอย่าง นำตัวเก็บประจุสองตัวที่มีความจุ 2 ไมโครฟารัด และ 4 ไมโครฟารัด มาต่อกันและต่อกับความต่างศักย์ 120 โวลต์ จงหาประจุทั้งหมดและพลังงานทั้งหมดที่สะสมในตัวเก็บประจุ เมื่อต่อตัวเก็บประจุ

1. ต่อแบบอนุกรม

หาความจุรวมจาก

หาประจุทั้งหมด

หาพลังงานที่สะสมอยู่ในตัวเก็บประจุ

      2. ต่อแบบขนาน

หาความจุรวมจาก

หาประจุทั้งหมด

หาพลังงานที่สะสมอยู่ในตัวเก็บประจุ