เรียนฟิสิกส์กับครูชิตชัย

           ซิลิกอน คอนโทรล เร็กติไฟเออร์ (SILCON CONTROL RECTIFIER) หรือนิยมเรียกสั้น ๆ ว่า
เอสซีอาร์ (SCR) เป็นอุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตัวนำเช่นเดียวกับพวก ไดโอดและทรานซีสเตอร์ แต่จะมีโครงสร้างของสารกึ่งตัวนำต่อชนกันถึง4ตอน ซึ่งจะเรียกสารกึ่งตัวนำประเภทนี้ว่าอุปกรณ์พวกไทริสเตอร์ (THYRISTOR)อุปกรณ์พวกไทริสเตอร์ เป็นอุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด-ปิดได้
เรียกว่าสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์

          SCR เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำจำพวกไทริสเตอร์ จะมีโครงสร้างประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N ต่อชนกันทั้งหมด 4 ตอน เป็นสารชนิด P2 ตอน และสารชนิด N 2 ตอน โดยเรียงสลับกัน มีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขา คือ ขาแอโนด (ANODE) ขาแคโถด (CATHODE) และขาเกท (GATE) โครงสร้างและสัญลักษณ์แสดงดังรูป

         จากรูปโครงสร้างของเอสซีอาร์ (SCR) ประกอบไปด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ชิ้นคือ พี – เอ็น – พี – เอ็น
(P – N – P – N) มีจำนวน 3 รอยต่อ
มีขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขาคือ
1. แอโนด (A : Anode)
2. แคโทด (k : Cathode)
3. เกต (G : Gate)

สภาวะการทำงานของเอสซีอาร์ (SCR) สามารถแบ่งการทำงานออกได้เป็น 2 สภาวะคือ
1. สภาวะนำกระแส เรียกว่า ON
2. สภาวะหยุดนำกระแส เรียกว่า OFF

การทำงานของเอสซีอาร์

      การเปิดเอสซีอาร์ให้นำกระแสนั้น ทำได้โดยการป้อนแรงดันไฟฟ้าบวกที่ขั้วเกตที่เรียกว่าจุดชนวนเกตหรือสัญญาณทริกเกอร์ (Trigerred) ดังรูป

เอสซีอาร์ยังไม่นำกระแส  เมื่อกดสวิตช์ เอสซีอาร์นำกระแส

การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์

        การหยุดการทำงานของเอสซีอาร์นี้จะทำได้เพียงทางเดียวเท่านั้น คือลดค่ากระแสที่ไหลผ่านแอโนดลง จนต่ำกว่าค่าที่เรียกว่า กระแสโฮลดิ้ง (holding current) หรือเรียกว่า Ih และในกรณีที่เอสซีอาร์ถูกใช้งานโดยการป้อนกระแสสลับผ่านตัวมัน การหยุดทำงานของมันจะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ เมื่อค่าแรงดันไฟสลับที่ให้นั้นใกล้กับจุดที่เรียกว่า “จุดตัดศูนย์” (Zero-crossing point) ซึ่งจะเกิดขึ้นทุก ๆ ครึ่งคาบเวลาของสัญญาณไฟสลับที่ให้แก่วงจรนั้น

ถ้าต้องการหยุดการนำกระแสของเอสซีอาร์จากวงจรทำได้โดยกดสวิตช์ S2 หรือ S3

        สิ่งที่กล่าวมาข้างตันเป็นเพียงหลักการทำงานพื้นฐานของเอสซีอาร์ ซึ่งจะเห็นได้ว่า เป็นอุปกรณ์ ที่สามารถนำไปใช้งานได้อย่างง่าย ๆ แต่ข้อสำคัญคือการเลือกใช้เอสซีอาร์ ให้เหมาะกับงานที่ต้องการซึ่งจะพบว่าในการเลือกใช้เอสซีอาร์แต่ละเบอร์นั้น ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเฉพาะของแต่ละเบอร์ เช่นค่าแรงดันและกระแสสูงสุดที่จะทนได้ ค่าความไวของเกตและค่ากระแสโฮลดิ้ง ในตาราง ได้แสดงถึงคุณสมบัติต่าง ๆ เหล่านี้ของเอสซีอาร์เบอร์ต่าง ๆ ที่นิยมใช้ โดย P
IV คือค่าแรงดันสูงสุดที่จะทนได้, Vgt / Igt คือแรงดัน / กระแสที่ใช้ในการทริกที่เกตและ Ih คือกระแสโฮลดิ้ง

การนำ SCR ไปใช้งาน

          SCR ถูกนำไปใช้มากในงานจำพวกไฟฟ้ากำลัง เช่น วงจรควบคุมความสว่าง วงจรควบคุมความเร็วของมอเตอร์ วงจรควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ ระบบควบคุมอุณหภูมิ และวงจรรักษาระดับกำลัง เป็นต้น คุณลักษณะของ SCR นั้น จะนำกระแสในทิศทางตรงเท่านั้น (Forward Direction) ด้วยเหตุผลนี้จึงจัดให้ SCR เป็นอุปกรณ์จำพวก นำกระแสในทิศทางเดียว (Unidirectional Device ) ซึ่งหมายความว่า ถ้าป้อนสัญญาณไฟฟ้า กระแสสลับผ่าน SCR ขาเกทของ SCR จะตอบสนองสัญญาณ และกระตุ้นให้ SCR ทำงานเฉพาะครึ่งบวกของสัญญาณที่จะทำให้อาโนดเป็นบวกเมื่อเทียบกับคาโธดเท่านั้น
  การใช้งาน SCR ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (DC) รูปแสดงระบบสัญญาณเตือนภัยในรถยนต์ เมื่อปิดสวิตซ์อาร์มและสวิตซ์รีเซ็ท ระบบสัญญาณเตือนภัยจะคอยรับสัญญาณจากสวิตซ์ตรวจจับทั้ง 4 ส่วนได้แก่ บริเวณประตู ระบบเครื่องเสียง ฝาปิดเครื่องยนต์ และฝาประโปรงหลัง จากนั้นจึงส่งสัญญาณไปกระตุ้นการทำงานของอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน ตัวอย่างในรูปแสดงวงจรการทำงานของระบบเตือนภัยเมื่อเปิดประตูรถยนต์

          การเปิดประตูรถยนต์จะทำให้ตัวเก็บประจุ C1 ได้รับการชาร์จประจุผ่านทางไดโอด D และตัวต้านทาน R1 หลังจากช่วงเวลาหนึ่งผ่านไปจะทำให้ประจุไฟฟ้าที่ชาร์จเข้าไปใน C1 มีปริมาณเพียงพอที่จะทำให้ Q1 ทำงาน (ON) และเมื่อ Q1 ทำงาน ก็จะผ่านศักย์ไฟฟ้าบวกที่ขั้วคอลเลคเตอร์ซึ่งมาจากแบตเตอรี่ไปยังขั้วอิมิตเตอร์ และผ่านต่อไปยังขาเกทของ SCR เมื่อขาเกทได้รับการกระตุ้นจากศักย์ไฟฟ้าบวกก็จะทำให้ SCR ปิดวงจร (ON) และกระตุ้นอุปกรณ์เตือนภัยให้ทำงาน

         เนื่องจาก SCR เสมือนกับปิดสวิตซ์เมื่ออยู่ในสภาวะ ON ซึ่งจะผ่านแรงดันไฟฟ้าขนาด    12 V จากแบตเตอรี่ไปยังอุปกรณ์เตือนภัย ซึ่งสภาวะ ON ของ SCR นี้ยังคงอยู่ต่อไปโดยไม่ขึ้นกับสวิตซ์อาร์มหรือสวิตซ์ตรวจจับอื่นใด และเมื่อทำการเปิดสวิตซ์รีเซ็ท ซึ่งซ่อนภายในรถก็ทำให้อุปกรณ์เตือนภัยหยุดทำงาน ค่าของ R1 และ C1 ควรเลือกให้เหมาะสมเพื่อให้มีช่วงเวลาการหน่วงที่พอดีการที่ Q1 และ SCR จะถูกกระตุ้นให้ทำงาน ซึ่งการหน่วงเวลานี้ก็เพื่อให้เจ้าของ รถยนต์เข้าไปในรถ และปลดการทำงานของระบบเตือนภัยโดยการเปิดสวิตซ์อาร์มได้ทันเวลา

SCR ไวแสง

SCR ไวแสง ( Light Activated Silicon Controlled Rectifier : LASCR) จะทำงานเป็นสวิตซ์ที่ทำงานด้วยแสงชนิดหนึ่ง โดยจะมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับ SCR มาตรฐาน แต่มีความแตกต่างเพียงว่าการทำงานของ SCRไวแสงจะมีความไวแสงมาก ดังนั้น จึงสามารถใช้แสงที่มาตกกระทบเป็นตัวกระตุ้นให้ SCR ไวแสงทำงานได้ ส่วนใหญ่แล้ว SCR ไวแสงจะมีขาเกทต่อออกมาด้วยเช่นกัน ดังนั้น SCR ไวแสงจึงสามารถถูกกระตุ้นให้ทำงานนำกระแสได้ได้โดยใช้คลื่นสัญญาณไฟฟ้าได้เช่นเดียวกับ SCR มาตรฐานรูป แสดงสัญลักษณ์ และรูปลักษณะของ SCR ไวแสง

 
                   

          สำหรับการทำงานของ SCR ไวแสงนั้น จะมีความไวต่อแสงมากเมื่อจัดให้ขาเกทเปิดวงจรลอยไว้ แต่เพื่อเป็นการลดความไวในการตอบสนองต่อแสงก็สามารถทำได้ โดยต่อตัวต้านทานจากขาเกทเข้ากับขาคาโธด ตัวอย่างการใช้งานของ SCR ไวแสง เช่น วงจรควบคุมการเปิดประตู หรือวงจรสัญญาณเตือนภัย โดยจะใช้เป็นตัวกระตุ้นการทำงานของรีเลย์ ดังแสดงในรูป โดยการทำงานนั้นเมื่อการเปิดสวิตซ์ไฟ แสงจากหลอดไฟจะไปตกกระทบและกระตุ้นให้ SCR ไวแสงทำงาน ส่งผลให้กระแสที่ไหลผ่านขั้วอาโนดเป็นตัวกระตุ้นให้รีเลย์ทำงานโดยการดึงหน้าสัมผัสให้ปิดลง ซึ่งจะทำให้การทำงานของระบบครบวงจร มีข้อสังเกตว่าข้อดีของการใช้ SCR ไวแสงนั้นก็ คือ การกระตุ้นให้ระบบการทำงานจะไม่มีการเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้าใด ๆ กับวงจรของระบบเลย

ถ้าคุณจะสะสมอะไรสักอย่าง คุณก็จะต้องหาที่เก็บรักษาอย่างดี เพื่อให้สิ่งของที่คุณเก็บรักษาอยู่ดี (ไม่สูญหายไปไหน) นั้นมันเป็นเรื่องของสิ่งของที่จับต้องได้ แต่ถ้าเป็นพลังงานไฟฟ้าคุณจะใช้อะไรเก็บมันล่ะ ?
บางคนสงสัยว่าทำไม ตัวอะไร สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าได้ บ้างอาจคิดไปไกลถึงอุปกรณ์ไฮ-เทคต่างๆ แต่ที่ผมจะกล่าวดังต่อไปนี้ เป็นอุปกรณ์ที่แสนจะธรรมดา สำหรับนักอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่นอย่างเราๆ หรือคุณที่สนใจสามารถเรียนรู้ได้ “ตัวเก็บประจุ” (Capacitor) ไงครับ (นายกระสวยอวกาศ : ออนไลน์)

   

โครงสร้างพื้นฐานของตัวเก็บประจุ

         พื้นฐานโครงสร้างของตัวเก็บประจุประกอบด้วย แผ่นตัวนำสองแผ่นซึ่งเรียกมันว่า “แผ่น 1 เพลต” และคั่นด้วย “แผ่นไดอิเล็กตริก” ซึ่งทำด้วยฉนวนไฟฟ้า เช่น กระดาษ , ไมก้า , เซรามิก หรือ อากาศ ดังแสดงในรูปที่1 เรามักเรียกชื่อของตัวเก็บประจุชนิดค่าคงที่ ตามสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก เช่น ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก ก็จะมีแผ่นไดอิเล็กตริกเป็นเซรามิกนั่นเอง

รูปที่ 1 อธิบายพื้นฐานโครงสร้างของตัวเก็บประจุ

          ตัวแปรที่ให้ค่าของตัวเก็บประจุมากหรือน้อยมีอยู่ 3 ประการ คือ
             – พื้นที่แผ่นเพลตที่วางขนานกัน ตัวเก็บประจุที่มีพื้นที่แผ่นเพลตมากก็ยิ่งมีค่าความจุมาก
             – ระยะห่างระหว่างแผ่นเพลต ยิ่งมีความห่างของแผ่นเพลตมากขึ้นค่าความจุก็ยิ่งลดลง
             – ชนิดของสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก ค่าความจุจะเปลี่ยนแปลงไปตามชนิดของสารที่ใช้ทำแผ่นไดอิเล็กตริก
          หน่วยของตัวเก็บประจุคือ “ฟารัด” (Farad) เขียนสัญลักษณ์ย่อว่า “F” ในทางปฏิบัติถือว่า หนึ่งฟารัดมีค่ามาก ..ส่วนใหญ่ค่าที่ใช้จะอยู่ในช่วง ไมโครฟารัดกับพิโกฟารัด
          หนึ่งไมโครฟารัดมีค่าเท่ากับหนึ่งในล้านของฟารัด (1 ไมโครฟารัดเท่ากับ 0.000,001 ฟารัด) ใช้สัญลักษณ์ ” mF ” (microfarad) และ หนึ่งพิโกฟารัดมีค่าเท่ากับหนึ่งในล้านของหน่วยไมโครฟารัด (1 พิโกฟารัด เท่ากับ 0.000,001 ไมโครฟารัด) ใช้สัญลักษณ์ว่า “pF” (picofarad)
                 1 mF = 1/1,000,000   F = 0.000,001 F
                 1 pF = 1/1,000,000 mF = 0.000,001 mF

หลักการทำงาน

           ถ้าเราจะเปรียบการทำงานของตัวเก็บประจุกับสปริง ขณะเรายืดสปริงออกนั้นหมายถึง เรากำลังให้พลังงานกับสปริง และถ้าปล่อยมือ สปริงก็จะหดตัวกลับที่เดิม ทำให้ก้อนหินถูกดีดออกไป ดังรูปที่ 2 เปรียบเทียบการเก็บประจุและการปล่อยมือให้สปริงหดตัวกับการคายประจุ ของตัวเก็บประจุ

รูปที่ 2 การเก็บประจุของตัวเก็บประจุนี้เปรียบได้กับการยืดสปริงเพื่อสะสมพลังงานพลังงานจลน์

การเก็บประจุ

          การเก็บประจุก็คือ การเก็บอิเล็กตรอนไว้ที่แผ่นเพลตของตัวเก็บประจุนั่นเอง  เมื่อนำแบตเตอรี่อื่นๆ ต่อกับตัวเก็บประจุ อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแบตเตอรี่ จะเข้าไปออกันที่แผ่นเพลต ทำให้เกิดประจุลบขึ้นและยังส่งสนามไฟฟ้าไป ผลักอิเล็กตรอนของแผ่นเพลตตรงข้าม (เหมือนกับนำแผ่นแม่เหล็กที่มีขั้ว เหมือนกันมาใกล้กันมันก็จะผลักกัน) ซึ่งโดยปกติในแผ่นเพลตจะมี ประจุเป็น + และ – ปะปนกันอยู่ เมื่ออิเล็กตรอนจากแผ่น
เพลตนี้ถูก ผลักให้หลุดออกไปแล้วจึงเหลือประจุบวกมากกว่าประจุลบ ยิ่งอิเล็กตรอนถูกผลักออกไปมากเท่าไร แผ่นเพลตนั้นก็จะเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น (เมื่อเทียบกับอีกด้าน)

              
           ก.                                                                       ข.         

           รูปที่ 3 อธิบายการเก็บประจุของตัวเก็บประจุ

การคายประจุ

          ตัวเก็บประจุที่ถูกประจุแล้ว ถ้าเรายังไม่นำขั้วตัวเก็บประจุมาต่อกัน (ดังในรูปที่ 3 ข.) อิเล็กตรอนก็ยังคงอยู่ที่แผ่นเพลต แต่ถ้ามีการครบวงจร ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองเมื่อไร อิเล็กตรอนก็จะวิ่งจากแผ่นเพลตทางด้านลบ ไปครบวงจรที่แผ่นเพลตบวกทันที เราเรียกเหตุการณ์นี้ว่า “การคายประจุ”

รูปที่ 4 การคายประจุของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุชนิดคงที่ Fixed capacitor

         Capacitor ชนิดนี้จะมีขั้วบวกและขั้วลบบอกไว้ ส่วนใหญ่จะเป็นแบบกลมดังนั้น การนำไปใช้งานจะต้องคำนึงถึงการต่อขั้วให้กับ Capacitor ด้วย จะสังเกตขั้วง่าย ๆ ขั้วไหนที่เป็นขั้วลบจะมีลูกศรชี้ไปที่ขั้วนั้น และในลูกศรจะมีเครื่องหมายลบบอกเอาไว้

• ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ (Paper capacitor)

              ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ นำไปใช้งานซึ่งต้องการค่าความต้านทานของฉนวนที่มี ค่าสูง และ มี เสถียรภาพต่ออุณหภูมิสูงได้ดี มีค่าความจุที่ดีใน ย่านอุณหภูมิที่กว้าง

• ตัวเก็บประจุแบบไมก้า (Mica capacitor)

               ตัวเก็บประจุแบบไมก้านี้ จะมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิ และ ความถี่ดี มีค่าตัวประกอบการสูญเสียต่ำ และ สามารถทำงาน ได้ดีที่ความถี่สูง จะถูกนำมาใช้ในงานหลายอย่าง เช่น ในวงจะจูนวงจรออสซิสเตอร์ วงจรกรองสัญญาณ และวงจรขยาย ความ ถี่วิทยุกำลังสูง จะไม่มีการผลิตตัวเก็บประจุแบบไมก้าค่าความจุสูงๆ ออกมา เนื่องจากไมก้ามีราคาแพง จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการ ผลิตสูงเกินไป

• ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก (Ceramic capacitor)

              ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้มีลักษณะกลมๆ แบนๆ บางครั้งอาจพบแบบสี่เหลี่ยมแบนๆ ส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุชนิดนี้ มีค่าน้อยกว่า 1 ไมโครฟารัด และเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีขั้ว และสามารถทนแรงดันได้ประมาณ 50-100 โวลต์ค่าความจุของตัวเก็บประจุชนิดเซรามิกที่มีใช้กันในปัจจุบันอยู่ในช่วง 1 พิโกฟารัด ถึง 0.1 ไมโครฟารัด

• ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติก (Electrolytic capacitor)

              ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลติก ตัวเก็บประจุชนิดนี้ต้องระวังในการนำไปใช้งานด้วย เพราะมีขั้วที่แน่นอนพิมพ์ติดไว้ด้าน ข้างตัวถังอยู่แล้ว ถ้าป้อนแรงดันให้กับตัวเก็บประจุผิดขั้ว อาจเกิดความเสียหายกับตัวมันและอุปกรณ์ที่ประกอบร่วมกันได้ ขั้วของตัวเก็บประจุชนิดนี้สังเกตได้ง่ายๆ เมื่อตอนซื้อมา คือ ขาที่ยาวจะเป็นขั้วบวก และขาที่สั้นจะเป็นขั้วลบ

• ตัวเก็บประจุแบบน้ำมัน (Oil capacitor)

• ตัวเก็บประจุแบบโพลีสไตลีน (Polyethylene capacitor)

                                 (ใช้อักษรย่อ MKS) เป็นตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับชนิด โพลีโพรไพรีน แต่จะมีประสิทธิภาพทางปริมาตรต่ำกว่า มีค่าความจุ 47 pF ถึง 0.039m F อัตราการทนแรงไฟ 63-630 VDC มีค่าผิดพลาดต่ำเพียง ± 1 % 

• ตัวเก็บประจุ แทนทาลั่ม (Tantalum capacitor)

               ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่ม จะให้ค่าความจุสูงในขณะที่ตัวถังที่บรรจุมีขนาดเล็ก และมีอายุในการเก็บรักษาดีมาก ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มนี้มีหลายชนิดให้เลือกใช้ เช่น ชนิด โซลิต ( solid t
ype ) ชนิด ซินเทอร์สลัก ( sintered slug ) ชนิดฟอลย์ธรรมดา ( plain foil ) ชนิดเอ็ชฟอยล์ ( etched foil ) ชนิดเว็ทสลัก ( wet slug ) และ ชนิดชิป ( chip ) การนำไปใช้งานต่างๆ ประกอบด้วยวงจรกรองความถี่ต่ำ วงจรส่งผ่านสัญญาณ ชนิด โซลิตนั้นไม่ไวต่ออุณหภูมิ และ มีค่าคุณ สมบัติระหว่างค่าความจุอุณหภูมิต่ำกว่า ตัวเก็บประจุ แบบอิเล็กทรอไลติกชนิดใด ๆ สำหรับงานที่ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มไม่เหมาะกับ วงจรตั้งเวลาที่ใช้ RC ระบบกระตุ้น ( triggering system ) หรือ วงจรเลื่อนเฟส ( phase – shift net work ) เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบนี้ มีค่าคุณสมบัติของการดูดกลืนของไดอิเล็กตริก สูง ซึ่งหมายถึงเมื่อตัวเก็บประจุถูกคายประจุ สารไดอิเล็กตริกยังคงมีประจุหลงเหลืออยู่ ดังนั้นเม้ว่าตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติของ การดูดกลืนของสารไดอิเล็กตริกสูงจะถูกคายประจุประจุจนเป็นศูนษ์แล้วก็ตาม จะยังคงมีประจุเหลืออยู่เป็นจำนวนมากพอ ที่ จะทำ ให้เกิดปัญหาในวงจรตั้งเวลา และ วงจรอื่นที่คล้ายกัน

• ตัวเก็บประจุแบบไมลา (Milar capacitor)

           (ใช้อักษรย่อ KT) เป็นตัวเก็บประจุที่นิยมใช้มากเพราะมีเสถียรภาพสูง กระแสรั่วต่ำ มีค่าสัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิสูง ส่วนมากใช้ในด้าน Coupling, Decoupling, Blocking, Bypass, Filter มีด้วยกัน 2 ชนิด ชนิดฟิล์มฟอยล์ จะมีค่าความจุ 0.001-1.0m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า80 – 200 VDC ค่าผิดพลาด ± 5 – 10 % ชนิดฟิล์มโลหะ จะมีค่า 0.001-10.0 m F อัตราการทนแรงดันไฟฟ้า 60-630 VDC ค่าผิดพลาด ± 5 – 10 %

• ตัวเก็บประจุแบบไบโพลา (Bipolar capacitor)

           เป็นตัวเก็บประจุเอเล็กโตรไลติคอีกแบบหนึ่ง ที่ไม่มีขั้ว บวก-ลบ นิยมใช้มากในเครื่องขยายเสียง หรือ วงจรแยกเสียงในลำโพง (Network) หรือใช้ทำหน้าที่เป็นวงจรสตาร์ทในมอเตอร์ของเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น  พัดลม

• ตัวเก็บประจุแบบโพลีโพรไพลีน (Poiypropyrene)

           หรือไบแคป(Bi-Cap) เหมือนกับแบบอิเล็กโตรไลต์ติกคาปาซิเตอร์ แต่ไม่มีขั้ว นิยมใช้กันมากในวงจรเครื่องเสียง ขยายเสียง ภาคจ่ายไฟ

ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้ Variable capacitor

          เป็น Capacitor ชนิดที่ไม่มีค่าคงที่ ซึ่งจะมีการนำวัสดุต่างๆ มาสร้างขึ้นเป็น Capacitor โดยทั่วไปจะมีค่าความจุไม่มากนัก โดยประมาณไม่เกิน 1 ไมโครฟารัด (mF) Capacitor ชนิดนี้เปลี่ยนค่าความจุได้ จึงพบเห็นอยู่ ในเครื่องรับวิทยุต่าง ๆ ซึ่งเป็นตัวเลือกหาสถานีวิทยุโดยมีแกนหมุน Trimmer หรือ Padder เป็น Capacitor ชนิดปรับค่าได้ ซึ่งคล้าย ๆ กับ Varible Capacitor แต่จะมีขนาดเล็กกว่า การใช้ Capacitor แบบนี้ถ้าต่อในวงจรแบบอนุกรมกับวงจรเรียกว่า Padder
Capacitor ถ้านำมาต่อขนานกับวงจร เรียกว่า Trimmer

หน่วยความจุของคาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์มีหน่วยเป็น ฟารัด (F) ไมโครฟารัด (uF) หรือ MFD และ นาโนฟารัด (nF)

การอ่านค่าความจุของคาปาซิเตอร์

     ตัวเก็บประจุจะบอกลักษณะอยู่ทั้งหมด 3 แบบ คือ
       1. อ่านค่าโดยตรง
       2. บอกเป็นตัวเลข
       3. บอกเป็นแถบสี

1. การอ่านค่าโดยตรง

คาปาซิเตอร์ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะมีความจุสูง และบอกอัตราทนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดมาด้วย

จากรูปสามารถอ่านได้  1500 ไมโครฟารัด  ทนแรงดันสูงสุดที่ 35 โวลท์

ตัวที่ 1 สามารถอ่านได้ 10 ไมโครฟารัด ทนแรงดันสูงสุดที่ 100 โวลท์

ตัวที่ 2 สามารถอ่านได้ 10 ไมโครฟารัด ทนแรงดันสูงสุดที่ 250 โวลท์

2. การอ่านแบบที่บอกเป็นตัวเลข

         คาปาซิเตอร์ชนิดนี้จะบอกเป็นตัวเลขมา 3 ตำแหน่งด้วยกัน โดยที่ ตัวที่หนึ่งจะเป็นตัวตั้งหลักที่หนึ่ง
ตัวที่สองจะเป็นตัวตั้งหลักที่สอง และตัวเลขตัวที่สามจะเป็นตัวเติมเลขศูนย์ลงไป(หรือตัวคูณก็ได้) หน่วยที่ได้จะเป็นพิโกฟารัด เสมอ ส่วนค่าผิดพลาดถูกบอกในรูปของอักษรแทนเช่น ตัว K มีค่าผิดพลาดเท่ากับ + – 10%

                                                                จากรูป
 
1 0 และเติมศูนย์อีกสองตัว จะได้  1000 pF หรือ 1 nF(หารด้วย1,000) หรือ 0.001 uF (หารด้วย 1,000,000)

อ่านได้ 100 pF

จากรูป

อ่านได้ 150000 pF 150 nF 0.15 uF

3. การอ่านแบบที่บอกเป็นแถบสี

หลักอ่านจะคล้ายกับตัวต้านทานครับ

การอ่านค่าสีตัวคาปาซิเตอร์
เหลือง  จะเป็นตัวตั้งหลักที่หนึ่ง มีค่า     4
ม่วง      จ
ะเป็นตัวตั้งหลักที่สอง มีค่า     7
เหลือง   จะเป็นตัวคูณ  มีค่า     x10000
ขาว      จะเป็นเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาด มีค่า 10 %
แดง      จะเป็นอัตราทนแรงดันไฟฟ้า     มีค่า 200 V
ดังนั้นสามารถอ่านได้  470000 pF หรือ 0.47 uF

 ศึกษาวิธีอ่านค่าเพิ่มเติม   ตัวอย่าง CODE GUIDE

 

ที่มา : http://sites.google.com/site/velectronic1/capacitor/code-capacit
ที่มา : วารสาร HOBBY ELECTRONICS ฉบับที่ 02 เดือน พฤษภาคม 2534
อ้างอิง: ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น, พันศักดิ์ พุฒิมานิตพงศ์ , ภูสิทฐ บวรวัฒนดิลก

รู้ไหมว่า ถ้าเราไม่มีตัวต้านทาน เราก็ไม่สามารถต่อวงจรไฟฟ้ามาใช้งานได้ อ้าวแล้วตัวต้านทานมันยิ่งใหญ่แค่ไหน ก็แค่อุปกรณ์ตัวเล็กๆ มีแถบสีเท่านั้นเอง
          ตัวต้านทานคืออะไร ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่า ตัวต้านทาน คือมันจะต้านทานการไหลไฟฟ้าทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ โดยทั่วไป ตัวต้านทานจะมีอยู่หลายแบบ แตกต่างกันตามขนาดรูปร่าง ตามแต่อัตราทนกำลังไฟฟ้า และตามค่าของมัน ซึ่งค่าของความ ต้านทาน จะมีหน่วยเป็นโอห์ม (ohm) ค่าความต้านทานนี้ในตัวต้านทานบางแบบจะพิมพ์ลงบนตัวมันเลย และก็มีบางแบบเช่นกันที่จะ บอกค่าความต้านทานมาเป็นแถบสี

          ธรรมชาติของตัวต้านทาน

ใช่แล้ว ! บางทีเราพูดได้ว่าตัวต้านทานก็คือตัวนำที่เลวได้ หรือในทางกลับกันตัวนำทีดีหรือตัวนำสมบูรณ์ เช่น ซูเปอร์คอนดักเตอร์ จะไม่มีค่าความต้านทานเลย ดังนั้น ถ้าต้องการทดสอบเครื่องมือวัดของเราว่ามีค่าเที่ยงตรง ในการวัดมากน้อยเท่าใด เราสามารถทดสอบ ได้โดยการนำเครื่องมือวัดของเราไปวัดตัวนำที่มีค่าความต้านทานศูนย์โอห์ม เครื่องมือที่นำไปวัดจะต้องวัดค่าได้เท่ากับ ศูนย์โอห์มทุก ย่านวัด  ตัวนำที่ดีที่สุดหรือตัวนำที่ค่อนข้างดี จำเป็นมากสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ในงานอิเล็กทรอนิกส์จะใช้อุปกรณ์ที่รู้จักกันในชื่อว่า โอห์มมิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบค่าความต้านทานของตัวต้านทาน (จักรกฤษณ์ นพคุณ : ออนไลน์ )

          โครงสร้างภายในของตัวต้านทานค่าคงที่

          กรรมวิธีในการผลิตตัวต้านทานมีด้วยกันหลายวิธีตามแต่ชนิดของตัวต้านทาน เช่นการใช้ลวดพันรอบโครงสร้างของตัวต้านทาน แล้วก็ต่อขาออกมาใช้งาน

โครงสร้างภายในของตัวต้านทานคงที่ ก.แบบคาร์บอน ข.แบบไวร์วาวด์ ค.แบบเมตัลฟิล์ม

                               รูปสัญลักษณ์ ( Symbol )                                      

ตัวต้านทานแบบต่างๆ

ชนิดของตัวต้านทาน

R แบบค่าคงที่ ( Fixed Resistor )
ที่นิยมและเห็นมีการใช้งานอยู่ทั่วไปจะมี 3 แบบ
            
     – แบบที่ 1 Resistor 4 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 5 % )
                 – แบบที่ 2 Resistor 5 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 1 % )
                 – แบบที่ 3 Resistor แบบทนวัตต์สูง ( ค่าความผิดพลาด 5-10 % )
R แบบปรับค่าได้ ( Variable Resistor )
Variable Resistor  เรียกตัวย่อสั้นๆว่า  VR   เป็นตัวต้านทานที่สามารถปรับ เปลี่ยนแปลงค่าได้ เช่น ใช้ในการปรับแต่งเสียง แสง สี แรงดันไฟ กระแส และต่าง ๆ มากมาย

การอ่านค่าตัวต้านทาน ก่อนอื่นต้องอ่านค่าสีและท่องจำให้แม่นยำก่อน

หลังจากท่องท่องจำรหัสสีได้แม่นแล้ว ต่อไปจะเป็นการอ่านค่าตัวต้านทาน

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 4 แถบสี ( ค่าความผิดพลาด 5 % )
1. หลักการอ่าน ให้เอาสีทองไว้ด้านขวามือเสมอ จะได้สีแรกที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 และ 2 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 3 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้ 
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีทองเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 5 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 95 – 105 โอห์มในช่วงนี้

ตัวอย่าง

จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 12000 โอห์ม

น้ำตาล    = 1  ( ตัวตั้ง )
แดง       = 2  ( ตัวตั้ง )
ส้ม         = 000  ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 3 = 1000 )
ทอง       = ความฃผิดพลาด + 5 %

ซึ่งการอ่านค่าความต้านทานโดยทั่วไป
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000 ไปหารจะได้หน่วยเป็น K หรืออ่านว่า กิโล
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000,000  ไปหารจะได้หน่วยเป็น M หรืออ่านว่า เมกกะ

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 5 แถบสี ( ค่าความผิดพลาด 1 % จะใช้สีน้ำตาลเป็นสีสุดท้าย แยกห่างจากพวก )
หลักการอ่านค่า R 5 แถบสีนี้ใช้หลักการเหมือนกัน เพียงแต่สีที่เพิ่มเข้ามาเป็นเพียงตัวตั้งหลักที่ 3 เท่านั้นเอง
1. หลักการอ่าน ให้เอาสี น้ำตาล ที่แยกห่างออกจากพวกไว้ด้านขวามือเสมอ ส่วนจะได ้สีแรก ที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 , 2  และ 3 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 4 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น 
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีน้ำตาลเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 1 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 99 – 101  โอห์มในช่วงนี้
ตัวอย่าง

    จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 150 + 1 % โอห์ม

น้ำตาล    = 1   ( ตัวตั้ง )
เขียว      = 5   ( ตัวตั้ง )
ดำ         = 0   ( ตัวตั้ง )
ดำ        = 0 ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 0 = 1 )
น้ำตาล = ความฃผิดพลาด + 1 %

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบทนวัตต์สูง ( หรือที่นิยมเรียกกันว่า R กระเบื้อง )
โดยทั้วไป R ประเภทนี้จะเขียนบอกค่า ความต้านทาน และอัตราทนกำลัง ไว้บนตัวถังเลย