Top 11 # Xem Nhiều Nhất Tụ Điện Cấu Tạo Và Ứng Dụng Mới Nhất 3/2023 # Top Like

TỤ ĐIỆN LÀ GÌ?

1. Định nghĩa Tụ điện là gì? 

Tụ điện là linh kiện có tích trữ năng lượng điện dưới dạng điện trường. Chúng có hai bề mặt thường bằng tấm kim loại dẫn điện được ngăn cách bởi lớp điện môi cách điện. Khi hai bề mặt có chênh lệch điện áp sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Tụ điện là gì ?

2. Cấu tạo – Nguyên Lý làm việc của Tụ điện.

Tụ điện có cấu tạo rất đơn giản. Chúng bao gồm 2 bản cực bằng kim loại ở bên trong. Giữa 2 bản cực này là chất điện môi cách điện. Chúng có thể là: không khí, giấy, mica, dầu, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh… Một số tụ điện có tên gọi theo điện môi của chúng. Ví dụ như: tụ gớm, tụ hoá, tụ giấy…

Tụ điện được bọc kín hoàn toàn, chỉ đưa ra 2 chân của bản cực để sử dụng.

Một tụ điện có hai nguyên lý làm việc cơ bản: 1. Nguyên lý phóng nạp 2. Nguyên lý nạp xả – Chúng ta đã biết, bản chất của tụ điện là tích trữ năng lượng điện trường bằng cách lưu trữ các electron, nó có khả năng phóng ra các điện tích này để tạo thành dòng điện. Nó tương tự như hoạt động của một ac quy, nhưng tụ điện không tự sinh ra các hạt điện tích. – Nếu điện áp của hai bản mạch biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt. Đây là nguyên lý nạp xả của tụ điện.

3. Phân loại Tụ điện.

Ở bài viết này, Tụ điện sẽ được phân loại theo 2 cách: Phân loại theo mục đích sử dụng và Phân loại theo chất điện môi trường:

Dựa theo mục đích sử dụng:

– Tụ cố định: Là loại tụ có trị số điện dung cố định. Trị số này được in cụ thể trên thân vỏ của tụ điện. Chúng có hai dạng: – Tụ có cực (polar): Tụ có cực tính dương và âm quy định rõ cho 2 chân tụ, được ký hiệu trên thân tụ. Lưu ý: Không được đấu sai chân cực tụ. – Tụ không phân cực (nonpolar): tụ có hai cực như nhau, tức là không phân biệt chân dương và âm. Chúng ta có thể đấu chân tuỳ ý, chỉ quan tâm đến điện áp đánh thủng mà thôi. – Tụ biến đổi hay tụ điện xoay: là loại tụ có trị số điện dung điều chỉnh thay đổi được, theo mục đích sử dụng.

Chia theo chất điện môi trường

– Tụ hóa: Có bản cực là những lá nhôm, điện môi là lớp oxit nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân. Tụ hoá có điện dung khá lớn và điện áp làm việc <500V. Tụ hoá có phân biệt cực tính dương và âm. – Tụ hóa tantalum: Là dạng tụ hoá có cấu tạo từ tantalum. Tụ Tantalum có đặc điểm là: kích thước nhỏ, điện dung lớn, điện áp làm việc <100V, cần phân biệt cực khi đấu nối. – Tụ giấy: Có hai bản cực là những lá nhôm hoặc thiếc, ở giữa có lớp cách điện là giấy tẩm dầu và cuộn lại thành ống. Tụ giấy không phân biệt cực tính. – Tụ màng: Có chất điện môi là màng chất dẻo như: Polypropylene, polystyrene, polycarbonate,… Có hai loại tụ màng chính: Loại foil & Loại được kim loại hóa. ( Loại này có khả năng tự phục hồi khi bị đánh thủng do quá điện áp mà không bị hư luôn. ) – Tụ gốm (tụ sứ ceramic): Có chất điện môi là gốm, tráng trên bề mặt nó lớp bạc để làm bản cực. Là loại tụ không phân cực tính. – Tụ mica: Được chế tạo gồm nhiều miếng mica mỏng được xếp xen kẻ với các miếng thiếc. +Các miếng thiếc lẻ nối với nhau tạo thành một bản cực + Các miếng thiếc chẵn nối với nhau tạo thành một bản cực Thường tụ mica có dạng hình khối chữ nhật, kích thước rất nhỏ.

4. Ý nghĩa các ký hiệu của tụ điện

Ý nghĩa các ký hiệu trên vỏ tụ điện là gì?

Trên thân vỏ của tụ điện thường có ghi các thông tin như: 100μF 250V. Ý nghĩa của chúng như sau: 100μF : Là giá trị điện dung của tụ điện. 250V : Giới hạn điện áp đặt vào 2 bản của tụ điện, vượt quá giới hạn này tụ điện có thể bị đánh thủng. Làm hỏng tụ điện, không sử dụng được nữa.

5. Cách đọc trị số tụ điện

– Cách đọc trị số tụ hóa: Với tụ hoá thì cách đọc giá trị rất đơn giản. Giá trị của tụ hóa được ghi trực tiếp trên thân tụ. Ví dụ: Tụ hóa có giá trị 1000µF/50V được ghi trên thân tụ

– Cách đọc trị số tụ gốm và tụ giấy: Giá trị của hai loại tụ này thường được ký hiệu riêng. Đo đó, chúng có quy ước cách đọc như sau: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10ˣ. Với x là số thứ 3 trong dãy kí tự Ví dụ: Tụ gốm ghi 105, thì được hiểu là: 10 x 105 = 1000000 = 1 µF

6. Công thức tính điện tích

Khi nói đến tụ điện, là nói đến điện tích, nói đến khả năng tích trữ điện. Cho nên để biết được công thức tính tụ điện, chúng ta hãy tìm hiểu về công thức tính điện tích trước.

Q = C.U

Điện dung là gì?

Điện dung tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực. >> Từ đó suy ra điện dung tụ điện. Công thức tính điện dung. Trong đó: εr : Điện thẩm tương đối (so với chân không) của lớp cách điện ε0 ≈ 1÷(9*109*4*π)≈8.854187817*10-12 : Hằng số điện thẩm S : Diện tích của bản cực [m²] d : Khoảng cách giữa 2 bản cực, hay độ dày của lớp cách điện [m] Xét về mặt lưu trữ, ta có: 1F = 1A x 1V x 1giây = 1A x 1V x 1/3600 giờ = 0.278 mWh

Trong thực tế, năng lượng được lưu trữ ở dạng pin như: pin AA, AAA, pin trong các điện thoại…với các dung lượng như 100 Wh… Một viên pin của các dòng smartphone hiện nay có dung lượng khoảng 5-10 Wh, của máy tính bảng là khoảng 15 – 30 Wh còn của laptop là khoảng 40-100 Wh.

7. Tụ điện mắc nối tiếp và Tụ điện mắc song song

Tụ điện mắc nối tiếp

Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: Utd = U1 + U2 + U3. Lưu ý: Các tụ hoá cần mắc đúng chiều cực tụ.

Tụ điện mắc song song

Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: Utd = U1 + U2 + U3: Lưu ý: Các tụ hoá cần mắc đúng chiều cực tụ.

 Tất cả tài liệu: https://plctech.com.vn/category/tai-lieu/

TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH

Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy

HCM: Số 111E Đường 22 – Phước Long B – Quận 9

Liên hệ: Mr Chính 0984 957 127

Website: https://plctech.com.vn/

Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN

Email: plctech.daotao@gmail.com

Một số loại tụ điện có thể sạc điện áp cao do đó có thể được sử dụng trong các ứng dụng điện áp cao. Một số tụ điện có thể sạc với điện tích rất cao, chẳng hạn như tụ nhôm. Một số tụ điện có tốc độ rò rỉ rất thấp và trong khi một số khác có tốc độ rò rỉ rất cao. Tất cả các yếu tố này xác định tụ điện được sử dụng như thế nào và ứng dụng của từng tụ điện trong các mạch.

Tụ nhôm có giá trị điện dung nằm trong khoảng từ 0,1µF đến 500.000µF, nên đây là loại tụ điện lớn nhất về lưu trữ điện dung. Giá trị điện tích cao là một trong những ưu điểm của tụ nhôm. Khoảng điện áp hoạt động từ 10V đến 100V. Nhược điểm của tụ nhôm là có tốc độ rò rỉ cao, do đó sẽ rò rỉ rất nhiều dòng điện một chiều, nên không được sử dụng trong các ứng dụng cho ghép AC tần số cao. Loại tụ này cũng có phạm vi dung sai rộng, thường là ± 20% trở lên. Do đó tụ nhôm thường không được sử dụng trong các ứng dụng cần các giá trị chính xác, chẳng hạn như trong các mạch lọc hoặc mạch thời gian.

Tụ Tantalum, giống như tụ nhôm, đều là tụ hóa, có nghĩa là bị phân cực. Ưu điểm chính của loại tụ này (đặc biệt khi so với tụ nhôm) là nhỏ hơn, nhẹ hơn và ổn định hơn. Tụ tantalum có tốc độ rò rỉ thấp và độ tự cảm thấp giữa các chân. Tuy nhiên nhược điểm của loại tụ này là có lưu trữ điện dung tối đa thấp và điện áp làm việc tối đa thấp. Tụ Tantalum dễ bị hư khi gặp dòng điện cao. Do đó tụ điện tantalum được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống tín hiệu tương tự không có nhiễu dòng cao.

Tụ điện gốm có giá trị điện dung cao so với kích thước của nó. Loại tụ này được chế tạo trong phạm vi từ 1pF đến vài microfarad, nhưng không có giá trị điện dung cao như tụ hóa. Tụ gốm được sản xuất với một khoảng rộng giá trị điện áp làm việc và dung sai. Một ưu điểm chính của tụ gốm là bên trong không được chế tạo thành cuộn dây, vì vậy nó có độ tự cảm thấp và do đó rất phù hợp cho các ứng dụng tần số cao. Loại tụ này được sử dụng rộng rãi trên thị trường cho nhiều mục đích, bao gồm cả việc khử ghép.

Tụ điện gốm NPO là một tụ điện siêu bền hoặc bù nhiệt độ. Nó là một trong những tụ điện có độ ổn định cao nhất. Nó không bị lão hóa theo thời gian, do đó rất phù hợp cho các ứng dụng điều chỉnh các mạch và các bộ lọc.

Tụ polyester là các tụ điện gồm các tấm kim loại có màng polyester giữa chúng hoặc một màng kim loại được đặt trên chất cách điện.

Tụ điện polyester có giá trị trong phạm vi từ 1nF đến 15µF, và với điện áp làm việc từ 50V đến 1500V. Loại tụ này có các phạm vi dung sai 5%, 10% và 20%. Nó có hệ số nhiệt độ cao. Vì có điện trở cách ly cao nên nó là lựa chọn tốt cho các ứng dụng ghép hoặc lưu trữ. So với hầu hết các loại khác, tụ polyester có điện dung trên một đơn vị thể tích cao. Điều này có nghĩa là với một tụ có kích cỡ nhỏ có nhiều điện dung hơn. Đặc tính này cùng với giá rẻ nên tụ điện polyester trở thành một tụ điện được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên thị trường.

Tụ polypropylen được sử dụng để khử nhiễu, chặn, bỏ qua, ghép, lọc, định thời gian và xử lý các xung.

Nó chỉ có giá trị thấp, thường là 10pF đến 47nF. Thông thường, dung sai là 5% đến 10% nhưng tụ polystyrene có độ chính xác cao cũng có dung sai 1% và 2%. Điện áp làm việc cho tụ polystyrene là 30V đến 630V. Loại tụ này có lợi thế ở chỗ chúng có điện trở cách ly cao, vì vậy rất tốt để sử dụng trong các ứng dụng ghép và lưu trữ. Các loại chính xác lại phù hợp cho các mạch thời gian, điều chỉnh và lọc.

Một trong những nhược điểm của tụ polystyrene là nó được cấu tạo như một cuộn dây bên trong, vì vậy không phù hợp cho các ứng dụng tần số cao. (Điều này là do cuộn dây tạo ra tự cảm và tự cảm chặn các tín hiệu tần số cao đi qua.) Một nhược điểm khác là tụ điện polystyrene thay đổi vĩnh viễn về giá trị nếu phải tiếp xúc với nhiệt độ trên 70 ° C, nó sẽ không trở về giá trị cũ khi được làm mát.

Tụ bạc Mica rất ổn định theo thời gian. Ưu điểm của nó là có dung sai từ 1% trở xuống. Nó cũng có hệ số nhiệt độ tốt và độ bền tuyệt vời. Tuy nhiên, tụ bạc mica không có giá trị điện dung cao và giá rất đắt.

Tụ bạc mica được sử dụng trong các mạch cộng hưởng và bộ lọc tần số cao, do ổn định tốt với nhiệt độ. Chúng cũng được sử dụng trong các mạch điện áp cao, vì cách điện tốt.

Nó có dải điện dung từ 500pF đến 50 µF và điện áp làm việc cao, do đó nó được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị điện áp cao.

Nhược điểm của tụ giấy là có tốc độ rò rỉ cao, nên nó không phù hợp cho ghép AC và dung sai hơn 10% đến 20%, nên nó không phù hợp với các mạch thời gian chính xác.

Bài viết trình bày nhiều loại tụ điện khác nhau. Tuy đây không phải là tất cả các loại tụ điện nhưng những loại thông dụng trên thị trường đều được đề cập ở đây.

4.9

/

5

(

100

bình chọn

)

Tụ điện là gì ? Tụ điện là một trong các linh kiện quan trọng nhất trong chế tạo mạch điện. Vậy tụ điện có cấu tạo và chức năng là gì ? Tụ điện có đặc điểm và ứng dụng nổi bật nào? Thông qua bài viết này sẽ giải đáp mọi thắc mắc về các loại tụ điện.

Tụ điện là thiết bị điện tử quan trọng trong các mạch dao động, mạch lọc, mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều. Tụ là loại linh kiện điện tự thụ động, chúng được tạo bởi 2 bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi xuất hiện chênh lệch điện thế tại hai bề mặt thì các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu nhau. Về khía cạnh trữ năng lượng thì tụ điện có phần tương tự như ắc quy. Tóm lại, tụ điện được cấu tạo bởi hai bản cực son song, cách điện 1 chiều nhưng nhờ nguyên lý phóng nạp để cho dòng điện xoay chiều đi qua.

Cấu tạo tụ điện ra sao ? 

Tụ điện được cấu tạo từ 2 bản cực kim loại được đặt song song. Tên gọi của tụ điện phụ thuộc vào chất liệu cách điện trong bản cực. Ví dụ lớp cách điện là không khí thì tên tụ sẽ là tụ không khí, nếu là gốm thì sẽ là tụ gốm,… Trên tụ điện sẽ được ghi trị số điện áp cụ thể. Đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ điện có thể chịu. Nếu sử dụng cao hơn giá trị này thì tụ điện sẽ bị nổ.

Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior

Đơn vị của tụ điện:  là Fara (F), Trong đó : 1 Fara: 1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

Phân loại tụ điện theo tính chất lý hóa và ứng dụng

Có 2 loại là tụ điện phân cực và tụ điện không phân cực:

–  Tụ điện phân cực

– Tụ điện không phân cực

Đây là loại tụ điện không có quy định về cực tính rõ ràng nên bạn có thể đấu nối tự do vào cả mạng AC và DC như hình sau:

Phân loại theo cấu tạo và dạng thức

Cách phân loại này bao gồm:

Tụ gốm đa lớp: có bản cực cách điện làm bằng gốm. Đây là loại tụ đáp ứng điện áp và cao tần cao hơn gốm thường từ 4 – 5 lần.

Tụ mica màng mỏng: Có cấu tạo các lớp điện môi là mica hoặc nhựa màng mỏng (thin film) như: Mylar, Polyester, Polycarbonate, Polystyrene.

Tụ bạc – tụ mica: Có bàn cực bằng bạc nên khá nặng. Điện dung của loại tụ điện này từ vài pF đến vài nF và độ ổn nhiệt rất bé. Đây là loại dụ dùng cho cao cần.

Tụ siêu hóa: Sử dụng dung môi là đất hiếm nên nặng hơn tụ nhôm hóa học. Tụ siêu hóa có trị số cực lớn, thậm chí lên tới hàng Farad. Loại tụ này sử dụng như nguồn pin cấp cho các mạch đồng hồ hay các vi xử lý đang cần cấp điện liên tục.

Tụ hóa sinh: Đây là siêu tụ có thể thay thế cho pin khi lữu trữ điện năng trong thiết bị di động. Trụ này dùng Alginate có trong tảo biển nâu để làm nền dung môi. Lượng điện tích trữ trong tụ siêu lớn và sẽ giảm khoảng 15% sau mỗi chu kỳ sạc (khoảng 10.000 lần).

Tụ Tantalum: Tụ sử dụng bản cực ngôn mà gel tantal để làm dung môi. Tụ này tuy có thể tích nhỏ nhưng lại có trị số rất lớn.

Tụ vi chỉnh và tụ xoay: Bao gồm loại tụ kim loại, mica và gốm. Đây là loại tụ có giá trị nhỏ nhất (100pF- 500pF). Tụ có khả năng xoay để thay đổi giá trị điện dung nên được sử dụng trong các mạch điều chỉnh radio, giúp thay đổi tần số cộng hưởng khi xuất hiện thao tác dò đài.

Công dụng của tụ điện

Tác dụng của tụ điện được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng điện. Lưu trữ điện tích hiệu quả. Nó được so sánh với khả năng lưu trữ như ắc qui. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ điện là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.

Ngoài ra, công dụng tụ điện còn cho phép điện áp xoay chiều đi qua. Giúp tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ càng lớn) thì dung kháng càng nhỏ. Hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.

Hơn nữa, do nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều. Cho điện áp xoay chiều lưu thông giúp truyền tí hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch điện thế.

Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.

Cách đọc giá trị điện dung trên tụ điện.

* Với tụ hoá : Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ

  Tụ hoá ghi điện dung là 2200 µF / 35V

* Với tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu

Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu.

Cách đọc :Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3 )

Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh trên ghi 474K nghĩa là  Giá trị = 47 x 10 4  = 470000 p ( Lấy đơn vị là picô Fara)            = 470 n Fara  = 0,47  µF

Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5%  hay 10% của tụ điện .

B = ± 0,1 pF.

C = ± 0,25 pF.

D = ± 0,5 pF cho các tụ điện dưới 10 pF, hoặc ± 0,5% cho các tụ điện trên 10 pF.

F = ± 1 pF hoặc ± 1%

G = ± 2 pF hoặc ± 2%

J = ± 5%.

K = ± 10%.

M = ± 20%.

Các thiết bị trong công nghiệp như đo mức, bộ chuyển đổi, bộ điều khiển cũng không thể thiếu các tụ điện…

Đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Xin cám ơn !

Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc dù các hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron – nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.

Tụ điện có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior. Đơn vị của tụ điện là Fara (F), có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như: 1µF=10-6 F; 1ηF=10-9 F; 1pF=10-12 F. Các kí hiệu thường thấy trong bảng mạch là:

Vào tháng 10 năm 1745, Ewald Georg von Kleist ở Pomerania nước Đức, phát hiện ra điện tích có thể được lưu trữ bằng cách nối máy phát tĩnh điện cao áp với một đoạn dây qua một bình thủy tinh chứa nước. Tay của Von Kleist và nước đóng vai trò là chất dẫn điện, và bình thủy tinh là chất cách điện (mặc dù các chi tiết ở thời điểm đó được xác nhận là miêu tả chưa đúng). Von Kleist phát hiện thấy khi chạm tay vào dây dẫn thì phát ra một tia lửa điện lớn và sau đó ông cảm thấy rất đau, đau hơn cả khi chạm tay vào máy phát tĩnh điện. Sau đó một năm, nhà vật lý người Hà Lan Pieter van Musschenbroek làm việc tại đại học Leiden, phát minh ra một bình tích điện tương tự, được đặt tên là bình Leyden.

Sau đó Daniel Gralath là người đầu tiên kết hợp nhiều bình tích điện song song với nhau thành một quả “pin” để tăng dung lượng lưu trữ. Benjamin Franklin điều tra chiếc bình Leyden và đi đến kết luận rằng điện tích đã được lưu trữ trên chiếc bình thủy tinh, không phải ở trong nước như những người khác đã giả định. Từ đó, thuật ngữ “battery” hay tiếng việt gọi là “pin” được thông qua. Sau đó, nước được thay bằng các dung dịch hóa điện, bên trong và bên ngoài bình layden được phủ bằng lá kim loại. Để lại một khoảng trống ở miệng để tránh tia lửa điện giữa các lá. Bình layden là bình tích điện đầu tiên có điện dung khoảng 1,11 nF (nano Fara).

Một tụ điện thông thường sẽ có cấu tạo bao gồm:

Tụ điện gồm ít nhất hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi.

Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện gồm thủy tinh, giấy, giấy tẩm hóa chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí. Các điện môi này không dẫn điện nhằm tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện.

Tùy thuộc vào chất liệu cách điện ở giữa bản cực thì tụ điện có tên gọi tương ứng. Ví dụ như nếu như lớp cách điện là không khí ta có tụ không khí, là giấy ta có tụ giấy, còn là gốm ta có tụ gốm và nếu là lớp hóa chất thì cho ta tụ hóa.

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện như một ắc quy nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. Nó lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. Nhưng nó không có khả năng sinh ra các điện tích electron. Đây cũng là điểm khác biệt lớn của tụ điện với ắc qui. Nguyên lý nạp xả của tụ điện là tính chất đặc trưng và cũng là điều cơ bản trong nguyên lý làm việc của tụ điện. Nhờ tính chất này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều. Nếu điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt. Đây là nguyên lý nạp xả của tụ điện khá phổ biến.

Tụ điện gốm: loại tụ điện này sẽ được bao bọc bằng một lớp vỏ ceramic, vỏ ngoài của tụ thường bọc keo hay dán màu. Các loại gốm thường được sử dụng trong loại tụ này bao gồm COG, X7R, Z5U,…

Tụ gốm đa lớp: đây là loại tụ điện có nhiều lớp cách điện bằng gốm, thường đáp ứng trong các ứng dụng cao tần và điện áp sẽ cao hơn tu gốm thông thường khoảng 4-5 lần.

Tụ giấy: là loại tụ điện có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc cách nhau bằng một lớp giấy tẩm dầu cách điện làm dung môi.

Tụ mica màng mỏng: cấu tạo giữa các lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có màng mỏng (thin film) như Mylar, Polycarbonat, Polyeste, Polystyren (ổn định nhiệt 150 ppm/C)

Tụ bạc – mica: là loại tụ điện mica với bản cực bằng bạc và khá nặng, điện dung của loại tụ này từ vài pF cho đến vài nF. Độ ồn nhiệt thấp và thường được sử dung cho các mạch điện cao tần.

Tụ hóa: là tụ có phân cực (-) (+) và luôn có hình trụ, trên thân tụ sẽ thể hiện giá trị điện dung và thường ở mức 0,47µF đến 4700µF.

Tụ xoay: loại tụ này thường được ứng dụng trong việc xoay hay thay đổi giá trị điện dung.

Tụ lithium ion: có khả năng tích điện một chiều.

Hầu hết tụ hóa là tụ điện phân cực, tức là nó có cực xác định. Khi đấu nối phải đúng cực âm – dương.

Thường trên tụ có kích thước đủ lớn thì cực âm phân biệt bằng dấu – trên vạch màu sáng dọc theo thân tụ, khi tụ mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương.

Các tụ cỡ nhỏ, tụ dành cho hàn dán SMD thì đánh dấu+ ở cực dương để đảm bảo tính rõ ràng.

Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF – 4.700μF, thường dùng trong các mạch tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn.

Tụ điện không phân cực thì không xác định cực dương âm, như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica,… Các tụ có trị số điện dung nhỏ hơn 1 μF thường được sử dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu. Các tụ cỡ lớn, từ một vài μF đến cỡ Fara thì dùng trong điện dân dụng (tụ quạt, mô tơ,…) hay dàn tụ bù pha cho lưới điện. Một số tụ hóa không phân cực cũng được chế tạo.

Tụ điện có trị số biến đổi, hay còn gọi tụ xoay (cách gọi theo cấu tạo), là tụ có thể thay đổi giá trị điện dung. Tụ này thường được sử dụng trong kỹ thuật Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài (kênh tần số).

Đó là các tụ có mật độ năng lượng cực cao (supercapacitor) như Tụ điện Li ion (tụ LIC), là tụ phân cực và dùng cho tích điện một chiều. Chúng có thể trữ điện năng cho vài tháng, cấp nguồn thay các pin lưu dữ liệu trong các máy điện tử. Khả năng phóng nạp nhanh và chứa nhiều năng lượng hứa hẹn ứng dụng tụ này trong giao thông để khai thác lại năng lượng hãm phanh (thắng), cung cấp năng lượng đỉnh đột xuất cho ô tô điện, tàu điện, tàu hỏa nhanh,…

Tụ điện MIS: tụ điện được chế tạo theo công nghệ bán dẫn, gồm 3 lớp kim loại – điện môi – chất bán dẫn (metal-isolator-semiconductor), trong đó điện môi là polyme.

Tụ điện trench

Tụ điện gốm (Ceramic): tụ có điện môi chế tạo theo công nghệ gốm.

Tụ điện màng (film): tụ có điện môi là màng plastic (plastic film).

Tụ điện mica: tụ có điện môi là mica (một loại khoáng vật có trong tự nhiên, bóc được thành lá mỏng. Nó khác với tấm polyme quen gọi là mica). Tụ này ổn định cao, tổn hao thấp và thường dùng trong mạch cộng hưởng tần cao.

Tụ hóa: hay tụ điện điện phân (electrolytic capacitor), dùng chất điện phân phù hợp với kim loại dùng làm anode để tạo ra cathode, nhằm đạt được lớp điện môi mỏng và điện dung cao.

Tụ polyme, tụ OS-CON: dùng điện phân là polyme dẫn điện.

Siêu tụ điện (Supercapacitor, Electric double-layer capacitor – EDLS)

Siêu tụ điện Nanoionic: chế tạo theo công nghệ lớp kép nano để đạt mật độ điện dung cực cao.

Siêu tụ điện Li ion (LIC): chế tạo theo công nghệ lớp kép lai để đạt mật độ điện dung siêu cao.

Tụ điện vacuum: điện môi chân không.

Tụ điện biến đổi: tụ thay đổi được điện dung.

Tụ điện tuning: tụ thay đổi dải rộng dùng trong mạch điều hưởng

Tụ điện trim: tụ thay đổi dải hẹp để vi chỉnh

Tụ điện vacuum biến đổi (đã lỗi thời).

Tụ điện ứng dụng đặc biệt:

Tụ điện filter: tụ lọc nhiễu, có một cực là vỏ nối mát, cực còn lại có dạng trụ 2 đầu nối.

Tụ điện motor: tụ dùng để khởi động và tạo từ trường xoay cho motor.

Tụ điện photoflash: tụ dùng cho đèn flash như đèn flash máy ảnh, cần đến phóng điện nhanh.

Dãy tụ điện (network, array): các tụ được nối sẵn thành mảng.

Varicap: điốt bán dẫn làm việc ở chế độ biến dung.

Ngoài ra là các tham số tinh tế, dành cho người thiết kế hay sửa chữa thiết bị chính xác cao: Hệ số biến đổi điện dung theo nhiệt độ, độ trôi điện dung theo thời gian, độ rò điện, dải tần số làm việc, tổn hao điện môi, tiếng ồn,… và thường được nêu trong Catalog của linh kiện.

Vật thể nói chung đều có khả năng tích điện, và khả năng này đặc trưng bởi điện dung C xác định tổng quát qua điện lượng theo biểu thức:

C: điện dung, có đơn vị là farad;

Q: điện lượng, có đơn vị là coulomb, là độ lớn điện tích được tích tụ ở vật thể;

U: điện áp, có đơn vị là voltage, là điện áp ở vật thể khi tích điện.

Trong tụ điện thì điện dung phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức:

Đơn vị của đại lượng điện dung là Fara [F]. Trong thực tế đơn vị Fara là trị số rất lớn, do đó thường dùng các đơn vị đo nhỏ hơn như micro Fara (1µF=10 −6F), nano Fara (1nF=10 −9F), picoFara (1pF=10 −12 F).

Tụ điện được đặc trưng bới thông số điện áp làm việc cao nhất và được ghi rõ trên tụ nếu có kích thước đủ lớn. Đó là giá trị điện áp thường trực rơi trên tụ điện mà nó chịu đựng được. Giá trị điện áp tức thời có thể cao hơn điện áp này một chút, nhưng nếu quá cao, ví dụ bằng 200% định mức, thì lớp điện môi có thể bị đánh thủng, gây chập tụ.

Trước đây giá thành sản xuất tụ điện cao, nên tụ có khá nhiều mức điện áp làm việc: 5V, 10V, 12V, 16V, 24V, 25V, 35V, 42V, 47V, 56V, 100V, 110V, 160V, 180V, 250V, 280V, 300V, 400V…

Ngày nay các dây chuyền lớn sản xuất và cho ra ít cấp điện áp hơn thế:

Tụ hoá: 16V, 25V, 35V, 63V, 100V, 150V, 250V, 400V.

Tụ khác: 63V, 250V, 630V, 1KV.

Các tụ đặc chủng có mức điện áp cao hơn, như 1.5 kV, 4 kV,… và tuỳ vào hãng sản xuất.

Khi thiết kế hoặc sửa chữa mạch, phải chọn tụ có điện áp làm việc cao hơn điện áp mạch cỡ 30% trở lên. Ví dụ trong mạch lọc nguồn 12V thì chọn tụ hóa 16V, chứ không dùng tụ có điện áp làm việc đúng 12V.

Nhiệt độ làm việc của tụ điện thường được hiểu là nhiệt độ ở vùng đặt tụ điện khi mạch điện hoạt động. Tụ điện phải được chọn với nhiệt độ làm việc cao nhất cao hơn nhiệt độ này.

Thông thường nhiệt độ được thiết lập do tiêu tán điện năng biến thành nhiệt của mạch, cộng với nhiệt do môi trường ngoài truyền vào nếu nhiệt độ môi trường cao hơn.

Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: U tđ = U1 + U2 + U3

Lưu ý: mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ như sơ đồ dưới:

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại C = C1 + C2 + C3

Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất.

Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

Từ phân loại và nguyên lý hoạt động của các loại tụ điện để được áp dụng vào từng công trình điện riêng, hay nói cách khác nó có nhiều công dung, nhưng có 4 công dụng chính đó là:

Khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả là tác dụng được biết đến nhiều nhất. Nó giống công dụng lưu trữ như ắc-qui. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ điện là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.

Công dụng tụ điện tiếp theo là cho phép điện áp xoay chiều đi qua, giúp tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ càng lớn) thì dung kháng càng nhỏ. Hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.

Với nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho phép điện áp xoay chiều lưu thông giúp truyền tí hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch điện thế.

Công dụng nổi bật thứ 4 là tụ điện có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.

Ứng dụng của tụ điện được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện và điện tử.

Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi bởi tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuyếch đại được sử dụng

Tụ điện có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử

Trong các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ điện dùng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,…

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng

Xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,…

Hiện nay, hầu hết các sản phẩm bếp từ đều được trang bị một tụ điện. Nó không chỉ là một trong năm linh kiện quan trọng nhất trong mỗi thiết bị điện từ. Mà còn là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của bếp từ.

Các bạn lưu ý giúp mình đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên mình không kinh doanh mặt hàng này. Xin cám ơn !