คาปาซิเตอร์ สำหรับ ประตูบานเลื่อนอัตโนมัติ คือ ตัวเก็บประจุไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่สะสมหรือเก็บประจุไฟฟ้า เปรียบเทียบเหมือนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ที่ต่ออยู่ในวงจรไฟฟ้า โครงสร้างพื้นฐานของตัวเก็บประจุไฟฟ้านั้นผลิตจากแผ่นโลหะบางๆ 2 แผ่น วางซ้อนกันโดยมีฉนวน ที่เรียกว่า ไดอิเล็กตริก (Dielectric) คั่นตรงกลาง ม้วนเป็นรูปทรงกระบอก ฉนวนไดอิเล็กตริกที่ใช้อาจจะเป็นชนิดอากาศ, กระดาษ, น้ำมัน, ไมก้า, เซรามิค เป็นต้น
ลักษณะทางกายภาพของ คาปาซิเตอร์ สำหรับ ประตูบานเลื่อนอัตโนมัติ
ตัวเก็บประจุนั้นประกอบด้วยขั้วไฟฟ้า (หรือเพลต) 2 ขั้ว แต่ละขั้วจะเก็บประจุชนิดตรงกันข้ามกัน ทั้งสองขั้วมีสภาพความจุ และมีฉนวนหรือไดอิเล็กตริกเป็นตัวแยกคั่นกลาง ประจุนั้นถูกเก็บไว้ที่ผิวหน้าของเพลต โดยมีไดอิเล็กตริกกั้นเอาไว้ เนื่องจากแต่ละเพลตจะเก็บประจุชนิดตรงกันข้าม แต่มีปริมาณเท่ากัน ดังนั้นประจุสุทธิในตัวเก็บประจุ จึงมีค่าเท่ากับ ศูนย์ เสมอ
การทำงานของ คาปาซิเตอร์
- การเก็บประจุไว้ในตัวเก็บประจุ (Charge) – การเก็บอิเล็กตรอนไว้ที่เพลตของตัวเก็บประจุ เมื่อนำแบตเตอรี่ต่อกับตัวเก็บประจุ อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแบตเตอรี่ จะเข้าไปรวมกันที่แผ่นเพลต ทำให้เกิดประจุลบขึ้นและยังส่งสนามไฟฟ้าไป ผลักอิเล็กตรอนของแผ่นเพลตตรงข้าม ซึ่งโดยปกติในแผ่นเพลตจะมี ประจุเป็น + และ – ปะปนกันอยู่ เมื่ออิเล็กตรอนจากแผ่นเพลตนี้ถูก ผลักให้หลุดออกไปแล้วจึงเหลือประจุบวกมากกว่าประจุลบ ยิ่งอิเล็กตรอนถูกผลักออกไปมากเท่าไร แผ่นเพลตนั้นก็จะเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น
- การคายประจุออกจากตัวเก็บประจุ (Discharge) – ตัวเก็บประจุที่ถูกประจุแล้ว ถ้าเรายังไม่นำขั้วตัวเก็บประจุมาต่อกัน อิเล็กตรอนก็ยังคงอยู่ที่แผ่นเพลต แต่ถ้ามีการครบวงจร ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองเมื่อไร อิเล็กตรอนก็จะวิ่งจากแผ่นเพลตทางด้านลบ ไปครบวงจรที่แผ่นเพลตบวกทันที เราเรียกว่า “การคายประจุ”
โดยมีหน่วยวัดเป็น ฟารัด (Farad) เมื่อต้องการให้ได้ค่าเก็บประจุสูงขึ้น สามารถนำแผ่นโลหะหลายแผ่นมาซ้อนกัน เพื่อให้มีพื้นที่การเก็บประจุให้มากขึ้น แต่มีข้อจำกัดหลายประการ จึงมีอีกวิธีหนึ่งคือ การนำคาปาซิเตอร์หลายๆตัวมาทำการขนาน หรืออนุกรม ทางไฟฟ้า ซึ่งค่าความจุไฟฟ้ารวม คำนวณได้ดังนี้
1.การต่อคาปาซิเตอร์แบบขนาน
ในวงจรไฟฟ้าทั่วไป ค่าความจุไฟฟ้าของคาปาซิเตอร์มักจะไม่ถูกนำไปใช้โดยตรง แต่จะแปลงค่าไปใช้ในรูปอื่น ดังต่อไปนี้
- คาปาซิทีฟรีแอคแตนซ์ (Capacitive Reactance) ซึ่งเปรียบได้กับค่าความต้านทานไฟฟ้า ซึ่งมีค่า Xc = 1/2pfc โดยที่ f เป็นค่าความถี่ของระบบไฟฟ้า มีหน่วยเป็นเฮิรต์ (Hz) และ Xc เป็นค่าคปาซิทีฟรีแอคแตนซ์ มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ohm)
- รีแอคทีฟเพาเวอร์ (Reactive Power) เป็นกำลังงานไฟฟ้าที่ตัวคาปาซิเตอร์สะสมไว้ ดังสมการ Pr = 2fcv2 มีหน่วยเป็น VAR ( Volt-Amp Reactive) โดยที่ V เป็นระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้า มีหน่วยเป็น โวลท์ (Volt)
2.การต่อคาปาซิเตอร์แบบอนุกรม
ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ หรือระบบไฟฟ้าที่ใช้กันในอุตสาหกรรม หรือที่อยู่อาศัย มีการวัดกำลังไฟฟ้าหลายหน่วยดังต่อไปนี้
- กำลังไฟฟ้าจริง (Active Power) มีหน่วยเป็น วัตต์ (W) หรือกิโลวัตต์ (KW) เป็นกำลังงานที่สามารถเปลี่ยนแปลงโดยอุปกรณ์ไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้ เช่น ความร้อน, แสงสว่าง หรือกำลังงานกล
- กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (Reactive Power) มีหน่วยเป็น วาร์ (VAR) หรือกิโลวาร์ (KVAR) เป็นกำลังงานที่ไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องทำงานโดยอาศัยสนามแม่เหล็ก เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า, มอเตอร์ไฟฟ้า ต้องใช้กำลังงานรีแอคทีฟนี้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก
- กำลังไฟฟ้าปรากฏ (Apparent Power) มีหน่วยเป็น โวลท์-แอมป์ (VA) หรือกิโลโวลท์แอมป์ (KVA) เป็นกำลังไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าจะจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าปรากฏ เกิดจากผลรวมของกำลังไฟฟ้าจริงและกำลังไฟฟ้าปรากฏ
