ตัวเก็บประจุประกอบด้วยเพลตโลหะคั่นด้วยฉนวนตั้งแต่ 2 แผ่นขึ้นไป ซึ่งเพลตทุกแผ่นต่างก็ต่อเข้ากับขดลวดเส้นใดเส้นหนึ่ง
จากจำนวนที่มีอยู่ 2 เส้นฉนวนไฟฟ้าเรียกว่าไดอิเล็กทริก(dielectric)ทำหน้าที่กั้นกระแสที่ไหลสม่ำเสมอเมื่อต่อตัวเก็บประจุเข้ากับ
แบตเตอรี่จะทำให้กระแสไหลเป็นช่วงสั้นๆ  และจะเกิดประจุไฟฟ้าสะสมขึ้นบนเพลตกระแสจะหยุดไหลเมื่อความต่างศักย์ของตัวเก็บ
กระบวนการนี้จะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ซึ่งเก็บสะสมไว้ในไดอิเล็กทริกด้วยวิธีการเดียวกับยางยืดของลูกโป่งเก็บสะสมพลังงานการ
ที่ตัวเก็บประจุขวางกั้นกระแสที่ไหลสม่ำเสมอแต่ยอมให้กระแสที่เปลี่ยนแปลงไหลผ่านไปได้ทำให้เรานำไปใช้ในเรื่องการแยกส่วนต่างๆ
ของวงจรโดยรักษาความต่างศักย์ที่แตกต่างกัน ในขณะที่สัญญาณยังคงเดินทางระหว่างส่วนต่างๆได้ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยว
ข้องกับเวลาใช้ควบคุมสิ่งต่าง ๆให้ เกิดขึ้นตามลำดับ


 
ขวดแก้วไลเดน (Leyden jar) การเป่าลูกโป่ง
  ภาพจากออสซิลโลสโตป ตัวเก็บประจุชนิดต่าง ๆ
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลต์ แฟลซอิเล็กทรอนิกส์
กล้องถ่ายรูปที่มีแฟลช ประหยัดเนื้อที่

ผู้เขียน : รศ. ยุทธ อัครมาส
เรียบเรียงจาก : หนังสืออิเลกทรอนิกส์ หน้าที่ 20


ขวดแก้วไลเดน (Leyden jar)

 
ตัวเก็บประจุนับว่าเป็นส่วนประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เก่าแก่ที่สุด ในศตวรรษที่ 18 เชื่อกันว่า ไฟฟ้ามีลักษณะคล้ายของเหลวที่ไหลผ่านตัวนำ และเก็บสะสมไว้ในขวดแก้วได้ดังที่เห็น ขวดที่ว่านี้ถือเป็น ตัวเก็บประจุแบบหนึ่งได้ โดยโลหะที่ฉาบอยู่ทั้งภายในและภายนอกทำหน้าที่เป็นเพลตส่วนแก้วเป็นไดอิเล็กทริก  เครื่องกลในภาพสร้างความต่างศักย์แรงสูงขึ้นได้ เมื่อเราจับด้ามหมุนจานแก้วให้ถูกับแผ่นผ้าวิธีนี้เท่ากับ เป็นการประจุให้กับขวด ที่อยู่ใกล้ ๆ เรายังคงเรียกตัวเก็บประจุว่า "เครื่องควบแน่น" (condenser) มาจนถึง ราวปี ค.ศ. 1950 แม้ว่าจะขัดกับทฤษฎี ว่าด้วยเรื่องของไหลก็ตาม


การเป่าลูกโป่ง


 
เราสูบลมผ่านเนื้อลูกโป่งไม่ได้แต่สูบให้ลูกโป่งพองโตขึ้นได้ ขณะที่อัดอากาศเข้าไปในลูกโป่ง ความดันจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนในที่สุดเราอัด อากาศเพิ่ม เข้าไปอีก เพราะลูกโป่งอาจจะแตก ในทำนองเดียวกันกระแสไม่สามารถไหลผ่านตัวเก็บประจุ แต่ไหลเข้าไปข้างในได้ความต่างศักย์ จะเพิ่มขึ้นและไปขยายโมเลกุลของไดอิเล็กทริกขณะที่เกิดประจุไฟฟ้าสะสมเพิ่มขึ้นบนเพลตการ สะสมของประจุไฟฟ้าจะสิ้นสุดลงเมื่อแบตเตอรี ่ไม่อาจบังคับประจุให้เข้าไปได้อีกหรือถ้า ความต่างศักย์นั้นสูงเกินไปไดอิเล็กทริกที่แผ่ขยายมากเกินกว่าที่จะทนทานได้ก็จะมีสภาพคล้ายกับ ยางของลูกโป่ง

 

 
 


ภาพจากออสซิลโลสโคป

 
เนื่องจากประจุต้องใช้เวลาในการไหลเข้าไปในตัวเก็บประจุดังนั้นความต่างศักย์ที่เกิดจากกระแสจึงเกิดตาม หลังกระแสอยู่เสมอภาพจาก ออสซิล โลสโคปนี้แสดงให้เห็นว่าความต่างศักย์ซึ่งเกิดจากกระแสที่เปลี่ยนแปลง ตามปกติจะมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงเลียนแบบกระแสที่เปลี่ยนแปลง ตามปกติจะมีลักษณะ การเปลี่ยนแปลงเลียนแบบกระแสแต่ช้ากว่ากัน ? รอบ ในภาพ เวลาที่ช้ากว่าจะอยู่ถัดไปทางด้านขวามือ

 

 
 
 


ตัวเก็บประจุชนิดต่าง ๆ
ตัวเก็บประจุที่นำมาใช้งานทุกตัวต้องเหมาะสมทั้งด้านขนาด ความจุ (สัดส่วนของประจุต่อความต่างศักย์สมรรถนะที่ความถี่สูงและ   ความ ต่างศักย์ ใช้งานสูงสุด ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์มโลหะทำจากพลาสติก ที่เคลือบด้วยโลหะคล้ายกับกระดาษห่อของขวัญนำมาซ้อนเข้าด้วยกัน หลายๆชั้นแล้วต่อเข้า กับเส้นลวดและจุ่มลงในพลาสติก ตัวเก็บประจุทั้งสามชนิดที่แสดงอยู่นี้มีขนาดเท่าตัวจริง




ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลต์
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่ เช่นนี้ (ที่แสดงอยู่นี้มีขนาด 2/3 ของตัวจริง)ใช้สำหรับเตรียมพลังงานสำรองเพื่อปรับกระแส ให้สม่ำเสมอจากตัวจ่ายไฟขนาดใหญ่ ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลต์มีความจุมากกว่าตัวเก็บประจุชนิดอื่นที่มีปริมาตรและความต่างศักย์เท่า ๆ กัน




แฟลชอิเล็กทรอนิกส์

 
แสงวูบวาบนี้เกิดจากอุปกรณืทางอิเล็กทรอนิกส์ก่อนที่จะมีการนำแฟลชอิเล็กทรอนิกส์มาใช้นั้นช่างภาพ ต้องใช้หลอดที่บรรจุขดลวดแมกนีเซียม ไว้ภายใน ซึ่งจะให้แสงวาบได้เพียงครั้งเดียว แล้วต้องเปลี่ยน หลอดใหม่ทุกครั้งก่อนที่จะถ่ายภาพครั้งต่อไปแต่หลอดชนิดนี้ก็ใช้หลักการคายประจุของตัวเก็บประจุ มาช่วยจุดไฟ เช่นเดียวกับแฟลชอิเล็กทรอนิกส์

 

 
 
 


กล้องถ่ายรูปที่มีแฟลช

 
การทำงานของแฟลชกล้องถ่ายรูปเกิดจากการจ่ายความต่างศักย์แรงสูงให้กับก๊าซให้หลอดแก้วในช่วงเวลาสั้น ๆปกติไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน ไฟฟ้ามากนัก เพียงแต่ต้องจ่ายอย่างรวดเร็ว เพราะแสงวาบอยู่ได้ไม่นานแบตเตอรี่ไม่สามารถจ่ายทั้งความต่างศักย์แรงสูงพร้อมกับส่งพลังงานได้เร็ว พอ ดังนั้นจึงมีการนำตัวเก็บประจุมาใช้แทน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ช่วยเพิ่มความต่างศักย์ที่มาจากแบตเตอรี่แล้วจึงนำไปประจุไว้ที่ตัวเก็บประจุเมื่อใด ที่กดปุ่ม พลังงานที่สะสมไว้จะถูกปลดปล่อยออกมาในเวลาประมาณ 1/1000 วินาที




ประหยัดเนื้อที่

 
ตัวเก็บประจุที่มีความจุสูงมักมีขนาดใหญ่ ปัญหาเกี่ยวกับขนาดจะหมดไปเมื่อเลือกใช้ตัวเก็บประจุ ชนิดอิเล็กโทรไลต์ซึ่งอาศัยปฏิกิริยาทาง เคมีในการสร้างชั้นไดอิเล็กทริกที่มีความบางใกล้เคียงกับ โมเลกุลเท่านั้น เนื่องจากไดอิเล็กทริกยิ่งบางลงความจุกลับจะเพิ่มมากขึ้นดังนั้นตัวเก็บ ประจุชนิดนี้ จึงอัดเก็บสะสมพลังงานจำนวนมากไว้ในปริมาตรเล็ก ๆ ได้ ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลต์ สามารถประดิษฐ์ขึ้นโดยนำกระดาษที่อาบ ด้วยสารละลายตัวนำไฟฟ้าม้วนสอดเข้าไปในกระป๋อง ไดอิเล็กทริกจะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีที่ผิวหน้าของชั้นบาง ๆ เมื่อให้ความต่างศักย์และถ้าหาก ต้องการจะให้ตัวเก็บประจุทำงานต่อเนื่องกันไป เราจะต้องคงความต่าศักย์นี้ไว้ตลอดเวลา