ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของการศึกษาไฟฟ้าให้ตัดสินใจคำถามเกี่ยวกับการสะสมและการเก็บรักษาเป็นไปได้เฉพาะในปี 1745 โดย Ewald Jürgen von Kleist และ Peter van Muschenbruck อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นใน Dutch Leiden ทำให้สามารถสะสมพลังงานไฟฟ้าและใช้เมื่อจำเป็น
ธนาคาร Leiden - ต้นแบบตัวเก็บประจุ การใช้ในการทดลองทางกายภาพทำให้การศึกษาไฟฟ้าก้าวหน้าไปไกลทำให้สามารถสร้างต้นแบบของกระแสไฟฟ้าได้
เก็บค่าไฟฟ้าและค่าไฟฟ้า -วัตถุประสงค์หลักของตัวเก็บประจุ โดยทั่วไปนี่คือระบบของตัวนำฉนวนสองตัวที่อยู่ใกล้กันมากที่สุด ช่องว่างระหว่างตัวนำเต็มไปด้วยอิเล็กทริก ประจุที่สะสมบนตัวนำจะถูกเลือกให้ตรงกันข้าม คุณสมบัติของประจุตรงข้ามที่จะดึงดูดก่อให้เกิดการสะสมมากขึ้น อิเล็กทริกมีบทบาทสองอย่างคือยิ่งค่าคงที่ของอิเล็กทริกมากขึ้นความจุไฟฟ้าก็จะมากขึ้นประจุไม่สามารถเอาชนะอุปสรรคและถูกทำให้เป็นกลางได้
ความจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพหลักที่แสดงถึงความสามารถของตัวเก็บประจุในการสะสมประจุ ตัวนำเรียกว่าเพลตสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุมีความเข้มข้นระหว่างพวกเขา
พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุน่าจะขึ้นอยู่กับความจุของมัน
ศักย์พลังงานทำให้สามารถใช้ตัวเก็บประจุ (ความจุไฟฟ้าสูง) ได้ พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุจะถูกใช้เมื่อจำเป็นต้องใช้พัลส์กระแสระยะสั้น
ค่าความจุไฟฟ้าขึ้นอยู่กับค่าใด?กระบวนการชาร์จตัวเก็บประจุเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อเพลตเข้ากับขั้วของแหล่งกระแส ประจุที่สะสมบนแผ่นเดียว (ค่าซึ่งคือ q) ถูกนำมาเป็นประจุของตัวเก็บประจุ สนามไฟฟ้าที่เข้มข้นระหว่างแผ่นเปลือกโลกมีความต่างศักย์ U
ความจุไฟฟ้า (C) ขึ้นอยู่กับปริมาณไฟฟ้าที่เข้มข้นบนตัวนำหนึ่งตัวและแรงดันไฟฟ้าของสนาม: C = q / U
ค่านี้วัดเป็น F (farads)
ความจุของโลกทั้งใบไม่สามารถเทียบได้กับความจุของตัวเก็บประจุซึ่งมีขนาดประมาณโน้ตบุ๊ก สามารถใช้ประจุไฟฟ้าสะสมในเทคโนโลยีได้
อย่างไรก็ตามสะสมได้ไม่ จำกัด จำนวนไม่มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าบนจาน เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นถึงค่าสูงสุดอาจเกิดการสลายตัวของตัวเก็บประจุ เพลตถูกทำให้เป็นกลางซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ ในกรณีนี้พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุจะถูกใช้ไปกับการให้ความร้อนอย่างสมบูรณ์
ความร้อนของคอนเดนเซอร์เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานของสนามไฟฟ้าเป็นภายใน ความสามารถของตัวเก็บประจุในการทำงานในการเคลื่อนย้ายประจุแสดงว่ามีกระแสไฟฟ้าเพียงพอ ในการพิจารณาว่าพลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุมีขนาดใหญ่เพียงใดให้พิจารณาขั้นตอนการคายประจุ ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้า U ประจุขนาด q จะไหลจากจานหนึ่งไปยังอีกแผ่นหนึ่ง ตามความหมายงานของสนามเท่ากับผลคูณของความต่างศักย์ตามจำนวนประจุ: A = qU ความสัมพันธ์นี้ใช้ได้สำหรับค่าแรงดันคงที่เท่านั้น แต่ในกระบวนการคายประจุบนแผ่นตัวเก็บประจุจะค่อยๆลดลงเป็นศูนย์ เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนลองหาค่าเฉลี่ย U / 2
จากสูตรความจุไฟฟ้าเรามี: q = CU
ดังนั้นพลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุสามารถกำหนดได้โดยสูตร:
W = CU2/ 2.
เราจะเห็นว่าค่าของมันยิ่งมากความจุไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น เพื่อตอบคำถามว่าพลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุเท่ากับเท่าใดให้เราหันไปหาพันธุ์ของพวกมัน
เนื่องจากพลังงานของสนามไฟฟ้าเข้มข้นภายในตัวเก็บประจุเกี่ยวข้องโดยตรงกับความจุและการทำงานของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบใช้ที่เก็บข้อมูลประเภทต่างๆ
ประเภทอื่น ๆ จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทตัวเก็บประจุ พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอิเล็กทริก ปริมาณหลักเรียกว่าค่าคงที่อิเล็กทริก ความจุไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมัน
พิจารณาอุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดในการเก็บประจุไฟฟ้า - ตัวเก็บประจุแบบแบน เป็นระบบทางกายภาพของจานคู่ขนานสองแผ่นซึ่งระหว่างนั้นมีชั้นอิเล็กทริก
รูปร่างของจานสามารถเป็นได้ทั้งรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือรอบ. หากจำเป็นต้องได้รับความจุตัวแปรก็เป็นเรื่องปกติที่จะใช้เพลตในรูปแบบของดิสก์ครึ่งหนึ่ง การหมุนของแผ่นหนึ่งเทียบกับอีกแผ่นหนึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลก
เราจะถือว่าพื้นที่ของจานเดียวเท่ากับS ระยะห่างระหว่างจานจะถือว่าเป็น d ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของฟิลเลอร์คือε ความจุไฟฟ้าของระบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของตัวเก็บประจุเท่านั้น
С = εε0S / d.
เราจะเห็นว่าความจุของตัวเก็บประจุเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ทั้งหมดของแผ่นเดียวและแปรผกผันกับระยะห่างระหว่างพวกเขา สัมประสิทธิ์สัดส่วน - ค่าคงที่ไฟฟ้าε0... ค่าคงที่เป็นฉนวนเพิ่มขึ้นอิเล็กทริกจะเพิ่มความจุไฟฟ้า การลดพื้นที่ของเพลตช่วยให้คุณได้รับตัวเก็บประจุแบบทริมเมอร์ พลังงานของสนามไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่มีประจุขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต
เราใช้สูตรการคำนวณ: W = CU2/ 2.
การกำหนดพลังงานของตัวเก็บประจุแบบแบนที่มีประจุจะดำเนินการตามสูตร:
W = εε0เอสยู2/ (2d).
ความสามารถของตัวเก็บประจุในการรวบรวมประจุไฟฟ้าได้อย่างราบรื่นและปล่อยออกมาได้เร็วพอที่จะใช้ในเทคโนโลยีต่างๆ
การเชื่อมต่อกับตัวเหนี่ยวนำช่วยให้คุณสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ตัวกรองกระแสวงจรป้อนกลับ
ภาพกะพริบปืนช็อตซึ่งมีอยู่การปลดปล่อยเกือบจะทันทีใช้ความสามารถของตัวเก็บประจุเพื่อสร้างพัลส์กระแสที่ทรงพลัง ตัวเก็บประจุถูกชาร์จจากแหล่งกระแสตรง ตัวเก็บประจุเองทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบทำลายวงจร การคายประจุในทิศทางตรงกันข้ามเกิดขึ้นเกือบจะทันทีผ่านหลอดที่มีความต้านทานโอห์มมิกต่ำ ในปืนงันองค์ประกอบนี้คือร่างกายมนุษย์
ความสามารถในการเก็บสะสมเป็นเวลานานการชาร์จมอบโอกาสที่ยอดเยี่ยมในการใช้เป็นที่เก็บข้อมูลหรือที่เก็บพลังงาน คุณสมบัตินี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมวิทยุ
เปลี่ยนแบตเตอรี่ แต่น่าเสียดายที่ตัวเก็บประจุไม่อยู่อยู่ในสถานะเนื่องจากมีลักษณะเฉพาะของการถูกปลดประจำการ พลังงานที่สะสมโดยมันไม่เกินหลายร้อยจูล แบตเตอรี่สามารถกักเก็บไฟฟ้าจำนวนมากได้เป็นเวลานานและใช้งานได้จริงโดยไม่สูญเสีย
