ตัวแยกตัวเก็บประจุได้รับความนิยมมากขึ้น คุณจะพบว่าพวกเขาใช้สําหรับโครงการไฟฟ้าจํานวนมากเช่นcolpitz oscillatorและอื่นๆ
อย่างไรก็ตามก่อนที่คุณจะตัดสินใจใช้ตัวแยกตัวเก็บประจุคุณต้องเข้าใจว่าพวกเขาทํางานอย่างไร
บทความนี้กําหนดตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุและกฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้คุณยังจะเห็นแผนภาพวงจรต่างๆของตัวแยกตัวเก็บประจุ
ตัวแยกตัวเก็บประจุคืออะไร?
ตัวแยกแรงดันไฟฟ้า
ต้นฉบับ: วิกิพีเดีย (โครงการความร่วมมือทางวิกิพีเดียหลายภาษาบนพื้นฐานของวิกิพีเดีย)เป็นสารานุกรมออนไลน์ที่เขียนในภาษาต่างๆวัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์คือการให้สารานุกรมฟรีสําหรับมนุษยชาติ)
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบcapacitiveคือวงจรที่ได้รับความแตกต่างของศักยภาพและแบ่งออกเป็นสองส่วนในขณะที่รักษาอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคงที่
นอกจากนี้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบcapacitiveมักจะมีตัวเก็บประจุแบบเส้นตรง
วัตถุประสงค์หลักของวงจรคือการจัดสรรแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันไปยังส่วนอื่นๆของวงจรตามกฎหมายโอห์ม:
v=ir
ที่ไหน; v หมายถึงแรงดันไฟฟ้า i หมายถึงกระแสไฟฟ้า r หมายถึงความต้านทาน.
ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณมีแหล่งจ่ายไฟ12โวลต์คุณวางตัวเก็บประจุ4ตัวที่เชื่อมต่อกัน(ทั้งหมด1 f ) จากนั้นตัวเก็บประจุจะให้เอาท์พุทแรงดันไฟฟ้า 6 โวลต์ ซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของ 12 โวลต์.
กฎของตัวแบ่งแรงดันคืออะไร?
ตัวแยกแรงดันไฟฟ้า
ต้นฉบับ: วิกิพีเดียแชร์.
โดยเฉลี่ยเมื่อคู่ขององค์ประกอบวงจรถูกเชื่อมต่อกันแรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะถูกเบี่ยงเบนผ่านองค์ประกอบ
ในทํานองเดียวกันเมื่อคุณเชื่อมต่อส่วนประกอบวงจรบางส่วนกระแสจะถูกแยกออกจากกันระหว่างส่วนประกอบ
ดังนั้นสําหรับวงจรคู่ขนานเราใช้กฎการแยก; สําหรับวงจรอนุกรมเราใช้กฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าในกระบวนการวิเคราะห์
กฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือที่เรียกว่ากฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ามีบทบาทสําคัญในการวิเคราะห์วงจรเนื่องจากช่วยให้เราสามารถคํานวณแรงดันไฟฟ้าของส่วนประกอบได้
ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรกฎของตัวแบ่งแรงดันจะแบ่งออกเป็นสามประเภท
นั่นคือ ;
ตัวแยกแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนํา
ตัวแยกแรงดันไฟฟ้า
ตัวแยกแรงดันไฟฟ้าต้านทาน
ลองดูแต่ละรายการอย่างใกล้ชิด
กฎแรงดันไฟฟ้าของวงจรความต้านทาน
เพื่อให้เข้าใจกฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าความต้านทานให้ใช้วงจรที่เชื่อมต่อกับแหล่งแรงดันไฟฟ้าโดยคู่ของตัวต้านทาน
เนื่องจากคุณเชื่อมต่อความต้านทานเข้าด้วยกันปริมาณกระแสที่ไหลผ่าน(ความต้านทาน)จะคล้ายกัน
ความต้านทาน
อย่างไรก็ตามตัวต้านทานมีแรงดันไฟฟ้าตรงกันข้าม แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของวงจรถูกแยกออกจากคู่ความต้านทาน นอกจากนี้ความต้านทานมีผลโดยตรงต่อขนาดของแรงดันไฟฟ้าเดี่ยว
นี่คือวงจรที่คุณสามารถใช้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม:
วงจรความต้านทาน
จากแผนภาพวงจรด้านบนความต้านทานr 1และr 2เชื่อมต่อกับแหล่งแรงดันไฟฟ้าVS แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กระแสไฟทั้งหมด1แอมป์
อย่างไรก็ตามนักออกแบบเชื่อมโยงองค์ประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกัน ดังนั้นจะมีวงจรที่กระแสผ่านพวกเขาจะคงที่1แอมป์
ตอนนี้เพื่อคํานวณแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดคุณสามารถใช้สูตร:
วี
s
=
วี
หายาก
หนึ่ง
+
วี
หายาก
2
… (1)
ที่ไหน,
VR 1แสดงแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานและr 1และVR 2แสดงแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานr 2 นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกแจกจ่ายระหว่างความต้านทานทั้งสอง ดังนั้นคุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดโดยการเพิ่มVR 1และVR 2
ทําตามกฎของโอห์ม
vr1= ir1+ir2… (2)
ดังนั้นตามสมการ(1)และ(2);
vs= ir1+ir2
vs = i ( r1 + r2 )
ถัดไปใส่ค่าของกระแสแรกในสมการ(2)
vr1=ir1
และในทํานองเดียวกัน
vr2 = ir2
ดังนั้นกฎแรงดันไฟฟ้าของวงจรความต้านทานขัดแย้งกับกฎการเบี่ยงเบน
วงจรตัวเหนี่ยวนํากฎแรงดันไฟฟ้า
เมื่อคุณเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนําสามตัวขึ้นไปในวงจรกระแสที่ไหลผ่านตัวเหนี่ยวนําจะยังคงเหมือนเดิม อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะกระจายไปยังตัวเหนี่ยวนําทั้งหมด
ตัวเหนี่ยวนํา
ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้กฎตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนําเพื่อคํานวณแรงดันไฟฟ้าในตัวเหนี่ยวนําเดียว
วงจรเหนี่ยวนํา
นักออกแบบเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนําl 1และl 2ในโหมดชุดตามแผนภาพวงจรข้างต้น นอกจากนี้VL 1หมายถึงแรงดันผ่านl 1และในทํานองเดียวกันVL 2หมายถึงแรงดันผ่านl 2 vs แสดงแรงดันไฟ.
เพื่อหาVL 1และVL 2เราใช้กฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนํา อย่างที่เราทุกคนทราบสูตรการคํานวณแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนําคือ:
ในกรณีที่leqเท่ากับตัวเหนี่ยวนําทั้งหมดของวงจรและวิศวกรไฟฟ้าเชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนําในวงจรตัวอย่างของเรา ดังนั้นการเหนี่ยวนําทั้งหมดคือการรวมกันของสองตัวเหนี่ยวนํา;
leq=l1+l2
ตามสมการ(3);
แรงดันไฟฟ้าผ่านตัวเหนี่ยวนําl 1คือ:
ในทํานองเดียวกันแรงดันไฟฟ้าผ่านเหนี่ยวนําl 2คือ:
ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่ากฎแรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนํามีความคล้ายคลึงกับความต้านทาน
วงจรตัวเก็บประจุของกฎแรงดันไฟฟ้า
ลองใช้วงจรด้านล่างเพื่อคํานวณกฎของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ
วงจรประจุไฟฟ้า
ที่ไหน;
วิศวกรเชื่อมต่อคู่ของตัวเก็บประจุกับแรงดันไฟฟ้าแหล่งที่มาVS ถัดไปแรงดันไฟฟ้าแหล่งที่มาแบ่งออกเป็นสองส่วน หนึ่งผ่านตัวเก็บประจุc 1และอีกหนึ่งผ่านตัวเก็บประจุc 2
ตัวเก็บประจุ
นอกจากนี้VC 1แสดงแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุc 1และVC 2แสดงแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุc 2
ดังนั้นตัวเก็บประจุรวมเป็น
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่แหล่งที่มา: q = ceq vs โดยพื้นฐานแล้ว
แรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุc 1;
vc1 = q1 / c1
แรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุc 2;
vc2 = q2 / c2
ในระยะสั้นแรงดันไฟฟ้าเดียวที่ผ่านตัวเก็บประจุคือตัวเก็บประจุสัมพัทธ์คูณด้วยอัตราส่วนของตัวเก็บประจุทั้งหมดและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด
สูตรตัวแยกตัวเก็บประจุ
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบcapacitiveคือวงจรที่ใช้ตัวเก็บประจุคู่ขนานกับเอาท์พุทและเชื่อมต่อกับอินพุตAC
คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อหาอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก:
vout / vin = 1 / ( 1+cs / cp )
ที่ไหน;
csหมายถึงความจุทั้งหมดของตัวเก็บประจุชุดทั้งหมด
CPหมายถึงความจุรวมของตัวเก็บประจุแต่ละตัว
ความกว้างของสัญญาณACที่กําหนดโดยสูตรข้างต้นขึ้นอยู่กับVinที่มีความผิดปกติ
อย่างไรก็ตามความผิดปกติจะแตกต่างกันไปตามขนาดของตัวเก็บประจุของCSหรือCP
แผนภาพวงจรตัวแยกตัวเก็บประจุ
วงจรแยกแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบบcapacitive
สูตรXC =1/(2πfc )เป็นแนวทางในการแบ่งแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัวในวงจรตัวแยกความจุ
อย่างไรก็ตามในการคํานวณแรงดันไฟฟ้าที่กําหนดให้กับตัวเก็บประจุวงจรคุณต้องคํานวณค่าอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุก่อน คุณสามารถใช้สูตรข้างต้นเพื่อคํานวณ
หลังจากคํานวณค่าอิมพีแดนซ์แล้วคุณสามารถใช้สูตรโอห์มเพื่อดูปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัว
ตัวอย่างเช่น:
วงจรแยกแรงดันไฟฟ้าACแบบcapacitive
วงจรดังกล่าวมีตัวเก็บประจุสองตัวและแรงดันไฟฟ้าAC 120 v; ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจะไหลไปยังตัวเก็บประจุสองตัว โปรดจําไว้ว่าตัวเก็บประจุอยู่ในโหมดชุด
ขณะนี้สามารถใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบง่ายๆเพื่อหาแรงดันไฟฟ้าที่กําหนดซึ่งตัวเก็บประจุ1ไมโครฟจะได้รับแรงดันไฟฟ้าสองเท่า
ดังนั้นในตัวอย่างของเราจะเป็น 80v ตัวเก็บประจุ 2μ จะได้รับ 40v
วงจรแยกแรงดันไฟฟ้าแบบcapacitive DC
ตามสูตรv = q/cแรงดันไฟฟ้าจะถูกใช้ร่วมกันในวงจรแยกแรงดันไฟฟ้าDCดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจึงสมมาตรกับค่าความจุของตัวเก็บประจุ
ในสาระสําคัญตัวเก็บประจุที่มีตัวเก็บประจุต่ําจะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ในทางกลับกันตัวเก็บประจุที่ใหญ่กว่าจะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ํากว่า
ตัวอย่างเช่น:
วงจรแยกแรงดันไฟฟ้าแบบcapacitive DC
วงจรข้างต้นมีแรงดันไฟฟ้า15โวลต์ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้า15โวลต์จะไหลผ่านคู่ตัวเก็บประจุ
แรงดันไฟฟ้าจะไหลไปยังตัวเก็บประจุสองตัวดังนั้นผลรวมจะเท่ากับแหล่งจ่ายไฟ15โวลต์
สมมติว่าตัวเก็บประจุมีประจุที่คล้ายคลึงกันคุณสามารถคํานวณแรงดันไฟฟ้าตามค่าความจุของพวกเขา
สมมติว่าค่าความจุ1ไมโครฟเป็นครึ่งหนึ่งของค่าความจุ2ไมโครฟแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุตัวแรกจะเป็นสองเท่าของตัวเก็บประจุตัวที่สอง
ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุ1ไมโครเอฟคือ10โวลต์และแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุ2ไมโครเอฟคือ5โวลต์
ข้อดีและข้อเสียของตัวแยกตัวเก็บประจุ
ตัวแบ่งเป็นประโยชน์แต่เช่นเดียวกับสิ่งประดิษฐ์อื่นๆพวกเขามีข้อดีและข้อเสีย
ข้อดี
การสูญเสียความร้อนต่ําสุด
ในราคาที่เหมาะสม
ทํางานภายใต้ dc (กระแสตรง) หรือ ac (กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ)
ต้นทุนการติดตั้งต่ํา
ความถี่ที่เกี่ยวข้อง
ข้อบกพร่อง
ใช้งานได้กับไฟ ac light เท่านั้น
มันหนักมาก
ความร้อนสูงเกินไปจะลดประสิทธิภาพการทํางาน
ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าบางส่วนมีค่าใช้จ่ายสูงและสามารถทํางานได้ภายใต้ACเท่านั้น
วัตถุประสงค์ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า
ดังที่ได้กล่าวมาแล้วมีหลายแอพพลิเคชันสําหรับตัวแยกตัวเก็บประจุ เหล่านี้ประกอบด้วย :
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าสามารถลดแรงดันไฟฟ้าและวัดแรงดันไฟฟ้าระดับสูงได้
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าภายในไมโครคอนโทรลเลอร์ช่วยในการวัดความต้านทานของเซ็นเซอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์
เมื่อเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าในการทํางานต่างๆตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าจะทําหน้าที่เป็นตัวแปลงระดับลอจิก
สรุป
หลังจากอ่านบทความนี้เราต้องการกําหนดวงจรตัวแยกตัวเก็บประจุและอธิบายกฎของตัวแบ่ง
เป็นการดีที่สุดที่จะเข้าใจข้อดีและข้อเสียของตัวแยกตัวเก็บประจุ
หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้โปรดติดต่อเรา
