Có những loại tụ điện nào? Các loại tụ điện, đặc điểm của chúng. Tụ điện phân cực và không phân cực - sự khác biệt là gì

Nhiều người quan tâm đến việc tụ điện có loại nào? Có rất nhiều tụ điện trong thiết bị điện tử. Các chỉ số như điện dung, điện áp hoạt động và dung sai là những chỉ số chính. Loại chất điện môi mà chúng được tạo thành cũng không kém phần quan trọng. Bài viết này sẽ xem xét chi tiết hơn về các loại tụ điện dựa trên loại chất điện môi.

Phân loại tụ điện

Tụ điện là thành phần phổ biến trong thiết bị điện tử vô tuyến. Chúng được phân loại theo nhiều chỉ số. Điều quan trọng là phải biết mô hình nào, tùy thuộc vào bản chất của sự thay đổi giá trị, đại diện cho các tụ điện khác nhau. Các loại tụ điện:

Thiết bị có công suất không đổi.
Các thiết bị có công suất thay đổi.
Các mô hình điều chỉnh

Loại điện môi của tụ điện có thể khác nhau:

giấy;
giấy kim loại;
mica;
Teflon;
polycacbonat;
chất điện giải.

Theo phương pháp lắp đặt, các thiết bị này được thiết kế để lắp đặt in và treo tường. Trong trường hợp này, các loại vỏ tụ điện SMD là:

gốm sứ;
nhựa;
kim loại (nhôm).

Bạn nên lưu ý rằng các thiết bị làm bằng gốm sứ, màng và các loại không phân cực không được đánh dấu. Chỉ báo điện dung của chúng nằm trong khoảng từ 1 pF đến 10 µF. Còn các loại chất điện phân có hình dạng thùng đựng trong vỏ nhôm và được đánh dấu.

Loại tantali được sản xuất trong các trường hợp hình chữ nhật. Các thiết bị này có nhiều kích cỡ và màu sắc khác nhau: đen, vàng và cam. Họ cũng có dấu hiệu mã.

Tụ điện làm bằng nhôm

Cơ sở của tụ điện điện phân nhôm là hai dải nhôm xoắn mỏng. Giữa chúng là giấy chứa chất điện phân. Chỉ báo dung lượng của thiết bị này là 0,1-100.000 uF. Nhân tiện, đây là lợi thế chính của nó so với các loại khác. Điện áp tối đa là 500 V.

Những nhược điểm bao gồm tăng rò rỉ dòng điện và giảm điện dung khi tần số ngày càng tăng. Vì vậy, bo mạch thường sử dụng tụ gốm cùng với tụ điện.

Cũng cần lưu ý rằng loại này khác nhau về cực tính. Điều này có nghĩa là cực âm có điện áp âm, trái ngược với cực đối diện. Nếu bạn không tuân thủ quy tắc này thì rất có thể thiết bị sẽ bị lỗi. Vì vậy, nên sử dụng nó trong các mạch có dòng điện một chiều hoặc dòng điện xung, nhưng không có trường hợp nào có dòng điện xoay chiều.

Tụ điện: loại và mục đích

Có rất nhiều loại tụ điện. Họ đang:

polyme;
xuyên tâm polymer;
với rò rỉ dòng điện thấp;
Cấu hình chuẩn;
với phạm vi nhiệt độ rộng;
thu nhỏ;
không phân cực;
với đầu ra cứng;
trở kháng thấp.

Tụ điện được sử dụng ở đâu? Các loại tụ nhôm được sử dụng trong nhiều thiết bị vô tuyến, linh kiện máy tính, thiết bị ngoại vi như máy in, thiết bị đồ họa và máy quét. Chúng cũng được sử dụng trong thiết bị xây dựng, dụng cụ đo lường công nghiệp, vũ khí và không gian.

Tụ điện KM

Ngoài ra còn có tụ đất sét loại KM. Chúng được sử dụng:

trong thiết bị công nghiệp;
khi tạo ra các dụng cụ đo đặc trưng bởi các chỉ số có độ chính xác cao;
trong điện tử vô tuyến;
trong ngành quân sự.

Các thiết bị loại này được đặc trưng bởi mức độ ổn định cao. Cơ sở chức năng của chúng là các chế độ xung trong các mạch có dòng điện xoay chiều và không đổi. Chúng được đặc trưng bởi mức độ bám dính cao của lớp lót gốm và tuổi thọ dài. Điều này được đảm bảo bởi giá trị thấp của hệ số biến thiên nhiệt độ điện dung.

Với kích thước nhỏ, chúng có giá trị điện dung cao, đạt 2,2 μF. Sự thay đổi giá trị của nó trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của loại này nằm trong khoảng từ 10 đến 90%.

Các loại nhóm H, theo quy luật, được sử dụng làm bộ điều hợp hoặc thiết bị chặn, v.v. Các thiết bị đất sét hiện đại được chế tạo bằng cách ép dưới áp lực vào một khối duy nhất gồm các tấm gốm kim loại mỏng nhất.

Độ bền cao của vật liệu này giúp có thể sử dụng phôi mỏng. Kết quả là, tỷ lệ thuận với chỉ báo âm lượng, nó tăng mạnh.

Thiết bị KM rất đắt tiền. Điều này được giải thích là do kim loại quý và hợp kim của chúng được sử dụng trong sản xuất: Ag, Pl, Pd. Palladium có mặt trong tất cả các mẫu xe.

Tụ gốm

Mô hình đĩa có mức dung lượng cao. Giá trị của nó nằm trong khoảng từ 1 pF đến 220 nF và điện áp hoạt động cao nhất không được cao hơn 50 V.

Ưu điểm của loại này bao gồm:

tổn thất hiện tại thấp;
kích thước nhỏ;
tỷ lệ cảm ứng thấp;
khả năng hoạt động ở tần số cao;
mức độ ổn định nhiệt độ cao của thùng chứa;
khả năng làm việc trong các mạch có dòng điện một chiều, xoay chiều và xung.

Cơ sở của thiết bị nhiều lớp được tạo thành từ các lớp gốm và kim loại mỏng xen kẽ.

Loại này tương tự như đĩa một lớp. Nhưng những thiết bị như vậy có công suất cao. Điện áp hoạt động tối đa không được chỉ định trên vỏ của các thiết bị này. Giống như trên mô hình một lớp, điện áp không được cao hơn 50 V.

Các thiết bị hoạt động trong các mạch có dòng điện một chiều, xoay chiều và xung.

Ưu điểm của tụ gốm điện áp cao là khả năng hoạt động ở mức điện áp cao. Dải điện áp hoạt động nằm trong khoảng từ 50 đến 15000 V và giá trị điện dung có thể nằm trong khoảng từ 68 đến 150 pF.

Chúng có thể hoạt động trong các mạch có dòng điện một chiều, xoay chiều và xung.

Thiết bị tantali

Các thiết bị tantalum hiện đại là một loại phụ độc lập của loại điện phân làm bằng nhôm. Cơ sở của tụ điện là tantalum pentoxide.

Tụ điện có định mức điện áp thấp và được sử dụng khi cần sử dụng thiết bị có định mức điện dung lớn nhưng trong trường hợp nhỏ. Loại này có đặc điểm riêng:

kích thước nhỏ;
chỉ báo điện áp hoạt động tối đa lên tới 100 V;
tăng mức độ tin cậy trong quá trình sử dụng lâu dài;
tốc độ rò rỉ dòng điện thấp;
phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng;
chỉ báo điện dung có thể thay đổi từ 47 nF đến 1000 uF;
các thiết bị có mức độ tự cảm thấp hơn và được sử dụng trong cấu hình tần số cao.

Nhược điểm của loại này là độ nhạy cao với điện áp hoạt động tăng.

Cần lưu ý rằng, không giống như loại điện phân, cực dương được đánh dấu bằng một đường trên thân.

Các loại trường hợp

Có những loại tụ điện tantalum nào? Các loại tụ điện tantalum được phân biệt tùy thuộc vào vật liệu vỏ.

Nhà ở SMD. Để chế tạo các thiết bị đóng gói được sử dụng trong các ứng dụng gắn trên bề mặt, cực âm được kết nối với thiết bị đầu cuối bằng nhựa epoxy chứa đầy bạc. Cực dương được hàn vào điện cực và dây nối được cắt bỏ. Sau khi thiết bị được hình thành, các dấu in sẽ được áp dụng cho nó. Nó chứa một chỉ báo về điện dung danh định.
Khi hình thành loại thiết bị vỏ này, dây dẫn anode phải được hàn vào chính cực anode và sau đó cắt ra khỏi dây. Trong trường hợp này, cực âm được hàn vào đế của tụ điện. Tiếp theo, tụ điện được đổ đầy epoxy và sấy khô. Như trong trường hợp đầu tiên, nó được đánh dấu

Tụ điện loại đầu tiên đáng tin cậy hơn. Nhưng tất cả các loại tụ tantalum đều có thể sử dụng được:

trong kỹ thuật cơ khí;
máy tính và công nghệ điện toán;
thiết bị phát sóng truyền hình;
thiết bị điện gia dụng;
các nguồn cung cấp năng lượng khác nhau cho bo mạch chủ, bộ xử lý, v.v.

Tìm kiếm giải pháp mới

Ngày nay, tụ điện tantalum là phổ biến nhất. Các nhà sản xuất hiện đại đang tìm kiếm các phương pháp mới để tăng mức độ bền của sản phẩm, tối ưu hóa các đặc tính kỹ thuật của nó, cũng như giảm đáng kể giá thành và thống nhất quy trình sản xuất.

Để đạt được mục đích này, các nỗ lực được thực hiện nhằm giảm chi phí trên cơ sở từng thành phần. Việc robot hóa toàn bộ quy trình sản xuất sau đó cũng góp phần làm giảm giá sản phẩm.

Một vấn đề quan trọng cũng là giảm bớt thân máy trong khi vẫn giữ được thông số kỹ thuật cao. Các thử nghiệm đã được thực hiện trên các loại vỏ mới với phiên bản nhỏ hơn.

Tụ polyester

Chỉ báo điện dung của loại thiết bị này có thể nằm trong khoảng từ 1 nF đến 15 uF. Phổ điện áp hoạt động là từ 50 đến 1500 V.

Có những thiết bị có mức dung sai khác nhau (dung sai điện dung là 5%, 10% và 20%).

Loại này có độ ổn định nhiệt độ, công suất cao và giá thành thấp nên được sử dụng rộng rãi.

Tụ điện biến thiên

Các loại tụ điện biến thiên có nguyên lý hoạt động nhất định, đó là tích lũy điện tích trên các bản điện cực được cách điện bằng chất điện môi. Những tấm này được đặc trưng bởi tính di động. Họ có thể di chuyển.

Tấm chuyển động được gọi là rôto, tấm cố định được gọi là stato. Khi vị trí của chúng thay đổi, diện tích giao điểm và do đó, chỉ báo điện dung của tụ điện cũng sẽ thay đổi.

Tụ điện có hai loại chất điện môi: không khí và rắn.

Trong trường hợp đầu tiên, không khí thông thường đóng vai trò là chất điện môi. Trong trường hợp thứ hai, gốm sứ, mica và các vật liệu khác được sử dụng. Để tăng công suất của thiết bị, các tấm stato và rôto được ghép thành khối gắn trên một trục duy nhất.

Tụ điện có loại điện môi không khí được sử dụng trong các hệ thống có điều chỉnh điện dung không đổi (ví dụ: trong các bộ điều chỉnh máy thu vô tuyến). Loại thiết bị này có độ bền cao hơn gốm.

Phối cảnh công trình

Loại phổ biến nhất là tụ điện xây dựng. Chúng thuộc loại có thể thay đổi nhưng có khả năng chống mài mòn kém hơn vì chúng được điều chỉnh ít thường xuyên hơn.

Các loại tụ điện thuộc loại này có đế bằng gốm kim loại. Kim loại hoạt động như một điện cực và gốm hoạt động như một chất cách điện.

Ký hiệu trên tụ điện đa dạng hơn ký hiệu trên điện trở. Rất khó để nhìn thấy các dấu hiệu trên các tụ điện nhỏ vì diện tích bề mặt vỏ của chúng rất nhỏ. Bài viết này hướng dẫn bạn cách đọc nhãn của hầu hết các loại tụ điện hiện đại được sản xuất ở nước ngoài. Các ký hiệu trên tụ điện của bạn có thể theo thứ tự khác (so với thứ tự được mô tả trong bài viết này). Hơn nữa, một số tụ điện không có giá trị điện áp và dung sai - bạn chỉ cần giá trị điện dung để tạo ra mạch điện áp thấp.

bước

Đánh dấu tụ điện lớn

Làm quen với các đơn vị đo lường.Đơn vị cơ bản của điện dung là farad (F). Một farad là một giá trị rất lớn đối với một mạch điện thông thường, vì vậy các tụ điện gia dụng được đánh dấu bằng nhiều đơn vị đo lường.

1 µF, uF, mF= 1 µF (microfarad) = 10 -6 F. (Chú ý! Trong trường hợp không liên quan đến việc đánh dấu tụ điện, 1 mF = 1 mF (millifarad) = 10 -3 F)
1 nF= 1nF (nanofarad) = 10 -9 F.
1 pF, mmF, uuF= 1 pF (picofarad) = 10 -12 F.

Xác định giá trị điện dung. Trong trường hợp tụ điện lớn, giá trị điện dung được áp dụng trực tiếp vào vỏ. Tất nhiên, có thể có một số khác biệt, nhưng trong hầu hết các trường hợp, hãy tìm một số có một trong các đơn vị được mô tả ở trên. Bạn có thể cần phải xem xét các điểm sau:

Xác định giá trị dung sai. Một giá trị dung sai được áp dụng cho thân của một số tụ điện, nghĩa là độ lệch cho phép của điện dung danh nghĩa so với giá trị quy định; Hãy tính đến thông tin này nếu khi lắp ráp một mạch điện, bạn cần biết giá trị chính xác của điện dung của tụ điện. Ví dụ: nếu tụ điện được đánh dấu “6000uF+50%/-70%”, thì công suất tối đa của nó là 6000+(6000*0,5)=9000 uF và tối thiểu là 6000-(6000*0,7)=1800 µF.

Xác định điện áp danh định. Nếu thân tụ điện khá lớn thì được đánh dấu bằng giá trị điện áp bằng số, theo sau là các chữ cái V hoặc VDC, hoặc VDCW, hoặc WV (từ Tiếng Anh Điện áp làm việc). Đây là điện áp tối đa cho phép của tụ điện và được đo bằng vôn (V).

Tìm ký hiệu "+" hoặc "-". Nếu một trong những ký hiệu này xuất hiện trên thân tụ điện thì tụ điện bị phân cực. Trong trường hợp này, nối cực dương (“+”) của tụ điện với cực dương của nguồn điện; nếu không tụ điện có thể bị đoản mạch hoặc tụ điện có thể nổ. Nếu không có ký hiệu “+” hoặc “-” trên vỏ, bạn có thể nối tụ điện vào mạch theo ý muốn.

Giải thích các ký hiệu tụ điện
1. Viết hai chữ số đầu tiên của giá trị điện dung. Nếu tụ điện nhỏ và giá trị điện dung của nó không vừa trên thân thì được đánh dấu theo tiêu chuẩn EIA (điều này đúng với các tụ điện hiện đại, không thể nói về các tụ điện cũ). Đầu tiên, hãy viết ra hai chữ số đầu tiên, sau đó thực hiện như sau:
  
  Sử dụng chữ số thứ ba làm số nhân của số 0. Nếu điện dung của tụ điện được đánh dấu bằng ba số thì việc đánh dấu đó được hiểu như sau:
  - Nếu chữ số thứ ba là số từ 0 đến 6 thì cộng số 0 thích hợp vào hai chữ số đầu tiên. Ví dụ: ký hiệu “453” là 45 x 10 3 = 45000.
  - Nếu chữ số thứ ba là 8 thì nhân hai chữ số đầu tiên với 0,01. Ví dụ: nhãn "278" là 27 x 0,01 = 0,27.
  - Nếu chữ số thứ ba là 9 thì nhân hai chữ số đầu tiên với 0,1. Ví dụ: ký hiệu “309” là 30 x 0,1 = 3,0.
2. Xác định đơn vị đo. Trong hầu hết các trường hợp, điện dung của các tụ điện nhỏ nhất (gốm, màng, tantalum) được đo bằng picofarads (pF, pF), bằng 10 -12 F. Điện dung của các tụ điện lớn (nhôm điện phân hoặc hai lớp) là được đo bằng microfarad (uF, uF hoặc µF), bằng 10 -6 F.
  
  Giải thích các dấu hiệu bao gồm các chữ cái. Nếu một trong hai ký tự đầu tiên của dấu hiệu là một chữ cái, hãy hiểu nó như sau:
  
  Xác định giá trị dung sai của tụ gốm. Tụ gốm có hình tròn dẹt và có hai tiếp điểm. Giá trị dung sai của các tụ điện như vậy được cho dưới dạng một chữ cái ngay sau dấu điện dung ba chữ số. Dung sai là độ lệch cho phép của công suất danh nghĩa so với công suất quy định. Nếu bạn cần biết giá trị công suất chính xác, hãy giải thích việc đánh dấu như sau:

Trong thiết bị điện tử vô tuyến, một số lượng lớn các tụ điện khác nhau được sử dụng. Tất cả chúng đều khác nhau ở các thông số cơ bản như công suất danh nghĩa, điện áp hoạt động và dung sai.

Nhưng đây chỉ là những thông số cơ bản. Một thông số quan trọng khác có thể là loại tụ điện được làm từ chất điện môi nào. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn có những loại tụ điện nào.

Được sử dụng trong thiết bị điện tử vô tuyến vùng cực Và không phân cực tụ điện. Sự khác biệt giữa tụ điện có cực và tụ điện không phân cực là các tụ điện có cực được đưa vào mạch điện tử theo đúng cực tính được chỉ định. Tụ điện cực bao gồm cái gọi là tụ điện. Phổ biến nhất là tụ điện điện phân nhôm hướng tâm. Trong nhãn hiệu nội địa, chúng được chỉ định là K50-35.

Tụ điện hướng trục có các dây dẫn được đặt ở các cạnh của thân hình trụ, trái ngược với các tụ điện hướng tâm, các dây dẫn của chúng được đặt ở một bên của thân hình trụ. Chất điện phân hướng trục là các tụ điện được đánh dấu K50-29 K50-12, K50-15 và K50-24.

Tụ điện hướng trục dòng K50-29 nhập khẩu từ PHILIPS

Trong cuộc sống hàng ngày, những người làm đài nghiệp dư gọi tụ điện là “chất điện phân”.

Chúng có thể được tìm thấy trong nguồn cung cấp năng lượng của thiết bị điện tử. Chúng chủ yếu dùng để lọc và làm mịn điện áp chỉnh lưu. Tụ điện cũng được sử dụng tích cực trong các bộ khuếch đại âm thanh (bộ khuếch đại) để tách các thành phần dòng điện một chiều và xoay chiều.

Tụ điện có công suất khá đáng kể. Nói chung, giá trị công suất định mức nằm trong khoảng từ 0,1 microfarad (0,1 µF) lên tới 100.000 microfarad (100.000 µF).

Điện áp hoạt động định mức của tụ điện có thể dao động từ 10 volt đến vài trăm volt (100 – 500 volt). Tất nhiên, có thể có những mẫu khác có công suất và điện áp hoạt động khác nhưng trên thực tế chúng khá hiếm.

Điều đáng chú ý là công suất danh định của tụ điện giảm khi tuổi thọ của chúng tăng lên.

Vì vậy, để lắp ráp các thiết bị điện tử tự chế, bạn nên sử dụng những thiết bị mới mua hoặc những tụ điện đã được sử dụng trong thiết bị điện trong một thời gian ngắn. Nếu không, bạn có thể gặp phải tình trạng thiết bị tự chế của mình không hoạt động do tụ điện bị trục trặc. Khiếm khuyết phổ biến nhất của chất điện phân “cũ” là mất công suất và tăng độ rò rỉ.

Trước khi sử dụng lại, bạn nên kiểm tra kỹ tụ điện đã được sử dụng trước đó.

Những người thợ cơ khí vô tuyến có kinh nghiệm có thể cho bạn biết nhiều điều về chất lượng của tụ điện. Vào thời điểm tivi màu của Liên Xô được sử dụng rộng rãi, tivi màu bị hỏng hóc rất thường gặp do chất điện phân kém. Đôi khi kỹ thuật viên TV phải thay gần như toàn bộ tụ điện trong mạch TV, sau đó thiết bị vẫn hoạt động bình thường trong nhiều năm.

Gần đây, tụ điện điện phân nhỏ gọn để gắn trên bề mặt ngày càng trở nên phổ biến. Kích thước của chúng nhỏ hơn đáng kể so với kích thước đầu ra cổ điển.

Tụ nhôm điện phân để gắn SMD trên bảng ổ đĩa CD

Tụ tantalum thu nhỏ cũng tồn tại. Chúng có kích thước khá nhỏ và được thiết kế để gắn vào SMD. Chúng có thể dễ dàng tìm thấy trên bảng mạch in của máy nghe nhạc MP3 thu nhỏ, điện thoại di động và bo mạch chủ của máy tính xách tay và máy tính.

Tụ điện điện tantali trên bảng mạch in của máy nghe nhạc MP-3

Mặc dù có kích thước nhỏ nhưng tụ điện tantalum có công suất đáng kể. Chúng tương tự như tụ điện điện phân nhôm gắn trên bề mặt, nhưng có kích thước nhỏ hơn đáng kể.

Tụ điện Tantalum SMD có công suất 47 uF và điện áp hoạt động 6 volt.
Bo mạch ổ đĩa CD máy tính

Hầu hết trong các thiết bị nhỏ gọn đều có tụ điện tantalum 6,3 μF, 10 μF, 22 μF, 47 μF, 100 μF, 470 μF và cho điện áp hoạt động 10 -16 volt. Điện áp hoạt động thấp như vậy là do điện áp nguồn trong các thiết bị điện tử cỡ nhỏ hiếm khi vượt quá ngưỡng 5 - 10 volt. Tất nhiên, cũng có những ví dụ về điện áp cao hơn.

Ngoài tụ điện tantalum, tụ điện gắn trên bề mặt polymer cũng được sử dụng trong các thiết bị điện tử thu nhỏ. Các tụ điện như vậy được chế tạo bằng polymer rắn. Nó hoạt động như một tấm âm - cực âm . Đầu ra tích cực - cực dương - lá nhôm đóng vai trò là tụ điện polymer. Những tụ điện như vậy ngăn chặn nhiễu điện và gợn sóng tốt và có độ ổn định nhiệt độ cao.

Tụ điện tantalum biểu thị cực tính, điều này phải được tính đến khi sử dụng chúng trong các thiết kế tự chế.

Ngoài tụ điện tantalum, các gói SMD còn có tụ điện chì với chất điện môi tantalum. Hình dạng của chúng giống như một giọt nước. Cực âm được đánh dấu bằng một sọc trên vỏ.

Các tụ điện như vậy cũng có tất cả các ưu điểm của tụ điện tantalum gắn trên bề mặt, cụ thể là dòng rò thấp, ổn định tần số và nhiệt độ cao cũng như tuổi thọ dài hơn so với các tụ điện thông thường. Chúng được sử dụng tích cực trong các thiết bị viễn thông và công nghệ máy tính.

Tụ điện tantalum đầu ra có công suất 10 microfarad và điện áp hoạt động 16 volt

Trong số các tụ điện còn có không phân cực . Chúng trông giống như các tụ điện thông thường, nhưng cực tính của điện áp đặt vào không quan trọng đối với chúng. Chúng được sử dụng trong các mạch có dòng điện xoay chiều hoặc xung, trong đó không thể sử dụng tụ điện phân cực. Tụ điện không phân cực được dán nhãn K50-6. Ví dụ, bạn có thể phân biệt tụ điện có cực với tụ điện không phân cực bằng cách không có dấu phân cực trên thân nó.

- một trong những linh kiện điện tử phổ biến nhất. Có nhiều loại tụ điện khác nhau, được phân loại theo các tính chất khác nhau.

Về cơ bản, các loại tụ điện được chia thành:

Theo tính chất của sự thay đổi điện dung - điện dung không đổi, điện dung thay đổi và điều chỉnh.
Theo vật liệu điện môi - không khí, giấy kim loại, mica, Teflon, polycarbonate, chất điện môi oxit (điện phân).
Theo phương pháp cài đặt - để lắp được in hoặc gắn.

Tụ gốm

Tụ gốm hoặc tụ điện đĩa gốm được làm bằng một đĩa gốm nhỏ được phủ một dây dẫn trên cả hai mặt (thường là bạc).

Tụ Karam

Do hằng số điện môi tương đối cao (6 đến 12), tụ gốm có thể chứa điện dung khá lớn trong kích thước vật lý tương đối nhỏ. Phạm vi điện dung của loại tụ điện này là từ vài picoFarad (pF hoặc pF) đến vài microFarad (mF hoặc uF). Tuy nhiên, xếp hạng điện áp của họ thường thấp.

Đánh dấu tụ gốm thường là mã số gồm ba chữ số biểu thị giá trị điện dung tính bằng picofarad. Hai chữ số đầu tiên cho biết giá trị công suất. Chữ số thứ ba cho biết số lượng số 0 được thêm vào.

Ví dụ: ký hiệu 103 trên tụ gốm có nghĩa là 10.000 picoFarad hoặc 10 nanoFarad. Theo đó, việc đánh dấu 104 sẽ có nghĩa là 100.000 picoFarad hoặc 100 nanoFarad, v.v. Đôi khi các chữ cái được thêm vào mã này để biểu thị mức độ chấp nhận. Ví dụ: J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích của các bản tụ. Để có thể chứa gọn một diện tích lớn, tụ điện màng được sử dụng. Nguyên tắc “nhiều lớp” được sử dụng ở đây. Những thứ kia. tạo ra nhiều lớp điện môi, xen kẽ các lớp tấm. Tuy nhiên, từ quan điểm điện, đây là hai dây dẫn giống nhau được ngăn cách bởi một chất điện môi, giống như một tụ gốm phẳng.

Teflon, giấy kim loại, mylar, polycarbonate, polypropylene và polyester thường được sử dụng làm chất điện môi của tụ điện màng. Phạm vi điện dung của loại tụ điện này là khoảng 5pF (picofarads) đến 100uF (microfarad). Dải điện áp định mức của tụ màng khá rộng. Một số tụ điện cao áp loại này đạt trên 2000 volt.

Có hai loại tụ điện màng dựa trên phương pháp đặt các lớp và tấm điện môi - xuyên tâm Và trục.

Tụ điện loại xuyên tâm và hướng trục

Đánh dấu điện dung của tụ màng xảy ra theo nguyên tắc tương tự như gốm. Đây là mã số gồm ba chữ số biểu thị giá trị điện dung tính bằng picofarad. Hai chữ số đầu tiên cho biết giá trị công suất. Chữ số thứ ba cho biết số lượng số 0 được thêm vào. Đôi khi các chữ cái được thêm vào mã này để biểu thị mức độ chấp nhận. Ví dụ: J = 5%, K = 10%, M = 20%. Ví dụ: 103J có nghĩa là 10.000 picoFarad +/- 5% hoặc 10 nanoFarad +/- 5%.

Tuy nhiên, khá thường xuyên, các nhà sản xuất khác nhau, ngoài các giá trị điện dung và độ chính xác, còn thêm các ký hiệu về điện áp định mức, nhiệt độ, dãy, lớp, vỏ và các đặc tính đặc biệt khác. Các ký hiệu này có thể khác nhau và được đặt theo thứ tự khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất. Vì vậy, để giải mã dấu hiệu của tụ màng nên sử dụng tài liệu (Datasheets).

Thường được sử dụng khi cần công suất lớn. Thiết kế của loại tụ điện này tương tự như tụ điện màng, chỉ có điều ở đây thay vì dùng chất điện môi, người ta sử dụng loại giấy đặc biệt tẩm chất điện phân. Các tấm tụ điện được làm bằng nhôm hoặc tantalum.

Xin lưu ý rằng chất điện phân dẫn điện tốt! Điều này hoàn toàn trái ngược với nguyên lý của tụ điện, trong đó hai dây dẫn phải được ngăn cách bằng một chất điện môi.

Thực tế là lớp điện môi được tạo ra sau khi cấu trúc linh kiện được chế tạo. Dòng điện chạy qua tụ điện và do quá trình oxy hóa điện phân, một lớp oxit nhôm hoặc oxit tantalum mỏng (tùy thuộc vào loại kim loại mà tấm được làm) xuất hiện trên một trong các tấm. Lớp này là một chất điện môi rất mỏng và hiệu quả, cho phép tụ điện điện phân có điện dung gấp hàng trăm lần so với tụ điện màng “thông thường”.

Nhược điểm của quá trình oxy hóa trên là tính phân cực của tụ điện. Lớp oxit có đặc tính dẫn điện một chiều. Nếu điện áp được kết nối không đúng, lớp oxit sẽ bị phá hủy và dòng điện lớn có thể chạy qua tụ điện. Điều này sẽ dẫn đến sự nóng lên và giãn nở nhanh chóng của chất điện phân, có thể dẫn đến nổ tụ điện! Đó là lý do tại sao Phải luôn quan sát cực tính khi kết nối tụ điện. Về vấn đề này, trên thân linh kiện, nhà sản xuất chỉ ra vị trí kết nối điểm trừ.

Do tính phân cực của chúng nên tụ điện không thể được sử dụng trong mạch điện xoay chiều. Nhưng đôi khi bạn có thể tìm thấy các thành phần bao gồm hai tụ điện được nối âm với nhau và tạo thành các tụ điện “không phân cực”. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch có dòng điện xoay chiều điện áp thấp.

Điện dung của tụ điện điện phân nhôm chủ yếu dao động từ 1 µF đến 47.000 µF. Điện áp định mức - từ 5V đến 500V. Dung sai thường khá lớn - 20%.

Tụ tantali về mặt vật lý nhỏ hơn so với các chất tương tự nhôm. Ngoài ra, tính chất điện phân của oxit tantalum tốt hơn oxit nhôm - tụ điện tantalum có độ rò rỉ dòng điện ít hơn đáng kể và độ ổn định điện dung cao hơn. Phạm vi điện dung điển hình là từ 47nF đến 1500uF.

Các tụ điện điện phân tantalum cũng bị phân cực, nhưng có khả năng chịu đựng các kết nối phân cực không chính xác tốt hơn so với các tụ điện bằng nhôm của chúng. Tuy nhiên, phạm vi điện áp điển hình của các thành phần tantalum thấp hơn nhiều - từ 1V đến 125V.

Được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị thường yêu cầu điều chỉnh trong quá trình hoạt động - máy thu, máy phát, dụng cụ đo, bộ tạo tín hiệu, thiết bị âm thanh và video. Việc thay đổi điện dung của tụ điện cho phép bạn tác động đến các đặc tính của tín hiệu truyền qua nó (hình dạng, tần số, biên độ, v.v.).

Điện dung có thể được thay đổi một cách cơ học, bằng điện áp (các biến thể) và bằng nhiệt độ (tụ nhiệt). Gần đây, ở nhiều khu vực, các biến tần đang được thay thế bằng các biến tần (điốt có điện dung thay đổi).

Thuật ngữ “tụ điện biến thiên” thường dùng để chỉ các thành phần có sự thay đổi cơ học về điện dung. Kiểm soát công suất ở đây đạt được bằng cách thay đổi diện tích của các tấm. Các bản trong tụ điện biến thiên bao gồm nhiều bản có khoảng không khí ở giữa chúng như một chất điện môi.

Một số tấm được cố định, một số có thể di chuyển được. Vị trí của các bản di động so với các bản cố định xác định tổng điện dung của tụ điện. Tổng diện tích của các tấm càng lớn thì công suất càng lớn.

Tụ điện tông đơ

Tụ điện điều chỉnh được sử dụng để điều chỉnh điện dung một lần hoặc định kỳ, trái ngược với tụ điện biến thiên “tiêu chuẩn”, trong đó điện dung thay đổi theo “thời gian thực”. Việc điều chỉnh này dành cho chính nhà sản xuất thiết bị chứ không phải dành cho người dùng thiết bị và được thực hiện bằng tuốc nơ vít điều chỉnh đặc biệt. Tua vít bằng thép thông thường không phù hợp vì nó có thể ảnh hưởng đến điện dung của tụ điện. Công suất của tụ điều chỉnh thường nhỏ - lên tới 500 picoFarad.

Phương pháp lắp tụ điện

Tụ điện được chia theo phương pháp lắp thành các bộ phận để lắp trên bề mặt và để lắp mạch in (tụ điện SMD hoặc chip). Các bộ phận gắn trên bề mặt có các đầu cuối ở dạng “chân”. Đối với tụ điện mạch in, một phần bề mặt của chúng đóng vai trò là dây dẫn.

Nội dung:

Tụ điện là một thiết bị có khả năng lưu trữ điện tích. Nó được sử dụng trong các mạch điện và điện tử ở khắp mọi nơi. Ngành công nghiệp hiện đại sản xuất ra nhiều loại trong số chúng, chúng khác nhau ở các thông số khác nhau. Đây là công suất, nguyên lý hoạt động, kiểu cách ly của dây dẫn sạc, dải điện áp cho phép, cách bố trí, vật liệu chế tạo thiết bị.

Bất kỳ tụ điện nào cũng bao gồm hai dây dẫn cách nhau bởi một chất cách điện. Vì việc nạp điện cho một tụ điện là sự truyền các hạt tích điện lên các dây dẫn này, một dây dẫn có dấu này và một dây dẫn khác, và các điện tích sẽ được giữ bởi lực hút lẫn nhau, nên hiệu suất phụ thuộc vào lực này. Các dây dẫn càng gần nhau và diện tích “gần như chạm vào” của chúng càng lớn thì càng lớn. Môi trường ngăn cách các dây dẫn cũng góp phần vào sự đóng góp của nó. Môi trường này là chất điện môi có hằng số điện môi nhất định.

d - độ dày của chất điện môi ngăn cách các tấm kim loại

Điện dung của tụ điện được tính theo công thức

Trong đó S là diện tích của các bản, d là độ dày của chất điện môi (khoảng cách giữa các bản) và ε là độ thấm của chất điện môi được sử dụng so với chân không, hằng số điện môi được biết khá chính xác:

Ở đây nó được thể hiện thông qua các đơn vị SI khác. Ở đây có mét lập phương ở mẫu số, và số giây mũ bốn trong tử số, xuất phát từ công thức trong đó mẫu số là bình phương tốc độ ánh sáng. Và sau đó điện dung C được đo bằng farad.

Và từ công thức, rõ ràng là điện dung phụ thuộc chính xác vào diện tích của các bản, khoảng cách giữa chúng (được lấp đầy bằng chất điện môi) và vật liệu điện môi, giá trị của ε có thể được tìm thấy trong bảng . Tụ điện được phân loại theo mục đích sử dụng và loại linh kiện.

Phân loại theo nguyên lý hoạt động

Tụ điện đơn giản nhất còn được gọi là tụ điện khô hoặc tụ điện thể rắn vì tất cả vật liệu của nó đều là chất rắn và rất thông thường. Biết mô tả, nó có thể được thực hiện bằng tay. Băng giấy được sử dụng làm chất cách điện, nhưng vì nó hút ẩm nên nó được tẩm parafin hoặc dầu.

Tụ khô

Tụ điện khô hay ướt - phụ thuộc vào việc lấp đầy giữa các bản. Đối với đồ khô có thể là giấy, gốm sứ, mica, nhựa (polyester, polypropylene). Mỗi chất điện môi có tính chất vật lý riêng. Loại bền nhất (gốm sứ) có khả năng chống lại sự phá hủy vật lý và phân hủy tốt. Loại nhựa cho phép phủ lớp phủ dưới dạng kim loại phun trực tiếp lên lớp điện môi, cho phép người ta đi theo con đường thu nhỏ vi mô.

Các loại tụ điện có trạng thái thành phần khác

Ngoài chất điện môi rắn, còn có tụ điện có chất điện môi:

chất lỏng;

khí (chứa đầy khí trơ để bảo vệ các điện cực);

máy hút bụi;

không khí.

Tuy nhiên, các điện cực không phải lúc nào cũng hoàn toàn rắn chắc.

Tụ điện

Để tạo ra công suất lớn, phương pháp đưa các tấm lại với nhau không phải là cơ học mà là hóa học. Lợi dụng lá nhôm luôn được bao phủ trong không khí một lớp điện môi (Al 2 O 3), một điện cực lỏng ở dạng chất điện phân được đưa rất gần với điện cực nhôm. Sau đó, độ dày của khe cách điện được tính theo khoảng cách nguyên tử và điều này làm tăng đáng kể điện dung.

d - độ dày điện môi

Vì có một lớp oxit, một chất điện môi, ở mặt dưới của tấm trên, nên độ dày của nó cần được coi là d - độ dày của chất điện môi. Điện cực dưới cùng là tấm dưới cùng, cộng với một lớp chất điện phân để tẩm giấy.

Trong tụ điện, điện tích được tạo ra không chỉ bởi các electron tự do của kim loại mà còn bởi các ion điện phân. Vì vậy, sự phân cực của kết nối là quan trọng.

Ngoài các tụ điện sử dụng oxit kim loại làm chất cách điện, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường (MOS) hoạt động theo nguyên lý tương tự. Chúng thường được sử dụng trong các mạch điện tử dưới dạng tụ điện có công suất vài chục nanofarad.

Một nguyên lý hoạt động tương tự khác được sử dụng bởi các tụ điện bán dẫn oxit, trong đó thay vì chất điện phân lỏng thì có chất bán dẫn rắn. Nhưng những loại này không làm cạn kiệt tụ điện, lớp điện môi của nó có độ dày cực nhỏ.

Siêu tụ điện hoặc ionistor

Một lựa chọn khác là tạo ra một lớp đóng vai trò chất điện môi trong chất điện phân lỏng. Nếu bạn đổ nó lên bề mặt của một dây dẫn xốp nhất định (than hoạt tính), thì nếu có điện tích trên đó, các ion trái dấu từ chất điện phân sẽ “dính” vào dây dẫn. Và đến lượt chúng, được tham gia bởi các ion khác. Và mọi thứ cùng nhau tạo thành một cấu trúc đa lớp có khả năng tích lũy điện tích.

Các quá trình trong chất điện phân lỏng có thành phần đặc biệt dành cho siêu tụ điện đã giống với những gì xảy ra trong chất điện phân pin. Đặc điểm của ionistor tương tự như đặc điểm của pin; ngoài ra, việc sạc nó dễ dàng và nhanh hơn. Và ở chúng, trong các chu kỳ sạc/xả, không có hư hỏng nào đối với các điện cực, như trường hợp thường xảy ra ở pin. Ionistor đáng tin cậy hơn, bền hơn và chúng được sử dụng làm thiết bị điện trong xe điện. Và chất xốp của các điện cực chỉ cung cấp một diện tích bề mặt khổng lồ. Cùng với độ dày nhỏ cỡ nano của lớp cách điện trong chất điện phân, điều này tạo nên công suất khổng lồ của các siêu tụ điện (siêu tụ điện) - farad, hàng chục và hàng trăm farad. Hiện có rất nhiều loại siêu tụ điện khác nhau, một số trong đó trông không khác gì pin.

Phân loại theo ứng dụng

Hầu hết các tụ điện được sản xuất để sử dụng trong các mạch điện và mạch điện được sửa lỗi, điều chỉnh. Nhưng trong nhiều mạch, các thông số điện hoặc tần số được điều chỉnh. Tụ điện rất thuận tiện cho mục đích này: bạn có thể thay đổi điện dung mà không cần thay đổi các điểm tiếp xúc điện giữa các bản.

Theo đặc điểm này, tụ điện là hằng số, có thể thay đổi và điều chỉnh.

Tông đơ thường được thiết kế ở dạng thu nhỏ và được thiết kế để hoạt động lâu dài trong các mạch sau một điều chỉnh tối ưu hóa sơ bộ nhỏ. Các biến có phạm vi tham số rộng hơn để cho phép điều chỉnh có hệ thống (ví dụ: tìm kiếm sóng trong máy thu radio).

Theo dải điện áp

Dải điện áp hoạt động là một đặc tính rất quan trọng của tụ điện. Trong các mạch điện tử, điện áp thường nhỏ. Giới hạn trên là khoảng 100 volt. Nhưng các mạch cấp nguồn, các bộ cấp nguồn khác nhau, bộ chỉnh lưu, bộ ổn định thiết bị yêu cầu lắp đặt các tụ điện có thể chịu được điện áp lên đến 400–500 volt - có tính đến các xung điện có thể xảy ra và thậm chí lên đến 1000 volt.

Nhưng trong mạng lưới truyền tải điện, điện áp cao hơn nhiều. Có tụ điện cao áp có thiết kế đặc biệt.

Sử dụng tụ điện ngoài dải điện áp có nguy cơ bị hỏng. Sau khi hỏng hóc, thiết bị chỉ trở thành một vật dẫn điện và ngừng thực hiện các chức năng của nó. Điều này đặc biệt nguy hiểm khi một tụ điện được lắp đặt để tách mạch bằng dòng điện, tách điện áp DC khỏi thành phần AC. Trong trường hợp này, sự cố đe dọa đến phần mạch điện nơi điện áp không đổi khi đó sẽ chạy: các phần tử khác có thể cháy và có thể bị điện giật. Đối với tụ điện, hiện tượng này còn có nguy cơ gây nổ.

Trái – lên tới 35 kV, phải – lên đến 4 kV

Vì sự cố ở điện áp cao đòi hỏi một khoảng cách tối thiểu nhất định giữa các dây dẫn nên các thiết bị dành cho phiên bản điện áp cao thường được chế tạo với kích thước đáng kể. Hoặc chúng được làm bằng một số vật liệu chống hư hỏng nhất định: gốm và... giấy kim loại. Tất nhiên, mọi thứ đều ở trong một ngôi nhà có những đặc tính phù hợp.

Đánh dấu tụ điện

Có một số dấu hiệu. Dấu cũ có thể bao gồm ba hoặc bốn chữ số, trong trường hợp đó, hai (ba) chữ số đầu tiên biểu thị lớp phủ của điện dung (tính bằng picofarad), chữ số cuối cùng biểu thị lũy thừa của hệ số hàng chục.

Đây là cách đánh dấu ba chữ số của tụ điện (ký hiệu điện dung)