Tìm hiểu về tụ điện, một linh kiện cơ bản trong kỹ thuật điện tử

Với bài viết trước tôi đã nói về điện trở, một linh kiện không thể thiếu trong mạch điện. Nay tôi sẽ hướng dẫn các bạn thêm một linh kiện cơ bản khác có vai trò quan trọng không kém gì về điện trở đó là Tụ Điện. Tụ điện được ký hiệu

Cấu tạo:
- Tụ thường(tụ không phân cực):

- Về cấu tạo, tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện gọi là chất điện môi. Tên của tụ được đặt theo tên chất điện môi như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ dầu,...

- Giá trị của tụ thường có điện dung từ 1.8pf tới 1uf(microfara), khi giá trị điện dung lớn hơn thì kích thước của tụ khá lớn nên khi đó chế tạo loại phân cực tính sẽ giảm được kích thước đi một cách đáng kể.
- Tụ Điện Phân

Cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ một màng mỏng chất điện phân, khi có điện áp tác động lên hai điện cực sẽ xuất hiện một màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như lớp điện môi.

Lớp điện môi càng mỏng kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung càng lớn. Đây là loại tụ có cực tính được xác định và đánh dấu trên thân tụ, nếu nối ngược cực tính lớp điện môi có thể bị phá hủy và làm hỏng tụ(nổ tụ). Tụ điện phân dễ bị rò điện do lượng điện còn dư.

- Tụ hóa có cấu tạo đặc biệt, vỏ ngoài bằng nhôm làm cực âm, bên trong vỏ nhôm có thoải kim loại (đồng hoặc nhôm) làm cực dương. Giữa cực dương và cực âm là chất điện phân bằng hóa chất (thường là Axitboric) nên gọi là tụ hóa.
- Cách ghi và đọc tham số trên tụ điện
       + Các tham số ghi trên thân tụ điện gồm điện dung ( có kèm theo dung sai ), điện áp làm việc, và có thể cả dải nhiệt độ làm việc và hệ số nhiệt TCC.
 a) Cách ghi này áp dụng cho tụ có kích thước lớn như tụ hóa, tụ mica


ví dụ:
Trên hình bên ghi 1000micro fara. 25v có nghĩa là tụ điện có điện dung 1000micro fara, điện áp một chiều lớn nhất mà tụ chịu được là 25v.





b) Cách ghi theo quy ước
  Cách ghi này dùng cho tụ có kích thước nhỏ, gồm các số và chữ với một số kiểu quy ước như sau:
Với loại tụ ký hiệu bằng 3 chữ số và một chữ cái.
+ Đơn vị là pF
+ Chữ số cuối cùng chỉ số số 0 thêm vào
+ Chữ cái chỉ dung sai

Ví dụ: Tụ trong hình tụ gốm có trị số điện dung là 15*104pF = 150nF

   

Trong hình tụ mica có trị số điện dung là 100pF, sai số (+-10%), điện áp chịu đựng là 300VDC.                                    

Trong kỹ thuật điện tử thông thường tụ điện thường có dung sai từ (+-5%) đến (+-20%).

Ghi theo quy ước vạch màu hoặc chấm màu.(gần giống như điện trở)

 Loại 4 vạch màu

Vạch 1, 2 là số thực có nghĩa

Vạch 3 là chỉ số số 0 thêm vào (với đơn vị pF)

Vạch 4 chỉ điện áp làm việc

Loại 5 vạch màu

Vạch 1, 2 là số thực có nghĩa

Vạch 3 là chỉ số 0 thêm vào (với đơn vị pF)

Vạch 4 chỉ dung sai

Vạch 5 chỉ điện áp làm việc

Tương tự như điện trở, tụ điện chỉ được sản xuất với các trị số điện dung tiêu chuẩn với các số thứ nhất và thứ 2 như sau:

Do vậy để có trị số điện dung mong muốn cần mắc tụ theo kiểu nối tiếp, song song hay hỗn hợp.

- Các kiểu ghép tụ

a. Tụ điện ghép nối tiếp

Khi ghép các tụ nối tiếp ta sẽ có trị số điện dung và điện áp làm việc của tụ tương đương như sau: 

Ta có công thức: (1/C3)=(1/C1)+(1/C2)

                            U = U1+U2

+ Tụ ghép nối tiếp sẽ làm điện áp tăng điện áp làm việc nhưng làm giảm tri số điện dung.

Chú ý: Khi nối tiếp tụ hóa cần chú ý tới chiều của tụ điện cực âm trước rồi tới cực dương tụ sau.

b. Tụ điện mắc song song

Công thức tính điện dung và điện áp làm việc của tụ tương đương như sau:

                                                C3 = C1+C2

                                                U=min.(U1.U2)

C. Ứng dụng của tụ điện

-  Tụ điện được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực kĩ thuật điện và điện tử.

- Cho điện áp xoay chiều đi qua, ngăn điện áp một chiều lại.

- Lọc điện áp xoay chiều sau khi được chỉnh lưu, thành điện áp một chiều bằng phẳng.

D. Các thông số cần quan tâm tới tụ điện.

-  Tụ điện chỉ ghi điện dung(F) và điện áp(U) không có giá trị dòng điện (I): là vì dung kháng của tụ phụ thuộc vào tận số. mà dòng DC thì tần số bằng 0 suy ra dung kháng sẽ bằng vô cực nên dòng qua tụ sẽ rất nhỏ nên không ảnh hưởng tới tụ.

-  Độ chính xác: Khi thiết kế, sửa chữa mạch ta cần chú ý tới trị số của tụ điện, độ chính xác càng cao thì mức độ thành công càng lớn.

- Điện áp hoạt động: khi thiết kế, sửa chữa phải chú ý tới điện áp hoạt động của tụ điện nguồn cấp cho tụ để thay thế cho hợp lý.

TỔNG KẾT

- Tụ điện là một linh kiện cơ bản trong mọi mạch điện tử. Muốn nắm vững về tụ điện phải chú ý tới những vấn đề sau:

+ Vai trò, cấu tạo, ứng dụng của tụ điện.

+ Nhận diện và phân loại được tụ điện ngoài thực tế

+ Hiểu được giá trị ghi trên tụ điện

 HTQ ELECTRIC. LUYỆN TẬP TẠO NÊN SỰ HOÀN HẢO