Tụ điện

Tụ điện cơ bản

Nội dung chính

1.      Tụ điện là gì?

2.      Hình dáng thường thấy trong thực tế.

3.      Phân loại.

4.      Cách đọc giá trị.

5.      Các vấn đề thường gặp

1. Tụ điện là gì?

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng cường độ, nhưng trái dấu.

Những định nghĩa thì thật là khó hiểu, một cách đơn giản là linh kiện có khả năng giữa điện và phóng điện

2. Hình dáng thường thấy trong thực tế

Tụ gốm

Tụ hóa

3. Phân loại

Theo tính chất lý hóa và ứng dụng

·         Tụ điện phân cực : là loại tụ điện có hai đầu (-) và (+) rõ ràng, không thể mắc ngược đầu trong mạng điện DC. Chúng thường là tụ hóa học và tụ tantalium.

·         Tụ điện không phân cực : Là tụ không qui định cực tính, đấu nối "thoải mái" vào mạng AC lẫn DC.

·         Tụ điện hạ (thấp) áp và cao áp : Do điện áp làm việc mà có phân biệt "tương đối" này.

·         Tụ lọc (nguồn) và tụ liên lạc (liên tầng) : Tụ điện dùng vào mục tiêu cụ thể thì gọi tên theo ứng dụng, và đây cũng là phân biệt "tương đối".

·         Tụ điện tĩnh và tụ điện động (điều chỉnh được) : Đa số tụ điện có một trị số điện dung "danh định" nhưng cũng có các loại tụ điện cần điều chỉnh trị số cho phù hợp yêu cầu của mạch điện, như tụ điện trong mạch cộng hưởng hay dao động chẳng hạn.

Theo cấu tạo và dạng thức

·         Tụ điện gốm (tụ đất) : Gọi tên như thế là do chúng được làm bằng ceramic, bên ngoải bọc keo hay nhuộm màu. Gốm điện môi được dùng là COG, X7R, Z5U v.v...

·         Tụ gốm đa lớp Là loại tụ gốm có nhiều lớp bản cực cách điện bằng gốm. Tụ này đáp ứng cao tần và điện áp cao hơn loại tụ gốm "thường" khoảng 4 --> 5 lần.

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

·         Tụ mica màng mỏng : cấu tạo với các lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có cầu tạo màng mỏng (thin film) như Mylar, Polycarbonate, Polyester, Polystyrene (ổn định nhiệt 150 ppm / C).

·         Tụ bạc - mica : là loại tụ điện mica có bàn cực bằng bạc, khá nặng. Điện dung từ vài pF đến vài nF, độ ồn nhiệt rất bé. Tụ này dùng cho cao tần là ... hết biết.

·         Tụ hóa học : Là tụ giấy có dung môi hóa học đặc hiệu --> tạo điện dung cao và rất cao cho tụ điện. Nếu bên ngoài có vỏ nhôm bọc nhựa thì còn gọi là tụ nhôm.

·         Tụ siêu hóa (Super Chimical Capacitance) : dùng dung môi đất hiếm, tụ này nặng hơn tụ nhôm hóa học và có trị số cực lớn, có thể đến hàng Farad. Tụ có thể dùng như một nguồn pin cấp cho vi xử lý hay các mạch đồng hồ (clock) cần cấp điện liên tục.

·         Tụ hóa sinh là Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng trong các thiết bị điện tử di động, dùng lginate trong tảo biển nâu làm nền dung môi --> lượng điện tích trữ siêu lớn và giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc.

·         Tụ tantalium : Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ.

·         Tụ vi chỉnh và tụ xoay : Có loại gốm, loại mica và loại kim loại.

Ở phần 1 cơ bản về tụ điện đã đề cập đến tụ điện là gì, hình dáng tụ trong thực tế và một số cách phân loại. Bạn nào chưa xem có thể xem lại.

Cách đọc giá trị

·         Tụ hoá ( là tụ có hình trụ ) trị số được ghi trực tiếp trên thân . VD : 10 Micro, 100 Micro , 470 micro vv...

·         Tụ giấy và tụ gốm ( hình dẹt ) trị số được ký hiệu trên thân bằng ba số VD : 103J, 223K, 471J vv... Đọc: Hai số đầu giữ nguyên , số thứ 3 tương ứng với số con số 0 thêm vào sau và lấy đơn vị là Pico. VD: 103J sẽ là 10.000 pico. Chữ cái J hay K ở sau cùng là sai số

·         Một cách ghi khác. VD .01J, .22K .Đọc trực tiếp nhưng lấy đơn vị là micro. VD: .01J nghĩa là 0,01 Micro

Các tình huống thường gặp

·         Cốt lõi kiến thức về tụ điện? Với dòng điện 1 chiều thì tụ có giá trị vô cùng. Dòng một chiều không đi qua tụ. Với dòng xoay chiều thì tụ có giá trị trở kháng phụ thuộc vào tần số dòng xoay chiều. Dòng xoay chiều đi qua tụ, trụ như là một điện trở nhưng không tổn hao (lí tưởng).

·         Tôi có thể kiếm được một tụ điện có điện dung tuỳ ý không? Bạn không thể kiếm đựoc một tụ điện với điện dung tuỳ ý, vì tụ điện chỉ có một số giá trị nhất định .VD với tụ giấy và gốm có các loại sau 5pico, 10p, 22p, 33p, 47p, 56p, 68p, 100p, 220p, 1nano, 2,2n; 3,3n ; 4,7n ; 5,6n ; 6,8n ; 10n ; 22n , 33n , 47n, 56n, 68n, 100n, 220n, 470n.Với tụ hoá có các giá trị thông dụng 0,47micro; 1 micro , 2,2 micro ; 3,3 micro ; 4,7 micro ; 5,6 micro ; 10micro, 22micro, 47micro, 100micro, 220micro, 470 micro, 1000micro, 2200micro, 4700micro.

·         Tụ hay bị hỏng ở dạng gì Tụ giấy và tụ gốm hay hỏng ở dạng bị dò hoặc bị chập .Tụ hoá lại hay hỏng ở dạng bị khô (giảm điện dung) hoặc bị nổ do điện áp vượt quá giá trị chiệu đựng.

·         Cách kiểm tra tụ trong mạch? Nếu nghi tụ bị hỏng ta phải hút rỗng một chân ra khỏi mạch hoặc tháo ra ngoài để đo. Với tụ giấy hay tụ gốm thì dùng thang 1K ohm hay 10K ohm để kiểm tra. Tụ tốt là sau khi phóng nạp kim đồng hồ phải trở về vị trí cũ, nếu kim không trở về hoặc lên = 0 ohm là tụ bị dò hoặc chập. Với tụ hoá thì dùng thang 1 ohm hoặc 10 ohm kiểm tra độ phóng nạp và phải so sánh với một tụ cùng trị số điện dung và mới, nếu độ phóng nạp bằng nhau là tụ còn tốt, nếu độ phóng nạp kém tụ mới là tụ bị giảm điện dung.

·         Có thể tạo ra tụ với giá trị tùy ý không Được nhưng bạn cần chú ý về dấu, điện áp định mức và giá trị tính được như sau: Đấu song song hoặc nối tiếp các tụ điện lại với nhau, khi dấu song song thì ta được một tụ có điện dung bằng tổng điện dung các tụ : C = C1 + C2. Khi đấu nối tiếp thì điện dung tương đương sẽ giảm theo công thức C = C1xC2 / ( C1 + C2 )