Thực đơn
trang chủTiểu sử

Tụ cố định - sản xuất thiết bị vô tuyến. Các loại tụ điện chính

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 tiếng ồn 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 nhiệt độ và tần số 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 của nó.

Trên thị trường linh kiện điện tử hiện nay có rất nhiều loại tụ điện khác nhau và mỗi loại đều có những ưu nhược điểm riêng. Một số có khả năng hoạt động ở điện áp cao, một số khác có điện dung đáng kể, một số khác có độ tự cảm thấp và một số có đặc điểm là dòng rò cực thấp. Tất cả những yếu tố này quyết định ứng dụng của các loại tụ điện cụ thể.

Chúng ta hãy xem có những loại tụ điện nào. Nói chung, có rất nhiều loại, nhưng ở đây chúng ta sẽ xem xét các loại tụ điện phổ biến chính và tìm ra cách xác định loại này.

Ví dụ, K50-35 hoặc K50-29, bao gồm hai dải nhôm mỏng được xoắn thành một cuộn, giữa đó đặt giấy tẩm chất điện phân làm chất điện môi. Cuộn được đặt trong một hình trụ nhôm kín, trên một trong các đầu của nó (loại vỏ hướng tâm) hoặc trên hai đầu của nó có các chốt tiếp xúc (loại vỏ hướng trục). Các thiết bị đầu cuối có thể được hàn hoặc bắt vít.

Điện dung của tụ điện điện phân được đo bằng microfarad và có thể dao động từ 0,1 µF đến 100.000 µF. Công suất đáng kể của tụ điện so với các loại tụ điện khác là ưu điểm chính của chúng. Điện áp hoạt động tối đa của tụ điện có thể đạt tới 500 volt. Điện áp hoạt động tối đa cho phép, cũng như điện dung của tụ điện, được ghi trên thân của nó.

Loại tụ điện này cũng có nhược điểm. Đầu tiên trong số đó là sự phân cực. Trên thân tụ điện, cực âm được đánh dấu bằng dấu trừ, cực này phải có khi tụ làm việc trong mạch điện có điện thế thấp hơn đầu kia, nếu không tụ sẽ không thể tích điện bình thường , và rất có thể sẽ phát nổ hoặc trong mọi trường hợp sẽ bị hỏng nếu để quá lâu khiến nó được cấp điện sai cực.

Chính vì tính phân cực mà tụ điện chỉ có thể áp dụng trong các mạch điện một chiều hoặc xung, chứ không áp dụng trực tiếp trong các mạch điện xoay chiều;

Nhược điểm thứ hai của loại tụ điện này là dòng điện rò rỉ cao. Vì lý do này, sẽ không thể sử dụng tụ điện để lưu trữ điện tích lâu dài, nhưng nó khá phù hợp làm phần tử lọc trung gian trong mạch hoạt động.

Nhược điểm thứ ba là điện dung của tụ điện loại này giảm khi tần số ngày càng tăng (dòng điện xung), nhưng vấn đề này được giải quyết bằng cách lắp đặt một tụ gốm tương đối nhỏ trên các bảng song song với tụ điện, thường ít hơn 10.000 lần so với tụ điện. tụ điện liền kề.

Bây giờ hãy nói về tụ điện tantalum. Một ví dụ là K52-1 hoặc smd A. Chúng dựa trên tantalum pentoxide. Điểm mấu chốt là khi tantalum bị oxy hóa, một màng oxit không dẫn điện dày đặc sẽ được hình thành, độ dày của màng này có thể được kiểm soát bằng công nghệ.

Một tụ điện tantalum rắn có bốn phần chính: cực dương, chất điện môi, chất điện phân (rắn hoặc lỏng) và cực âm. Chuỗi quy trình sản xuất khá phức tạp. Đầu tiên, cực dương được tạo ra từ bột tantalum ép nguyên chất, được thiêu kết trong chân không cao ở nhiệt độ 1300 đến 2000°C để tạo ra cấu trúc xốp.

Sau đó, bằng quá trình oxy hóa điện hóa, một chất điện môi được hình thành trên cực dương dưới dạng màng tantalum pentoxit, độ dày của màng này được điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp trong quá trình oxy hóa điện hóa, do đó, độ dày của màng là chỉ từ hàng trăm đến hàng nghìn angstrom nhưng màng này có cấu trúc mang lại điện trở cao.

Giai đoạn tiếp theo là sự hình thành chất điện phân, đó là mangan dioxide bán dẫn. Cực dương xốp tantalum được tẩm muối mangan, sau đó được nung nóng để mangan dioxide xuất hiện trên bề mặt; Quá trình này được lặp lại nhiều lần cho đến khi đạt được phạm vi bảo hiểm đầy đủ. Bề mặt thu được được phủ một lớp than chì, sau đó bạc được phủ để tạo thành cực âm. Cấu trúc sau đó được đặt vào một hợp chất.

Tụ điện tantalum có đặc tính tương tự như tụ điện điện phân nhôm, nhưng chúng có những đặc điểm riêng. Điện áp hoạt động của chúng được giới hạn ở 100 volt, điện dung không vượt quá 1000 microfarad, độ tự cảm của chúng nhỏ hơn, do đó tụ điện tantalum được sử dụng ở tần số cao, đạt tới hàng trăm kilohertz.

Nhược điểm của chúng là cực kỳ nhạy cảm với việc vượt quá điện áp tối đa cho phép; vì lý do này, tụ điện tantalum thường bị hỏng nhất do bị hỏng. Vạch trên thân tụ tantalum biểu thị điện cực dương - cực dương. Tụ điện tantalum chì hoặc SMD có thể được tìm thấy trên các bảng mạch in hiện đại của nhiều thiết bị điện tử.

Ví dụ, loại K10-7V, K10-19, KD-2 được phân biệt bằng điện dung tương đối lớn (từ 1 pF đến 0,47 μF) với kích thước nhỏ. Điện áp hoạt động của chúng dao động từ 16 đến 50 volt. Đặc điểm của chúng: dòng rò thấp, độ tự cảm thấp, giúp chúng có khả năng hoạt động ở tần số cao, cũng như kích thước nhỏ và độ ổn định nhiệt độ cao của điện dung. Các tụ điện như vậy hoạt động thành công trong các mạch điện một chiều, xoay chiều và dòng điện xung.

Tiếp tuyến tổn thất tgδ thường không vượt quá 0,05 và dòng rò tối đa không quá 3 μA. Tụ gốm có khả năng chống lại các yếu tố bên ngoài, chẳng hạn như rung động với tần số lên tới 5000 Hz với gia tốc lên tới 40 g, các cú sốc cơ học lặp đi lặp lại và tải tuyến tính.

Tụ điện đĩa gốm được sử dụng rộng rãi trong các bộ lọc làm mịn của nguồn điện, lọc nhiễu, trong các mạch truyền thông giữa các tầng và trong hầu hết các thiết bị điện tử.

Dấu hiệu trên thân tụ điện cho biết định mức của nó. Ba con số được giải mã như sau. Nếu nhân hai chữ số đầu tiên với 10 lũy thừa của chữ số thứ ba thì thu được giá trị điện dung của tụ điện này tính bằng pf. Do đó, tụ điện được đánh dấu 101 có công suất 100 pF và tụ điện được đánh dấu 472 có công suất 4,7 nf.

Ví dụ, K10-17A hoặc K10-17B, không giống như các lớp đơn, có các lớp gốm và kim loại mỏng xen kẽ trong cấu trúc của chúng. Do đó, dung lượng của chúng lớn hơn dung lượng của lớp đơn và có thể dễ dàng đạt tới vài microfarad. Điện áp tối đa cũng được giới hạn ở đây là 50 volt. Tụ điện loại này có khả năng, giống như tụ điện một lớp, hoạt động bình thường trong các mạch điện một chiều, xoay chiều và dòng điện xung.

Có khả năng hoạt động ở điện áp cao từ 50 đến 15.000 volt. Điện dung của chúng nằm trong khoảng từ 68 đến 100 nf và các tụ điện như vậy có thể hoạt động trong các mạch dòng điện một chiều, xoay chiều hoặc xung.

Chúng có thể được tìm thấy trong các bộ lọc mạng dưới dạng tụ điện X/Y, cũng như trong các mạch cấp nguồn thứ cấp, nơi chúng được sử dụng để loại bỏ nhiễu chế độ chung và hấp thụ nhiễu nếu mạch có tần số cao. Đôi khi, nếu không sử dụng các tụ điện này, hỏng hóc của thiết bị có thể đe dọa đến tính mạng con người.

Một loại tụ gốm cao áp đặc biệt - tụ điện xung cao áp, được sử dụng cho các chế độ xung công suất cao. Một ví dụ về tụ gốm điện áp cao như vậy là K15U, KVI và K15-4 trong nước. Những tụ điện này có khả năng hoạt động ở điện áp lên tới 30.000 volt và các xung điện áp cao có thể xuất hiện ở tần số cao, lên tới 10.000 xung mỗi giây. Gốm sứ cung cấp các đặc tính điện môi đáng tin cậy, đồng thời hình dạng đặc biệt của tụ điện và cách sắp xếp các tấm ngăn ngừa sự đánh thủng từ bên ngoài.

Những tụ điện như vậy rất phổ biến làm tụ điện trong thiết bị vô tuyến công suất cao và rất được các nhà sản xuất Tesla hoan nghênh, chẳng hạn như (để thiết kế trên khe hở tia lửa điện hoặc trên đèn - SGTC, VTTC).

Ví dụ, K73-17 hoặc CL21, dựa trên màng kim loại, được sử dụng rộng rãi trong việc chuyển đổi nguồn điện và chấn lưu điện tử. Vỏ của chúng được làm bằng hợp chất epoxy giúp tụ điện có khả năng chống ẩm, chịu nhiệt và giúp chúng có khả năng chống lại môi trường và dung môi khắc nghiệt.

Tụ điện polyester có công suất từ ​​1 nF đến 15 µF và được thiết kế cho điện áp từ 50 đến 1500 vôn. Chúng được phân biệt bởi độ ổn định nhiệt độ cao với công suất cao và kích thước nhỏ. Giá thành của tụ polyester không cao nên rất được ưa chuộng trong nhiều thiết bị điện tử, đặc biệt là chấn lưu cho đèn tiết kiệm điện.

Đánh dấu tụ điện có một chữ cái ở cuối biểu thị dung sai sai lệch của điện dung so với giá trị danh nghĩa, cũng như một chữ cái và số ở đầu đánh dấu cho biết điện áp tối đa cho phép, ví dụ 2A102J - tụ điện cho điện áp tối đa 100 volt, công suất 1 nf, độ lệch điện dung cho phép + -5%. Các bảng giải mã các dấu hiệu có thể dễ dàng tìm thấy trên Internet.

Một loạt các điện dung và điện áp cho phép sử dụng tụ điện polyester trong các mạch điện một chiều, xoay chiều và xung.

Tụ điện polypropylen, ví dụ K78-2, không giống như polyester, có màng polypropylen làm chất điện môi. Tụ điện loại này có công suất từ ​​100 pF đến 10 µF và điện áp có thể đạt tới 3000 volt.

Ưu điểm của những tụ điện này không chỉ là điện áp cao mà còn là tiếp tuyến tiêu tán cực thấp, vì tanδ có thể thấp tới 0,001. Những tụ điện như vậy được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như trong máy sưởi cảm ứng, và có thể hoạt động ở tần số tính bằng hàng chục và thậm chí hàng trăm kilohertz.

Xứng đáng được đề cập đặc biệt khởi động tụ điện polypropylene, chẳng hạn như CBB-60. Những tụ điện này được sử dụng để khởi động động cơ không đồng bộ AC. Chúng được quấn bằng màng polypropylen kim loại vào lõi nhựa, sau đó cuộn được lấp đầy bằng hợp chất.

Thân tụ điện được làm bằng vật liệu không cháy, tức là tụ điện có khả năng chống cháy hoàn toàn và thích hợp để hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Các thiết bị đầu cuối có thể được nối dây hoặc gắn vào thiết bị đầu cuối hoặc bắt vít. Rõ ràng, loại tụ điện này được thiết kế để hoạt động ở tần số mạng công nghiệp.

Các tụ điện khởi động có sẵn cho điện áp xoay chiều từ 300 đến 600 volt, và phạm vi điện dung thông thường là từ 1 đến 1000 microfarad.

Andrey Povny

Tụ điện là một thiết bị hai cực phổ biến được sử dụng trong các mạch điện khác nhau. Nó có công suất không đổi hoặc thay đổi và được đặc trưng bởi độ dẫn điện thấp; nó có khả năng tích lũy dòng điện và truyền nó đến các phần tử khác trong mạch điện.
Các ví dụ đơn giản nhất bao gồm hai tấm điện cực được ngăn cách bởi một chất điện môi và tích lũy các điện tích trái dấu. Trong điều kiện thực tế, chúng tôi sử dụng tụ điện có số lượng lớn các bản cách nhau bằng chất điện môi.


Tụ điện bắt đầu sạc khi thiết bị điện tử được kết nối với mạng. Khi thiết bị được kết nối, có rất nhiều không gian trống trên các điện cực của tụ điện, do đó dòng điện đi vào mạch có cường độ lớn nhất. Khi được lấp đầy, dòng điện sẽ giảm và biến mất hoàn toàn khi công suất của thiết bị được lấp đầy.

Trong quá trình nhận điện tích, các electron (hạt mang điện tích âm) được thu thập trên một tấm và các ion (hạt mang điện tích dương) được thu thập trên tấm kia. Dải phân cách giữa các hạt tích điện dương và âm là một chất điện môi, có thể được sử dụng trong nhiều vật liệu khác nhau.

Khi một thiết bị điện được nối với nguồn điện thì hiệu điện thế trong mạch điện bằng không. Khi các thùng chứa đầy, điện áp trong mạch tăng lên và đạt giá trị bằng mức tại nguồn hiện tại.

Khi ngắt mạch điện khỏi nguồn điện và kết nối tải, tụ điện sẽ ngừng nhận điện tích và chuyển dòng điện tích lũy sang các phần tử khác. Tải tạo thành một mạch giữa các bản của nó, vì vậy khi tắt nguồn, các hạt tích điện dương sẽ bắt đầu di chuyển về phía các ion.

Dòng điện ban đầu trong mạch khi nối tải sẽ bằng điện áp giữa các hạt tích điện âm chia cho giá trị điện trở của tải. Khi không có điện, tụ điện sẽ bắt đầu mất điện và khi điện tích trong tụ giảm, mức điện áp và dòng điện trong mạch sẽ giảm. Quá trình này sẽ chỉ hoàn tất khi không còn pin trong thiết bị.

Hình trên mô tả thiết kế của tụ giấy:
a) quấn phần;
b) bản thân thiết bị.
Trên bức tranh này:

  1. Giấy;
  2. Giấy bạc;
  3. Kính cách nhiệt;
  4. Nắp;
  5. Khung;
  6. Miếng đệm bằng bìa cứng;
  7. Gói;
  8. Phần.

Công suất tụ điệnđược coi là đặc điểm quan trọng nhất của nó; thời gian cần thiết để sạc đầy thiết bị khi kết nối thiết bị với nguồn dòng điện trực tiếp phụ thuộc vào nó. Thời gian xả của thiết bị còn phụ thuộc vào công suất cũng như kích thước tải. Điện trở R càng cao thì tụ điện sẽ cạn kiệt càng nhanh.

Để làm ví dụ về hoạt động của tụ điện, hãy xem xét hoạt động của máy phát analog hoặc máy thu vô tuyến. Khi thiết bị được kết nối với mạng, các tụ điện được kết nối với cuộn cảm sẽ bắt đầu tích lũy điện tích, các điện cực sẽ tích tụ trên một số tấm và ion trên các tấm khác. Sau khi sạc đầy công suất, thiết bị sẽ bắt đầu xả điện. Việc mất điện hoàn toàn sẽ dẫn đến việc bắt đầu sạc, nhưng theo hướng ngược lại, tức là các tấm đã tích điện dương lần này sẽ nhận được điện tích âm và ngược lại.

Mục đích và công dụng của tụ điện

Hiện nay, chúng được sử dụng trong hầu hết các kỹ thuật vô tuyến và các mạch điện tử khác nhau.
Trong mạch điện xoay chiều chúng có thể đóng vai trò là điện dung. Ví dụ: khi bạn nối tụ điện và bóng đèn vào pin (dòng điện một chiều) thì bóng đèn sẽ không sáng. Nếu bạn kết nối một mạch như vậy với nguồn điện xoay chiều, bóng đèn sẽ phát sáng và cường độ ánh sáng sẽ phụ thuộc trực tiếp vào giá trị điện dung của tụ điện được sử dụng. Nhờ những tính năng này, chúng hiện được sử dụng rộng rãi trong các mạch làm bộ lọc triệt tiêu nhiễu tần số cao và tần số thấp.

Tụ điện cũng được sử dụng trong nhiều máy gia tốc điện từ, đèn nháy ảnh và tia laser do chúng có khả năng lưu trữ một lượng điện lớn và nhanh chóng chuyển nó sang các phần tử mạng có điện trở thấp khác, từ đó tạo ra xung mạnh.

Trong các nguồn điện thứ cấp, chúng được sử dụng để làm phẳng các gợn sóng trong quá trình chỉnh lưu điện áp.

Khả năng lưu giữ điện tích trong thời gian dài giúp bạn có thể sử dụng chúng để lưu trữ thông tin.

Việc sử dụng điện trở hoặc máy phát dòng điện trong mạch có tụ điện cho phép bạn tăng thời gian sạc và xả điện dung của thiết bị, do đó, các mạch này có thể được sử dụng để tạo ra các mạch định thời không có yêu cầu cao về độ ổn định thời gian.

Trong các thiết bị điện khác nhau và trong các bộ lọc sóng hài cao hơn, phần tử này được sử dụng để bù công suất phản kháng.

Trong các cửa hàng điện, tụ điện thường có dạng hình trụ, bên trong có nhiều dải tấm và chất điện môi.

Tụ điện - nó là gì?

Tụ điện là một phần của mạch điện gồm 2 điện cực có khả năng tích tụ, tập trung hoặc truyền dòng điện đến các thiết bị khác. Về mặt cấu trúc, các điện cực là các tấm tụ điện có điện tích trái dấu. Để thiết bị hoạt động, một chất điện môi được đặt giữa các tấm - một bộ phận ngăn hai tấm chạm vào nhau.

Định nghĩa về bình ngưng xuất phát từ tiếng Latin “condenso”, có nghĩa là sự nén, sự tập trung.

Các bộ phận của thùng hàn được sử dụng để vận chuyển, đo lường, chuyển hướng và truyền tải điện và tín hiệu.

Tụ điện được sử dụng ở đâu?

Mọi người mới làm quen với đài phát thanh nghiệp dư thường đặt câu hỏi: tụ điện dùng để làm gì? Những người mới bắt đầu không hiểu tại sao nó lại cần thiết và lầm tưởng rằng nó có thể thay thế hoàn toàn pin hoặc nguồn điện.

Tất cả các thiết bị vô tuyến đều bao gồm tụ điện, bóng bán dẫn và điện trở. Các phần tử này tạo thành một bảng mạch hoặc toàn bộ mô-đun trong các mạch có giá trị tĩnh, làm nền tảng cho mọi thiết bị điện, từ bàn ủi nhỏ đến các thiết bị công nghiệp.

Việc sử dụng tụ điện thường được quan sát thấy nhất là:

  1. Phần tử lọc nhiễu tần số cao và tần số thấp;
  2. Mức tăng đột ngột của dòng điện xoay chiều, cũng như tĩnh điện và điện áp trên tụ điện;
  3. Bộ cân bằng gợn điện áp.

Mục đích của tụ điện và chức năng của nó được xác định bởi mục đích sử dụng:

  1. Mục đích chung. Đây là một tụ điện, thiết kế chỉ chứa các phần tử điện áp thấp nằm trên các bảng mạch nhỏ, chẳng hạn như các thiết bị như điều khiển từ xa tivi, radio, ấm đun nước, v.v.;
  2. Điện cao thế. Tụ điện trong mạch DC hỗ trợ các hệ thống công nghiệp, kỹ thuật điện áp cao;
  3. Xung. Điện dung tạo ra một xung điện áp mạnh và cung cấp nó cho bảng tiếp nhận của thiết bị;
  4. Bệ phóng. Được sử dụng để hàn trong các thiết bị được thiết kế để khởi động, bật/tắt các thiết bị, ví dụ như bộ điều khiển từ xa hoặc bộ điều khiển;
  5. Khử tiếng ồn. Tụ điện trong mạch điện xoay chiều được sử dụng trong các thiết bị vệ tinh, tivi và quân sự.

Các loại tụ điện

Thiết kế của tụ điện được xác định bởi loại chất điện môi. Nó có các loại sau:

  1. Chất lỏng. Chất điện môi ở dạng lỏng rất hiếm; loại này chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp hoặc cho các thiết bị vô tuyến;
  2. Máy hút bụi. Không có chất điện môi trong tụ điện mà thay vào đó là các tấm đặt trong vỏ kín;
  3. Khí. Dựa trên sự tương tác của các phản ứng hóa học và được sử dụng để sản xuất thiết bị làm lạnh, dây chuyền sản xuất và lắp đặt;
  4. Tụ điện. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự tương tác giữa cực dương kim loại và điện cực (cực âm). Lớp oxit của cực dương là bộ phận bán dẫn, do đó loại phần tử mạch này được coi là có năng suất cao nhất;
  5. Hữu cơ. Chất điện môi có thể là giấy, phim, v.v. Nó không có khả năng tích tụ mà chỉ làm giảm nhẹ các xung điện áp;
  6. Kết hợp. Điều này bao gồm giấy kim loại, phim giấy, v.v. Hiệu suất tăng lên nếu chất điện môi có chứa thành phần kim loại;
  7. Vô cơ. Phổ biến nhất là thủy tinh và gốm sứ. Việc sử dụng chúng được xác định bởi độ bền và sức mạnh;
  8. Hợp chất vô cơ. Phim thủy tinh, cũng như men thủy tinh, có đặc tính san lấp mặt bằng tuyệt vời.

Các loại tụ điện

Các thành phần của bảng vô tuyến khác nhau về kiểu thay đổi điện dung:

  1. Vĩnh viễn. Các tế bào duy trì công suất điện áp không đổi cho đến hết thời hạn sử dụng. Loại này là phổ biến và phổ biến nhất vì nó phù hợp để chế tạo bất kỳ loại thiết bị nào;
  2. Biến. Chúng có khả năng thay đổi thể tích của thùng chứa khi sử dụng biến trở, biến trở hoặc khi nhiệt độ thay đổi. Phương pháp cơ học sử dụng biến trở liên quan đến việc hàn một phần tử bổ sung lên bảng, trong khi khi sử dụng biến trở, chỉ có lượng điện áp đến thay đổi;
  3. Máy xén. Chúng là loại tụ điện linh hoạt nhất, với sự trợ giúp của chúng, bạn có thể tăng thông lượng của hệ thống một cách nhanh chóng và hiệu quả với mức tái cấu trúc tối thiểu.

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Hãy xem tụ điện hoạt động như thế nào khi kết nối với nguồn điện:

  1. Tích lũy phí. Khi kết nối với mạng, dòng điện sẽ hướng tới các chất điện phân;
  2. Các hạt tích điện được phân bố trên tấm theo điện tích của chúng: hạt âm - thành electron và hạt dương - thành ion;
  3. Chất điện môi đóng vai trò là rào cản giữa hai tấm và ngăn các hạt trộn lẫn.

Điện dung của tụ điện được xác định bằng cách tính tỉ số giữa điện tích của một dây dẫn và công suất tiềm năng của nó.

Quan trọng! Chất điện môi cũng có khả năng loại bỏ điện áp sinh ra trên tụ điện trong quá trình hoạt động của thiết bị.

Đặc điểm tụ điện

Các đặc điểm được quy ước được chia thành các điểm:

  1. Lượng sai lệch. Trước khi đưa vào cửa hàng, mỗi tụ điện phải trải qua một loạt thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất. Sau khi thử nghiệm từng mẫu, nhà sản xuất chỉ ra phạm vi sai lệch cho phép so với giá trị ban đầu;
  2. Giá trị điện áp. Hầu hết các phần tử có điện áp 12 hoặc 220 Volt đều được sử dụng, nhưng cũng có 5, 50, 110, 380, 660, 1000 Volt và nhiều hơn nữa. Để tránh hiện tượng cháy tụ điện và đánh thủng điện môi, tốt nhất nên mua một phần tử có điện áp dự trữ;
  3. Nhiệt độ cho phép. Thông số này rất quan trọng đối với các thiết bị nhỏ hoạt động trên mạng 220 Volt. Theo quy định, điện áp càng cao thì mức nhiệt độ cho phép hoạt động càng cao. Các thông số nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế điện tử;
  4. Có sẵn dòng điện một chiều hoặc xoay chiều. Có lẽ một trong những thông số quan trọng nhất, vì hiệu suất của thiết bị được thiết kế hoàn toàn phụ thuộc vào nó;
  5. Số lượng giai đoạn. Tùy thuộc vào độ phức tạp của thiết bị, có thể sử dụng tụ điện một pha hoặc ba pha. Để kết nối trực tiếp một phần tử, một phần tử một pha là đủ, nhưng nếu bo mạch là “thành phố”, thì nên sử dụng phần tử ba pha, vì nó phân phối tải trơn tru hơn.

Công suất phụ thuộc vào điều gì?

Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào loại chất điện môi và được biểu thị trên vỏ, được đo bằng uF hoặc uF. Nó dao động từ 0 đến 9.999 pF tính bằng picofarad, trong khi ở microfarad nó dao động từ 10.000 pF đến 9.999 µF. Những đặc điểm này được quy định trong tiêu chuẩn nhà nước GOST 2.702.

Ghi chú! Dung lượng chất điện phân càng lớn thì thời gian sạc càng lâu và thiết bị có thể truyền được càng nhiều điện tích.

Tải hoặc công suất của thiết bị càng lớn thì thời gian xả càng ngắn. Trong trường hợp này, điện trở đóng một vai trò quan trọng vì lượng dòng điện đi ra phụ thuộc vào nó.

Phần chính của tụ điện là chất điện môi. Nó có một số đặc điểm sau ảnh hưởng đến sức mạnh của thiết bị:

  1. Vật liệu chống điện. Điều này bao gồm cả cách điện bên trong và bên ngoài được làm từ polyme;
  2. Điện áp tối đa. Chất điện môi xác định mức điện áp mà tụ điện có khả năng lưu trữ hoặc truyền tải;
  3. Lượng năng lượng bị mất. Phụ thuộc vào cấu hình của chất điện môi và đặc tính của nó. Thông thường, năng lượng tiêu tan dần dần hoặc theo từng đợt đột ngột;
  4. Mức năng lực. Để tụ điện có thể lưu trữ một lượng năng lượng nhỏ trong thời gian ngắn, nó cần duy trì một thể tích điện dung không đổi. Thông thường, nó bị lỗi chính xác do không thể truyền một lượng điện áp nhất định;

Thật tốt khi biết! Chữ viết tắt “AC” nằm trên thân phần tử biểu thị điện áp xoay chiều. Điện áp tích lũy trên tụ điện không thể được sử dụng hoặc truyền đi - nó phải được dập tắt.

Tính chất của tụ điện

tụ điện có tác dụng như sau:

  1. Cuộn dây cảm ứng. Hãy lấy ví dụ về một bóng đèn thông thường: nó sẽ chỉ sáng nếu bạn kết nối trực tiếp với nguồn điện xoay chiều. Điều này dẫn đến quy luật công suất càng lớn thì quang thông của bóng đèn càng mạnh;
  2. Lưu trữ phí. Các đặc tính cho phép nó sạc và xả nhanh chóng, từ đó tạo ra xung lực mạnh mẽ với điện trở thấp. Được sử dụng để sản xuất các loại máy gia tốc, hệ thống laser, đèn flash điện, v.v.;
  3. Pin đã nhận được sạc. Một phần tử mạnh mẽ có khả năng duy trì phần dòng điện nhận được trong thời gian dài, đồng thời nó có thể đóng vai trò là bộ chuyển đổi cho các thiết bị khác. So với pin sạc, tụ điện sẽ mất một phần điện tích theo thời gian và cũng không thể cung cấp một lượng điện lớn, chẳng hạn như đối với quy mô công nghiệp;
  4. Sạc động cơ điện. Kết nối được thực hiện thông qua thiết bị đầu cuối thứ ba (điện áp hoạt động của tụ điện là 380 hoặc 220 Volts). Nhờ công nghệ mới, người ta có thể sử dụng động cơ ba pha (có góc quay pha 90 độ), sử dụng mạng tiêu chuẩn;
  5. Các thiết bị bù. Nó được sử dụng trong công nghiệp để ổn định năng lượng phản kháng: một phần năng lượng đến được hòa tan và điều chỉnh ở đầu ra của tụ điện đến một thể tích nhất định.

Băng hình

Thiết bị điện tử sử dụng nhiều bộ phận khác nhau để cùng nhau thực hiện nhiều hành động. Một trong số đó là tụ điện. Và trong khuôn khổ bài viết, chúng ta sẽ nói về loại cơ chế này là gì, nó hoạt động như thế nào, tại sao cần có tụ điện và nó có tác dụng gì trong mạch điện.

tụ điện là gì?

Tụ điện là một thiết bị điện thụ động có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong mạch nhờ khả năng tích lũy điện tích và năng lượng điện trường. Nhưng phạm vi ứng dụng chính là trong các bộ lọc dành cho bộ chỉnh lưu và bộ ổn định. Do đó, nhờ các tụ điện, tín hiệu được truyền giữa các tầng khuếch đại, các khoảng thời gian được đặt cho thời gian và các bộ lọc thông cao và thông thấp được chế tạo. Do đặc tính của nó, nó cũng được sử dụng để lựa chọn tần số trong các máy phát khác nhau.

Loại tụ điện này có công suất vài trăm microfarad. Các thành viên khác trong họ linh kiện điện tử này được thiết kế theo nguyên tắc tương tự. Làm thế nào để kiểm tra tụ điện và đảm bảo rằng trạng thái thực tế tương ứng với các dòng chữ? Cách dễ nhất là sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số. Ôm kế cũng có thể trả lời câu hỏi làm thế nào để kiểm tra tụ điện.

Nguyên lý hoạt động và tại sao cần dùng tụ điện

Từ ký hiệu và hình ảnh sơ đồ, chúng ta có thể kết luận rằng ngay cả hai tấm kim loại đặt cạnh nhau cũng có thể hoạt động như một tụ điện đơn giản. Không khí sẽ đóng vai trò là chất điện môi. Về mặt lý thuyết, không có giới hạn về diện tích của các tấm và khoảng cách giữa chúng. Vì vậy, ngay cả khi trải rộng trên những khoảng cách rộng lớn và giảm kích thước của chúng, dù không đáng kể thì một số công suất vẫn được giữ lại.

Đặc tính này đã được sử dụng trong công nghệ tần số cao. Vì vậy, họ đã học cách chế tạo chúng ngay cả ở dạng các rãnh mạch in thông thường, cũng như chỉ đơn giản bằng cách xoắn hai dây cách điện bằng polyetylen. Khi sử dụng cáp, công suất tụ điện (µF) tăng theo chiều dài. Nhưng nên hiểu rằng nếu xung truyền đi ngắn và dây dài thì có thể đơn giản là nó không đến được đích. Một tụ điện có thể được sử dụng trong các mạch DC và AC.

Lưu trữ năng lượng

Khi công suất tụ điện tăng lên, các quá trình như sạc và phóng điện diễn ra chậm rãi. Điện áp trên một thiết bị điện nhất định tăng dọc theo một đường cong, mà trong toán học gọi là hàm mũ. Theo thời gian, điện áp của tụ sẽ tăng từ giá trị 0V đến mức của nguồn điện (nếu nó không bị cháy do giá trị sau quá cao).

Tụ điện

Hiện tại, tụ điện tự hào có điện dung riêng cao nhất xét về tỷ lệ giữa chỉ số này với thể tích của bộ phận. Công suất của chúng đạt giá trị 100 nghìn microfarad và điện áp hoạt động lên tới 600 V. Nhưng chúng chỉ hoạt động tốt ở tần số thấp. Loại tụ điện này dùng để làm gì? Lĩnh vực ứng dụng chính là các bộ lọc. Tụ điện luôn được kết nối với các mạch có cực tính chính xác. Các điện cực được làm từ một màng mỏng (được làm từ oxit kim loại). Vì một lớp không khí mỏng giữa chúng không phải là chất cách điện đủ tốt nên một lớp chất điện phân cũng được thêm vào đây (dung dịch kiềm hoặc axit đậm đặc đóng vai trò như vậy).

siêu tụ điện

Đây là một loại tụ điện mới được gọi là ionistor. Các đặc tính của nó làm cho nó giống với pin, mặc dù có một số hạn chế nhất định. Như vậy, ưu điểm của chúng nằm ở thời gian sạc ngắn (thường là vài phút). Loại tụ điện này dùng để làm gì? Ionistors được sử dụng làm nguồn điện dự phòng. Trong quá trình sản xuất, chúng trở nên không phân cực, và đâu là điểm cộng và đâu là điểm trừ được xác định bởi lần sạc đầu tiên (tại nhà máy sản xuất).

Nhiệt độ và điện áp định mức có tác động đáng kể đến hiệu suất. Vì vậy, ở 70˚C và công suất 0,8 sẽ chỉ cho 500 giờ hoạt động. Bằng cách giảm điện áp xuống 0,6 giá trị danh định và nhiệt độ xuống 40 độ, tuổi thọ của nó sẽ tăng lên 40 nghìn giờ. Bạn có thể tìm thấy chất ion hóa trong chip nhớ hoặc đồng hồ điện tử. Nhưng đồng thời, chúng cũng có triển vọng tốt để sử dụng trong pin năng lượng mặt trời.