Home Theater Guide webboard > มุม Thai DIY Audio
เปิดห้องเรียน DIY กันครับ
Mr. Tube:
ถูกต้องครับ :clap เชิญสาธยายต่อเลยครับอาจารย์ O0
Audio Boy:
ตัวอย่างการคำนวณหาค่าเก็บประจุและอัตราการทนแรงดัน ของตัวเก็บประจุที่ค่าความจุไม่เท่ากันและทนแรงดันไม่เท่ากัน นำมาต่ออนุกรมกัน จากตัวอย่างเดิมครับ
1. หาค่าความจุไฟฟ้าโดยใช้สมการหาค่าเก็บประจุต่ออนุกรมกัน
ค่าความจุรวมเท่ากับ 1/Cs = (1/330 + 1/470 + 1/68 + 1/47 )
1/Cs = (.0030303+.0021276+.0147058+.0212765)
1/Cs = 0.0411394
Cs = 1 / 0.0411394
Cs = 24.3 uF
2. หาค่าการทนแรงดันไฟฟ้าจากความสัมพันธ์จากกฎของคูลอมบ์ Q = C x V โดยหา Q ของตัวเก็บประจุแต่ละตัว และพิจารณา Q ที่เล็กที่สุด นำมาคำนวณอัตราการทนแรงดันรวม
Q1 = C1 x V1 = 330uF x 200V = 0.066 คูลอมบ์
Q2 = C2 x V2 = 470uF x 450V = 0.2115 คูลอมบ์
Q3 = C3 x V3 = 68uF x 400V = 0.0272 คูลอมบ์
Q4 = C4 x V4 = 47uF x 400V = 0.0188 คูลอมบ์ * ค่าเล็กที่สุดที่จะนำไปพิจารณา (Qs)
คำนวณอัตราการทนแรงดันจากกฎของคูลอมบ์ V = Q / C
V = 0.0188 / 24.3uF = 773.66 V ( ตัวเก็บประจุที่ต่ออนุกรมกันสามารถทนแรงดันได้ 773.66 โวลท์ )
หรือหากพิจารณาแรงดันที่ตกคร่อมแรงดันแต่ละตัว
Vc1 = Qs / C1 = 0.0188 / 330uF = 56.97 V
Vc2 = Qs / C2 = 0.0188 / 470uF = 40 V
Vc3 = Qs / C3 = 0.0188 / 68uF = 276.47 V
Vc4 = Qs / C4 = 0.0188 / 47uF = 400 V
ผลรวมของแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับ 773.44 โวลท์ (ใกล้เคียงกัน) แต่จะเห็นว่าตัวเก็บประจุที่ค่าน้อยที่สุดจะมีแรงดันตกคร่อมมากที่สุด
วิธีที่ดีที่สุดสำหรับการนำไปใช้งานจริง เช่นนำไปใช้ในวงจร Filter ไฟแรงดันสูง คือ ใช้ตัวเก็บประจุที่มีค่าเท่ากันและทนแรงดันได้เท่ากัน จะดีกว่าครับ
ต้องขอขอบคุณอาจารย์อาร์ต (Mr.Tube) ที่แนะนำครับ หากมีส่วนไหนจะเพิ่มเติ่มในเรื่องต่อๆไปก็ยินดีครับ
Audio Boy:
ขอสรุปแนวคิดการคำนวณหาค่าเก็บประจุและการทนแรงดันของตัวเก็บประจุที่นำมาต่อกันแบบอนุกรม ตามแนวคิดของอาจารย์อาร์ตที่เพิ่มเติมมาเพื่อความเข้าใจ แบ่งได้เป็น 2 กรณี
1. เมื่อตัวเก็บประจุที่นำมาต่ออนุกรมมีค่าเก็บประจุเท่ากัน และ ทนแรงดันได้เท่ากัน สามารถหาค่าเก็บประจุได้จากสมการด้านล่างนี้
และสามารถทนแรงดันได้เท่ากับ ผลรวมของแรงดันที่แต่ละตัวทนได้ครับ
Veq = Vc1 + Vc2 + Vc3 + ..... + Vcn
2. เมื่อตัวเก็บประจุที่นำมาต่ออนุกรมมีค่าเก็บประจุไม่เท่ากัน หรือ ทนแรงดันได้ไม่เท่ากัน สามารถหาค่าเก็บประจุได้โดยใช้สมการในกรณีที่ 1
และสามารถหาค่าการทนแรงดันได้โดยใช้ความสัมพันธ์จากกฎของคูลอมบ์ คือ Q = C x V
เมื่อ Q คือ ค่าความจุไฟฟ้า หน่วยคูลอมบ์
C คือ ค่าความจุไฟฟ้า หน่วยฟารัด
V คือ ค่าแรงดันไฟฟ้า หน่วยโวลท์
โดยเลือกค่าเก็บประจุ (คูลอมบ์) ค่าที่น้อยที่สุด นำมาคำนวณหาค่าอัตราการทนแรงดันใหม่ครับ
หรืออาจจะหาค่าแรงดันที่ทนได้ก่อนและนำไปคำนวณหาค่าความเก็บประจุทีหลังก็จะได้ค่าเท่ากับที่คำนวณได้จากสมการในกรณีที่ 1 ครับ
duang53:
ลองพิจารณาดูในเวบนี้ครับ http://elec.chandra.ac.th/learn/courses/ELTC1203/capacitor/ccircuit.htm :D
Mr. Tube:
กฏของตัวเก็บประจุ Q = C x V, Q = จำนวนประจุ (Coulomb), C = Capacitance (Farad), V = แรงดันระหว่าง Plate (Volt) การเอาตัวเก็บประจุมาอนุกรม โดยพื้นฐานแล้วจำนวนประจุ Q ที่เก็บได้จะเท่ากับของตัวเก็บประจุที่เล็กที่สุดครับ เล็กที่สุดในที่นี้หมายถึง Q นะครับ ไม่ใช่ C
ทีนี้สมมุติกรณีที่เราเอา C1 1uF/100V มาอนุกรมกับ C2 1uF/1V C ชุดนี้จะทนได้กี่ Volt? ต้องคำนวณจำนวนประจุ Q บนแต่ละ C ก่อนครับ Q1 = 100uC (micro-coulomb) Q2 = 1uC นั่นเท่ากับว่า C ชุดนี้อนุกรมกัน จะเก็บประจุได้ 1uC เท่านั้น เมื่อคำนวณกลับไปหา V ที่ตกคร่อม C แต่ละตัว จะได้ว่า V = Q/C, V1=1uC/1uF = 1V และ C2 = 1uC/1V = 1V เช่นกัน เท่ากับ C ชุดนี้ทนแรงดันได้ 2V เท่านั้นครับ ไม่ใช่ 101V อย่างที่เข้าใจกันว่าบวกกันได้เลย
แล้วถ้าเราเอา C ชุดนี้ต่อกับแรงดันมากกว่า 2V แล้วจะเป็นอย่างไร สมมุติ 10V ละกัน เนื่องจากค่า C ทั้ง 2 = 1uF เหมือนกัน แรงดันตกคร่อม C ทั้ง 2 จึงเท่ากัน V2 = 5V เกิน Rating 1V ที่มันทนได้ และน่าจะเสียหายครับ
เพราะฉะนั้นเอา C ค่าไม่เท่ากันมาต่ออนุกรมกัน จะต้องคำนวณว่าแรงดันตกคร่อม C แต่ละตัวจะเป็นเท่าไหร่ บนพื้นฐานว่าประจุที่ C ทั้งชุดจะเก็บได้ ต้องไม่เกิน Q ที่เล็กที่สุด
อาจารย์ Audio Boy ลองทำความเข้าใจหลักการคิดและประยุกต์กับโจทย์ที่ตั้งมาดูนะครับ อาจจะลองตัด C ให้เลือก 3 ตัวก่อนก็ได้ครับ สู้ๆ ครับ :victory
นำร่อง
[0] ดัชนีข้อความ
[#] หน้าถัดไป
[*] หน้าที่แล้ว
Go to full version