Khái niệm tụ điện, cấu tạo và phân loại của tụ điện

5
/
5
(
1
bầu chọn
)

Tụ điện là một linh kiện điện tử quen thuộc và phổ biến. Chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy tụ điện ở hầu hết các board mạch điện tử hiện nay. Chúng được sử dụng rất nhiều tại các ngành công nghiệp chuyên sản xuất và chế tạo điện tử. Đồng thời trong lĩnh vực giáo dục thì nó cũng được nhắc đến rất nhiều. Đây chính là lý do vì sao mà tụ điện được rất nhiều người quan tâm và tìm kiếm các thông tin về nó. Trong bài viết này chúng tôi sẽ chia sẻ kiến thức về tụ điện là gì? Có cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng như thế nào cũng như nhiều những thông tin liên quan khác để các bạn tham khảo. là một linh phụ kiện điện tử quen thuộc và thông dụng. Chúng ta hoàn toàn có thể thuận tiện tìm thấy tụ điện ở hầu hết những board mạch điện tử lúc bấy giờ. Chúng được sử dụng rất nhiều tại những ngành công nghiệp chuyên sản xuất và sản xuất điện tử. Đồng thời trong nghành giáo dục thì nó cũng được nhắc đến rất nhiều. Đây chính là nguyên do vì sao mà tụ điện được rất nhiều người chăm sóc và tìm kiếm những thông tin về nó. Trong bài viết này chúng tôi sẽ san sẻ kiến thức và kỹ năng về tụ điện là gì ? Có cấu trúc, nguyên tắc và ứng dụng như thế nào cũng như nhiều những thông tin tương quan khác để những bạn tìm hiểu thêm .

Tụ điện là gì?

Tụ điện là tên gọi của một linh phụ kiện điện tử thụ động, được tạo bởi hai mặt phẳng dẫn điện ở giữa được ngăn cách bởi điện môi. Khi xảy ra hiện tượng kỳ lạ chênh lệch điện thế giữa hai mặt phẳng thì tại những mặt phẳng sẽ Open điện tích có cùng điện lượng nhưng lại trái dấu nhau .

Việc tích tụ điện tích tại hai mặt phẳng giúp tạo ra năng lực tích trữ nguồn năng lượng điện trường của tụ điện. Khi có sự chênh lệch điện thế trên 2 mặt phẳng tức là có dòng điện xoay chiều đi qua. Điều này làm cho sự tích lũy điện bị chậm pha hơn so với điện áp dẫn đến sản sinh ra trở kháng của tụ điện tại mạch xoay chiều .
Tụ điện có năng lực tàng trữ nguồn năng lượng điện tựa như như bình ắc quy. Tuy nhiên có cách hoạt động giải trí trọn vẹn độc lạ so với bình ắc quy. Tụ điện trọn vẹn không có năng lực sản sinh ra electron như bình ắc quy nó chỉ có năng lực tàng trữ chúng. Đồng thời năng lực nạp xả của tụ điện cũng nhanh hơn ắc quy .
Ký hiệu của tụ điện trong vật lý là “ C ” – Chữ cái đầu của Capacitor. Đơn vị tính của nó là F ( Farada ) .

Cấu tạo của tụ điện 

Một tụ điện thường thì sẽ được cấu trúc gồm những phần như sau :

• Tụ điện có tối thiểu là hai dây dẫn điện thường được sản xuất ở dạng tấm sắt kẽm kim loại. Hai mặt phẳng này sẽ được lắp tuy nhiên với nhau và giữa chúng có một lớp điện môi .
• Điện môi được sử để làm tụ điện là những vật liệu không dẫn điện như : Giấy, gốm, thủy tinh, mica, giấy tẩm hóa chất, không khí, màng nhựa …. Các chất điện môi này không dẫn điện nên sẽ làm tăng năng lực tích trữ nguồn năng lượng điện của tụ điện .

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Nguyên lý hoạt động giải trí của tụ điện dựa trên hai nguyên tắc đó là nguyên tắc phóng nạp và nguyên tắc xả nạp. Cụ thể như sau :

• Nguyên lý phóng nạp : Nguyên lý này được hiểu là năng lực tích trữ nguồn năng lượng điện của tụ điện giống như một chiếc bình ắc quy cỡ nhỏ dưới dạng nguồn năng lượng là điện trường. Nó có năng lực tàng trữ hiệu suất cao những electron và hoàn toàn có thể phóng ra những điện tích này để sản sinh ra dòng điện. Tuy nhiên nó lại không hề tự sản sinh ra được những điện tích electron. Đây chính là điểm độc lạ lớn nhất của tụ điện và bình ắc quy .
• Nguyên lý xả nạp : Nguyên lý xả nạp của tụ điện cũng chính là đặc thù đặc trưng và cơ bản nhất trong nguyên tắc thao tác của linh phụ kiện điện tử thụ động này. Nhờ vào đặc thù này mà nó hoàn toàn có thể dẫn được điện xoay chiều. Khi điện áp của 2 bên bản mạch không có sự biến hóa bất ngờ đột ngột mà biến thiên theo thời hạn nếu ta thực thi cắm nạp hoặc triển khai xả sẽ dễ xảy ra hiện tượng kỳ lạ nổ kèm theo tia lửa điện. Sở dĩ điều này xảy ra là do dòng điện tăng vọt bất thần .

Những thông số quan trọng của tụ điện

Việc nắm được những thông số kỹ thuật của tụ điện vô cùng quan trọng. Để hoàn toàn có thể kiểm tra, thay thế sửa chữa tụ điện trong những thiết bị tất cả chúng ta buộc phải hiểu rõ về những chỉ số của nó. Những chỉ số cần nắm được của tụ điện hoàn toàn có thể kể đến như : Độ trôi điện dung theo thời hạn, thông số đổi khác điện dung theo nhiệt độ, tổn hao điện môi, dải tần số thao tác, độ ồn … Cụ thể thông tin về từng thông số kỹ thuật này như sau :

Chỉ số điện dung

Mọi vật thể nhìn chung đều có năng lực tích điện. Đây là năng lực đặc trưng của điện dung C. Được xác lập tổng quát trải qua điện lượng theo biểu thức sau :

Trong đó :

• C : Là ký hiệu của điện dung và được tính bằng đơn vị chức năng là F ( fara )
• Q. : Là ký hiệu của điện lượng và được tính bằng đơn vị chức năng là Coulomb. Đây chính là độ lớn điện tích đã tích tụ được ở vật thể .
• U : Là ký hiệu của điện áp và có đơn vị chức năng tính là Voltage. Đây chính là điện áp của vật thể khi tích điện .

Tương tự như vậy tụ điện cũng có chỉ số điện dung. Điện dung của tụ điện sẽ phụ thuộc vào vào diện tích quy hoạnh của bản cực và vật liệu được sử dụng để làm điện môi cùng khoảng cách của hai bản cực. Dựa vào công thức điện dung ở trên tất cả chúng ta có công thức điện dung của tụ điện như sau :

Trong đó :

• C : Là ký hiệu điện dung và có đơn vị chức năng tính là fara [ F ]

• εr: Là ký hiệu hằng số điện môi hay còn được gọi là điện thẩm tương đối ( khi so với chân không ) của lớp cách điện

• ε0: Là ký hiệu của hằng số điện thẩm ( ε0≈ 1 ÷ ( 9 * 109* 4 * π ) ≈ 8.854187817 * 10- 12) ;

• d : Là ký hiệu độ dày của lớp cách điện ;
• S : Là ký hiệu diện tích quy hoạnh bản cực của tụ điện .

Lưu ý :

• Đơn vị đại lượng điện dung là F ( farada ). Trong trong thực tiễn thì đơn vị chức năng này là trị số lớn. Chính thế cho nên người ta thường dùng những đơn bị nhơn như : Micro fara hoặc nano Fara hoặc picoFara .
• Chỉ số điện dung của nhiều loại tụ điện bị giảm đi theo thời hạn là do sự lão hóa của vật tư Những tụ điện hóa thường có mức độ giảm điện dung lớn nhất. Khi điện dung bị giảm xuống thấp sẽ được gọi là “ già cỗi ”. Điều này sẽ dẫn đến thực trạng xô lệch những hoạt động giải trí của mạch điện tử .

Điện áp làm việc

Tụ điện có đặc trưng là sở hữu thông số điện áp làm việc cao nhất. Thông số này thường được ghi rõ trên tụ nếu tụ điện có kích thước đủ lớn. Đây là giá trị điện áp thường trực và tụ điện có thể chịu được. Giá trị điện áp tức thời của tụ thường sẽ cao hơn giá trị được ghi này một chút. Tuy nhiên trong trường hợp điện áp tăng quá cao (ví dụ tăng lên bằng 200% định mức) thì lớp điện môi của tụ điện sẽ bị đánh thủng và dẫn đến hiện tượng chập tụ. 

Trước đây do giá tiền sản xuất của tụ điện tương đối cao nên tụ điện được chia làm nhiều mức điện áp thao tác khác nhau từ 5V, 12V, 16V … 100V, 110V, 160V … 300V, 400V …
Ngày nay với mạng lưới hệ thống dây chuyền sản xuất sản xuất lớn nên những cấp điện áp được cho ra ít hơn. Cụ thể như sau :

• Tụ hóa : 16V, 25V, 35V, 63V, 100V, 150V, 250V, 400V .
• Tụ khác : 63V, 250V, 630V, 1KV .
• Các tụ điện đặc chủng có mức điện áp cao hơn, hoàn toàn có thể kể đến như : 1.5 kV, 4 kV, …
• Ngoài ra thì tùy vào hãng sản xuất mà tụ sẽ có những dải điện áp khác nhau

Lưu ý : Khi những bạn phong cách thiết kế hoặc triển khai thay thế sửa chữa mạch những bạn phải chọn tụ điện có điện áp thao tác sao cho cao hơn điện áp của mạch cỡ 30 % trở lên. Ví dụ như trong mạch lọc nguồn 12V thì những bạn nên chọn tụ hóa 16V chứ không chọn tụ có điện áp thao tác vừa đúng là 12V .

Nhiệt độ làm việc 

Nhiệt độ của tụ điện hiểu một cách đơn thuần là nhiệt độ ở vùng đặt tụ điện khi mạch điện thao tác. Tụ điện được chọn để lắp ráp cho mạch phải có nhiệt độ thao tác cao hơn mức nhiệt độ của mạch khi hoạt động giải trí .
Thông thường nhiệt độ là do điện năng bị tiêu tốn và biến thành nhiệt độ của mạch. Có thể có cả nhiệt của thiên nhiên và môi trường bên ngoài truyền vào mạch nếu như nhiệt độ của môi trường tự nhiên cao hơn .
Đối với những tụ điện có mức rò điện cao sẽ xảy ra hiện tượng kỳ lạ tiêu tán điện năng và biến thành nhiệt bên trong tụ điện. Điều này sẽ khiến cho nhiệt độ của tụ điện cao lơm nhiệt độ thiên nhiên và môi trường xung quanh. Những hiện tượng kỳ lạ hư hỏng hay nổ tụ thường tương quan đến hiện tượng kỳ lạ này. Ở những tụ hóa thường rò điện ohmi, còn so với những tụ cao tần thì rò dòng điện xoáy .

Các loại tụ điện phổ biến hiện nay

Hiện nay trên thị trường có nhiều cách phân loại và nhiều loại tụ điện khác nhau. Trong phần này chúng tôi sẽ san sẻ 1 số ít loại tụ điện thông dụng trên thị trường lúc bấy giờ để những bạn tìm hiểu thêm .

Tụ điện phân cực

Tụ điện phân cực là loại tụ điện mà cực được phân loại một cách rõ ràng. Loại tụ điện này thường được sử dụng cho những mạch lọc nguồn hoặc trong những mạch có tần số thao tác thấp … Trong quy trình thực thi đấu nối tụ điện phân cực tất cả chúng ta cần phải bảo vệ sao cho những cực của tụ được nối đúng. Để xác lập cực của loại tụ này những bạn thực thi như sau :

• Đối với những tụ điện có kích cỡ lớn : Các bạn quan sát thân tụ sẽ thấy một ký hiệu hình đâu “ – ” trên nền của vạch sáng màu dọc theo thân tụ. Đây chính là cực âm của tụ điện. Trong trường hợp là tụ mới trọn vẹn chưa cắt chân thì ta hoàn toàn có thể phân biệt 2 cực âm khí và dương khí của tụ bằng cách so sánh độ dài của 2 chân. Chân nào của tụ dài hơn thì chân đó là cực dương và ngược lại chân ngắn hơn là cực âm .
• Đối với tụ điện có kích cỡ nhỏ : Nhà sản xuất xẽ dùng dấu cộng ( + ) để lưu lại cực dương. Các bạn chỉ cần quan sát kỹ là hoàn toàn có thể phân biệt được những cực của tụ. Các tụ điện phân cực loại nhỏ này được sản xuất để dành riêng cho việc hàn dán SMD

Tụ không phân cực

Tụ không phân cực là loại tụ điện không được phân loại cực âm dương. Chúng ta không hề xác lập được cực dương và cực âm của nó khi lắp ráp. Loại tụ điện này được sản xuất để sử dụng cho những mạch điện có tần số cao hay những mạch lọc nhiễu. Với những tụ điện không phân cực cỡ lớn thường được sử dụng cho mô tơ, tụ quạt …

Siêu tụ điện 

Siêu tụ điện chính là những tụ điện phân cực chiếm hữu tỷ lệ nguồn năng lượng cao và được dùng cho tích điện một chiều. Điển điển hình nổi bật của loại tụ điện này đó là nó hoàn toàn có thể thay thế sửa chữa được những pin lưu dữ liệu phân phối nguồn nguồn năng lượng cho những máy điện tử. Sở dĩ nó có năng lực này là nhờ vào việc nó chiếm hữu năng lực tàng trữ điện trong khoảng chừng thời hạn dài lên tới vài tháng .
Siêu tụ điện được sử dụng phổ cập cho những phương tiện đi lại giao thông vận tải. Người ta sử dụng chúng để khai thác nguồn năng lượng hãm phanh và để phân phối nguồn năng lượng đột xuất cho xe hơi điện, tàu điện …

Tụ điện có trị số biến đổi 

Tụ điện có trị số đổi khác hay còn được gọi với tên gọi khác là tụ điện xoay ( tên gọi này được đặt dựa trên cấu trúc của nó ). Loại tụ điện này chiếm hữu năng lực biến hóa chỉ số điện dung. Tụ điện xoay thường được ứng dụng cho Radio để làm biến hóa tần số cộng hưởng nhằm mục đích giúp người sử dụng hoàn toàn có thể dò tìm được những kênh .

Công dụng của tụ điện

Tùy thuộc vào nguyên tắc hoạt động giải trí và đặc thù của từng loại tụ điện mà tụ điện có những tác dụng khác nhau. Tuy nhiên có 4 tác dụng chính của tụ điện đó là :

• Tụ điện có năng lực tàng trữ điện tích, nguồn năng lượng điện một cách hiệu suất cao. Đây là công dụng được nhiều người biết đến nhất. Nhờ chiếm hữu hiệu quả này mà tụ điện được ví như một bình ắc quy thu nhỏ. Đặc biệt là trong quy trình tàng trữ điện tụ điện sẽ không bị tiêu tốn nguồn năng lượng .
• Công dụng tiếp theo của tụ điện đó là nó được cho phép điện áp xoay chiều hoàn toàn có thể đi qua. Điều này giúp cho nó hoàn toàn có thể dẫn điện giống như một điện trở đa năng. Đặc biệt là khi tần số của điện xoay chiều càng lớn ( điện dung của tụ càng lớn ) thì dung kháng sẽ càng nhỏ. Điều này tương hỗ đắc lực cho việc điện áp lưu thông qua tụ điện .
• Tụ điện có nguyên tắc hoạt động giải trí đặc biệt quan trọng đó là nạp xả mưu trí. Nó chặn lại điện áp 1 chiều và được cho phép điện áp xoay chiều hoàn toàn có thể lưu thông. Điều này giúp cho tụ điện có năng lực truyền tín hiệu giữa những tầng khuếch đại có sự chênh lệch về điện thế ?
• Công dụng điển hình nổi bật thứ 4 của tụ điện là hoàn toàn có thể lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng việc vô hiệu đi pha âm .

Ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống

Hiện nay tụ điện được ứng dụng rất nhiều trong những trang thiết bị điện điện tử của công nghiệp và trong thực tiễn đời sống. Đây là một linh phụ kiện điện tử không hề sửa chữa thay thế được. Trong mỗi mạch điện, tụ điện sẽ có một tác dụng nhất định như lọc nhiễu, truyền dẫn tín hiệu, tạo giao động, lọc nguồn … Cụ thể những ứng dụng của tụ điện như sau :

Ứng dụng trong mạch lọc nguồn

Trong những mạch lọc nguồn, tụ điện hóa được dùng để lọc điện áp một chiều sau khi đã triển khai chỉnh lưu được phẳng phiu để cung ứng cho tải tiêu thụ. Chúng ta hoàn toàn có thể thuận tiện nhận thấy nếu không sử dụng tụ điện thì áp DC sau điốt sẽ là điện áp nhấp nhô. Dưới tính năng của tụ điện, điện áo sẽ được lọc để trở nên tương đối phẳng. Khi sử dụng tụ điện càng lớn thì điện áp DC sẽ càng phẳng .

Ứng dụng trong đời sống

• Tụ điện được sử dụng một cách phổ cập trong kỹ thuật điện và điện tử .
• Ứng dụng trong mạng lưới hệ thống âm thanh của xe xe hơi. Cụ thể là tụ điện sẽ tàng trữ nguồn năng lượng cho bộ khuếch đại
• Tụ điện được ứng dụng để kiến thiết xây dựng những bộ nhớ kỹ thuật số động cho những chiếc máy tính nhị phân sử dụng những ống điện tử
• Tụ điện được sử dụng cho những sản xuất đặc biệt quan trọng tương quan đến quân sự chiến lược. Lúc này tụ điện được dùng cho : Máy phát điện, radar, làm thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân, …
• Ngoài ra thì tụ điện còn được ứng dụng trong khởi động động cơ, giải quyết và xử lý tín hiệu, mạch kiểm soát và điều chỉnh, …

Cách đo tụ điện chuẩn

Để hoàn toàn có thể biết được tụ điện có còn sống hay không tất cả chúng ta cần phải thực thi giám sát những những chỉ số của tụ điện. Trong phần này của bài viết chúng tôi sẽ hướng dẫn những bạn những những để đo tụ điện đơn thuần và nhanh gọn nhất .

Cách xả điện có trong tụ điện

Dù tất cả chúng ta sử dụng bất kể dụng cụ thống kê giám sát nào để do tụ điện thì bước tiên phong tất cả chúng ta cần phải triển khai đó là xả điện có trong tụ điện. Do đó, trước khi đi vào hướng dẫn những bạn cách đo tụ điện chúng tôi sẽ hướng dẫn những bạn cách xả điện ở tụ đúng cách .
Cách xả điện đơn thuần và thuận tiện nhất nhất đó chính là dùng bóng đèn tròn 120V. Các bạn triển khai chạm hai chân của tụ điện vào đui của bóng đèn để xả điện. Khi làm như vậy điện có bên trong tụ điện sẽ bị tiêu tốn hết .
Lưu ý :

• Trong quy trình thực thi xả điện những bạn tuyệt đối không được để cho hai chân của tụ điện chạm vào nhau .
• Đồng thời không được chạm tay trần vào đầu của tụ điện khi điện có trong tụ chưa được xả hết điện .

Đo tụ điện bằng đồng hồ kim vạn năng:

Sử dụng đồng hồ đeo tay kim vạn năng để đo tụ điện là cách đo vô cùng phổ cập. Cách này được rất nhiều thợ thay thế sửa chữa điện lựa chọn sử dụng. Chi tiết những bước do tụ điện bằng đồng hồ đeo tay vạn năng như sau :
Bước 1 : Thực hiện xả hết điện có bên trong tụ điện như cách ở phía trên chúng tôi đã hướng dẫn .
Bước 2 : Thực hiện kiểm soát và điều chỉnh đồng hồ đeo tay kim vạn năng về chính sách Ohm .
Bước 3 : Tiến hành để hai que đo của đồng hồ đeo tay chạm vào hai cực của tụ điện .
Bước 4 : Cuối cùng những bạn đọc hiệu quả hiển thị trên đồng hồ đeo tay .

• Nếu như những bạn thầy kim của đồng hồ đeo tay chỉ về mức thấp nhất có nghĩa là tụ đã bị ngắt mạch .
• Nếu quan sát thấy kim đồng hồ đeo tay có sự di dời từ thấp đến cao dần và sau cuối nó dừng lại ở vô hạn thì có nghĩa là tụ điện vẫn đang ở trạng thái tốt .
• Nếu như kim đồng hồ đeo tay không có bất kể sự di dời thì tụ điện của bạn đang bị hở .

Đo tụ điện bằng đồng hồ số vạn năng:

Cách đo tụ điện thứ 2 mà chúng tôi muốn san sẻ với những bạn đó là sử dụng đồng hồ đeo tay vạn năng để đo. Chúng ta sẽ sử dụng đồng hồ đeo tay vạn năng với chính sách điện dung để đo tụ điện. Cụ thể cách triển khai như sau :
Bước 1 : Các bạn triển khai điêu chình đồng hồ đeo tay số vạn năng trở lại chính sách điện dung .
Bước 2 : Thực hiện xả tụ điện như cách phía trên chúng tôi đã san sẻ .
Bước 3 : Tiến hành tháo tụ điện khỏi mạch điện và khởi đầu quy trình đo đặc
Bước 4 : Sử dụng đồng hồ đeo tay đã được kiểm soát và điều chỉnh về chính sách diện dung để đo là để 2 que của đồng hồ đeo tay chạm vào 2 đầu cực của tụ điện cần đo .

• Nếu như chỉ số hiển thị trên đồng hồ đeo tay sau khi đo gần với giá trị thực của tụ thì chứng tỏ tụ điện vẫn còn hoạt động giải trí tốt .
• Trong trường hợp đồng hồ đeo tay số vạn năng không hiển thị số hoặc hiển thị tác dụng thấp hơn nhiều so với giá trị thực của tụ thì đã đến lúc những bạn cần thay tụ mới cho mạch điện .

Trên đây là toàn bộ những thông tin về tụ điện mà Sieusach.info đã tổng hợp lại để chia sẻ với các bạn. Hy vọng qua những thông tin chúng tôi chia sẻ các bạn đã biết được tụ điện là gì có cấu tạo nguyên lý hoạt động như thế nào cũng như những thông tin liên quan đến linh kiện điện tử này.

Xem thêm:

Tôi là Nguyễn Tiến Thành – Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm tay nghề review nhìn nhận những loại thiết bị vệ sinh công nghiệp và những mẹo làm sạch. Hy vọng những san sẻ của tôi sẽ đem lại cho những bạn những thông tin có ích hơn .

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category : Linh Kiện Và Vật Tư