Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

0
106
basic-structure-of-capacitor

Tụ điện là gì ? Tôi tin rằng bạn đã sử dụng tụ điện trong các mạch điện tử.

Bạn đã hiểu nguyên lý và cách sử dụng nó chưa?

Hãy để tôi giải thích cho bạn tìm hiểu nó nhiều hơn.

Bạn có thể áp dụng chúng. Để phát triển các dự án điện tử Hoặc có thể giải quyết công việc của bạn.

What-is-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nó có những đặc điểm độc đáo sau đây.

  • Lưu trữ dòng điện.
  • Chặn dòng điện một chiều không đi qua nó
  • Cho phép dòng điện xoay chiều chạy qua nó.

Bạn đã sẵn sàng chưa?

Tụ điện là gì?

Tụ điện là một thiết bị điện tử cơ bản để lưu trữ điện tích. Bạn có thể không thấy đủ hình ảnh.

Nhìn vào hình ảnh. Bạn đã từng xem phim chiến tranh Cổ đại chưa?

Hãy tưởng tượng chúng ta có thể so sánh một tụ điện với một lò xo bình thường.

Comparing-of-capacitor-operation-with-normal-spring Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Đầu tiên, một lò xo bị sập. Sau đó, chúng ta kéo căng hoặc kéo lò xo ra. Nó có nghĩa là chúng ta đang tiếp thêm năng lượng.

Nó dự trữ năng lượng từ chúng ta!

Sau đó, chúng tôi đã thả nó ra. Lò xo sẽ ​​xẹp trở lại trạng thái ban đầu. Nó làm cho đá bị đẩy ra.

Vậy thì sao?

Cấu trúc tụ điện cơ bản

Nhìn vào cấu tạo cơ bản của tụ điện dưới đây.

basic-structure-of-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nó bao gồm 2 dây dẫn. Nó được gọi là “Tấm”. Và được ngăn cách bởi “Điện môi”.

Được làm bằng cách điện như giấy, mica, gốm sứ, hoặc không khí, v.v.

Xem lại trong ảnh, đây là một tụ điện cố định.

Chúng ta thường gọi loại tụ điện theo các chất dùng để làm chất điện môi.

Ví dụ, tụ điện gốm cũng sẽ có một chất điện môi là gốm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến điện dung

Biến thể làm cho giá trị của tụ điện lớn hơn hoặc nhỏ hơn, có 3 điều như sau.

Factors-affecting-capacitance Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
  • Trường hợp 1 # Diện tích của các tấm song song với nhau. Tụ điện có diện tích các bản rất nhiều. Vì vậy, nó là lớn hơn điện dung.
  • Trường hợp 2 # Nếu khoảng cách giữa các bản càng lớn thì điện dung càng giảm.
  • Trường hợp 3 # Thay đổi chất điện môi. Nó cũng làm cho điện dung thay đổi.

Chỉ định và giá trị của tụ điện

Giá trị của tụ điện, chúng tôi gọi là điện dung. Đó là khả năng lưu trữ các electron.

Đơn vị tụ điện là Farad. Chúng ta có thể viết tắt: F.

Một tụ điện 1-farad kết nối với nguồn cung cấp 1 volt sẽ lưu trữ 6.280.000.000.000.000.000.000 (6,28 × 10-18) điện tử!

Vì vậy, trong thực tế, 1 farad rất có giá trị. Hầu hết các tụ điện có giá trị nhỏ hơn nhiều.

Chúng ta thường thấy hầu hết các tụ điện:

  • Microfarads (Phần triệu farad) là tụ điện được chỉ định lớn.
  • Picofarads (Trillionths of a farad) là tụ điện được chỉ định nhỏ hơn.

Kết luận:

  • 1- Farad = 1F
  • 1-Microfarad = 1μF = 0,000001F = 1 / 1.000.000F
  • 1-Picofarad = 1pF = 0,000 000 000 001F = 1 / 1,000,000,000,000F 
    hoặc
  • 1-Picofarad = 0,000001 μF = 1 / 1.000.000 μ F

Microfarad = Picofarad / 1.000.000

Farad (F)Microfarad (μF)Picofarad (pF)
0.0011,000 μF1.000.000.000 pF
0.0001100 μF100.000.000 pF
0.0000110 μF10.000.000 pF
0.000001μF1.000.000 pF
0.00000010.1 μF100.000 pF
0.000000010.01 μF10.000 pF
0.0000000010.001 μF1.000 pF

Nguyên lý làm việc của tụ điện

Như trên, chúng ta đã biết tụ điện chạy bằng điện tích và phóng điện. Nhưng một số có thể không hiểu rõ ràng.

Tôi hy vọng bạn nhận được 2 ý tưởng dưới đây.

Sạc một tụ điện

Nó là để lưu trữ điện tử tại một bản của tụ điện. Chúng tôi đã giải thích chi tiết trong sơ đồ dưới đây (B).

Explanation-of-charge-of-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Khi nối một pin với tụ điện. Các điện tử từ cực âm của pin sẽ tập trung tại bản.

Nó gây ra các ion âm. Và, Cũng gửi một điện trường để đẩy electron của tấm đối diện.

Như khi đưa các nam châm có cùng cực lại gần nhau, chúng sẽ đẩy nhau.

Thông thường trong các tấm là các ion + và – trộn lẫn với nhau. Khi các êlectron từ tấm này bị đẩy ra ngoài.

Để lại một ion dương lớn hơn ion âm.

Càng nhiều êlectron bị đẩy ra xa, tấm chỉ càng dương. (So ​​với bên kia)

Lưu ý: Nếu văn bản của tôi không rõ ràng, vui lòng xem trong sơ đồ tốt hơn.

Nếu chúng ta muốn quan sát hoạt động của tụ điện rõ ràng hơn. Chúng ta có một phương pháp đơn giản là sử dụng các điện trở hạn dòng mắc nối tiếp.

Nhìn vào sơ đồ mạch bên dưới.

Notice-charging-of-capacitor-easier-Resistor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bạn có thể làm chậm thời gian sạc. Bằng cách đặt một điện trở giữa tụ điện và một pin 9V.

Và bạn có thể xem biểu đồ thời gian sạc một cách dễ dàng.

Đầu tiên, dòng điện cực đại chạy qua tụ điện và giảm tốc độ về 0. Trong thời gian trễ với giá trị Điện trở và Tụ điện.

Xả một tụ điện

Tụ điện đã được tích điện. Nếu chúng ta chưa kết nối các cực của tụ điện với nhau. Các êlectron vẫn còn trên bản.

Sau đó, nó sẽ dần dần bị rò rỉ qua chất điện môi cho đến khi cả hai bản có điện tích bằng nhau.

Nhưng nếu có ngắn mạch hoặc hoàn toàn mạch giữa các tấm. Như Hình bên dưới.

Explanation-of-the-discharge-of-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Các điện tử sẽ chạy một mạch hoàn chỉnh từ bản âm sang bản dương ngay lập tức. Chúng tôi gọi sự kiện này là “Xả”

Hơn nữa là gì?

Như trên chúng ta thêm điện trở. Tụ điện sẽ phóng điện chậm hơn. Và Xem biểu đồ thời gian xả.

Discharging-capacitor-with-resistor-limitter Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hiệu điện thế của tụ điện sẽ giảm dần đến OV.

Loại tụ điện

Chúng ta thường thấy hai loại tụ điện phổ biến nhất là tụ điện có giá trị cố định và tụ điện biến thiên. Chúng được thảo luận dưới đây.

Tụ điện cố định

Tụ điện cố định được sử dụng ngày nay có nhiều loại. Chúng tôi dán nhãn chúng theo chất điện môi của chúng.

Ví dụ, gốm, mica, mylar, polystyrene, polyester, giấy, chất điện phân, tantali, và nhiều loại khác.

Nhưng đối với tôi chỉ thích sử dụng 3 loại là Electrolytic, Ceramic và Mylar. Bởi vì chúng phù hợp với công việc chung và cũng không tốn kém.

3-most-common-capacitor-types-1 Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Và đây chỉ là hai loại ví dụ, loại điện phân và loại gốm mà thôi.

Tụ điện bằng gốm

Shape-of-Ceramic Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nói chung, nó giống như hình tròn, dẹt, màu cam. Như hình cho thấy.

Hầu hết chúng nhỏ hơn 1 µF.

Và nó sẽ là loại tụ điện không phân cực. (Khi sử dụng, không cần quan tâm đến cực tính nào cả.)

Và, nó có thể chịu được điện áp khoảng 50V – 100V.

Công suất của Tụ gốm mà chúng tôi hiện đang sử dụng là từ 1pF đến 1µF.

Tụ điện

Loại tụ này phải cẩn thận khi sử dụng. Bởi vì có một phân cực rất cụ thể.

Nó sẽ được in để chỉ rõ mặt bên của cơ thể.

Shape-of-Electrolytic-Capacitors Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Không sai phân cực

Nếu nhập điện áp cho tụ điện sai cực tính. Nó sẽ bị thiệt hại ngay lập tức.

Có thể dễ dàng quan sát các đầu cực của loại tụ điện này.

Khi mua hàng từ một cửa hàng, chân dài là tích cực và chân ngắn là tiêu cực.

Thận trọng Điện áp làm việc của tụ điện

Lưu ý đầu tiên: Tất cả các tụ điện đều có định mức điện áp. Hay chúng tôi gọi là điện áp làm việc (WV).

Chúng ta phải cung cấp điện áp cho tụ điện thấp hơn tỷ lệ này.

Cautions-Working-voltage-of-Capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nếu bạn bỏ qua hoặc bỏ qua yêu cầu này. Tôi đã bỏ lỡ điều này.

Tôi không muốn thấy bạn buồn như tôi. Điện áp quá cao có thể giết chết nó.

Trong sử dụng chung, chúng tôi sẽ dự trữ điện áp của tụ điện khoảng 2 lần điện áp hoạt động thực tế.

Ví dụ, tụ điện gốm sẽ có định mức điện áp là 50 vôn (V). Chúng ta phải sử dụng điện áp đầu vào khoảng 25V hoặc thấp hơn.

Tụ điện thay thế

Bạn đã bao giờ đọc các kỹ thuật mua thiết bị điện tử đáng giá chưa?

Chúng ta nên chọn cái có điện áp làm việc cao hơn trước.

Ví dụ:

Giữa các giá trị 50V và 100V. Chúng ta nên chọn 100V. Vì nó có thể được sử dụng để thay thế 50V.

Cảnh báo Điện áp cao trong tụ điện – Tụ điện là gì ?

Giáo sư! có gì đó không ổn.

Nó bắn ra ở đầu của đầu dò thử nghiệm. Trong khi tôi đang đo điện trở trên một nguồn điện PCB.

Chuyện gì đã xảy ra?

Warning-Capacitor-Discharges-High-voltage Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Trong tụ điện lớn có thể sạc điện áp từ 100 đến 200 vôn.

Khi đầu kim loại chạm vào cả hai vật dẫn. Dòng điện cao nhất là ngắn mạch nhanh chóng. Nó có thể làm tan chảy bất cứ thứ gì.

Chắc chắn Nó quá nguy hiểm. Hình ảnh nếu ngón tay của bạn? chạm vào nó. Nó cũng có thể giết chết bạn.

Vì lý do an toàn, tôi sẽ luôn xả nó. Khi làm việc với nó.

Phương pháp đơn giản là sử dụng một bóng đèn để nối mỗi tụ điện.

Tụ điện biến đổi – Tụ điện là gì ?

Trimmer-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Chúng thường có tấm không chuyển động và tấm chuyển động. Điện dung được thay đổi bằng cách quay một thanh gắn vào một phía của những nơi có thể di chuyển được.

Chúng ta có thể điều chỉnh các điện dung bằng cách quay trục của tụ điện.

Khi chúng ta quay một thanh gắn vào những nơi có thể di chuyển được. Các điện dung sẽ thay đổi khi chúng ta quay.

Chúng ta có thể chia chúng thành 2 loại

Tụ tông đơ

Nhìn vào sơ đồ dưới đây.

Trimmer-capacitors-working Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Loại này dùng để điều chỉnh dao động. Tôi thường thấy trong máy phát không dây FMhoặc đồng hồ kỹ thuật số. Chúng nhỏ.

Tụ điện biến đổi

Chúng tôi sử dụng loại này để điều chỉnh máy thu và phát sóng vô tuyến. Chất điện môi thường là Không khí. Xem sơ đồ bên dưới.

Variable-Capacitors-Diagram Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cách đọc tụ mã – Tụ điện là gì ?

Vì hầu hết các tụ điện Ceramic và Mylar đều nhỏ. Các nhà sản xuất phải dán nhãn mã thay vì điện dung.

Dưới đây là một cách để giải mã một tụ điện. Nó có thể khó khăn vào thời điểm bắt đầu.

Nhưng khi bạn nhìn vào ví dụ Chắc sẽ hiểu kỹ thuật của nó.

  • Chữ số đầu tiên và thứ hai là các số cố định có đơn vị tính bằng pF.
  • Thứ ba là Hệ số nhân với số mười được nâng lên thành lũy thừa. Ví dụ 10³.
  • Thứ tư là mức dung sai như J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Làm như thế nào?

Nonpolarized-capacitor-code-min Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
  • Là gì Value 101K tụ? 
    Chữ số đầu tiên = 1 
    chữ số thứ hai = 0 
    Hệ số nhân = 10 1 , hoặc Nó có nghĩa là: 0pF (Zero PicoFarad) 
    Dung sai K = 10% 
    101K = 100pF = 0,0001μF và dung sai 10%. 

    Hơn nữa là gì?

  • Giá trị của tụ 473K? 
    Chữ số đầu tiên = 4 
    chữ số thứ hai = 7 
    Hệ số nhân = 10 3 , hoặc Nó có nghĩa là: 000pF (Ba PicoFarad) 
    Dung sai K = 10% 
    473K = 47 000pF = 0,047μF và 10% dung sai
  • 102M : 10 x 10 2  pF = 10 00pF. Mà nó là 0,001μF và 20% dung sai.
  • 103J : 10 x 10 3  pF = 10 000pF. Đó là 0,01μF và dung sai 5%.
  • 104J : 10 x 10 4  pF = 10 0000pF. Mà nó là 0,1μF và 5% dung sai. 

    Bạn hiểu không?

Tụ điện ứng dụng

Chúng tôi sử dụng các tụ điện trong nhiều mạch điện tử. Chúng là những thành phần quan trọng. Đây là một số lý do tại sao chúng tôi sử dụng chúng.

Bộ lọc nguồn điện


Power-supply-filter Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt độngLiên quan:
Tìm hiểu Tụ lọc trong mạch cung cấpChúng tôi luôn sử dụng các tụ điện trong bộ lọc nguồn điện. Chúng sẽ làm mịn điện áp xung thành dòng điện một chiều ổn định (DC).

Loại bỏ xung đỉnh của mạch kỹ thuật số

Tại sao mạch kỹ thuật số của tôi chạy lỗi? Nó không ổn định.

Hãy thử mẹo này. Thêm tụ điện 0,1uF qua các đầu nối của nguồn điện. Như sơ đồ mạch bên dưới.

Digital-Spike-remover-for-digital-using-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Nhưng nó có tác động rất lớn. Đối với các mạch lân cận. Nhìn vào tín hiệu trong đồ thị hình ảnh.

Compare-voltage-levels-when-adding-capacitor Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

So sánh các mức điện áp khi mắc thêm tụ điện.

  • A: Mức điện áp không có tụ điện.
  • B: Mức hiệu điện thế với tụ điện.

Bảo vệ quá độ chuyển đổi tụ điện 

Trong khi bật tắt công tắc điện trong nhà. Bạn đã bao giờ nghe thấy một sự xáo trộn ngắn?

Chuyện đã xảy ra như thế nào?

Nguyên nhân là do tiếp điểm của các công tắc chạm vào nhau. Đó là một điện áp tăng đột biến.

Capacitor-Switch-transients-protection Tụ điện là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Ngay cả trong một thời gian ngắn Nhưng dòng điện rất cao. Cao hơn mức bình thường.

Vì vậy, có thể làm nhiễu loạn các mạch điện tử gần đó.

Làm thế nào chúng ta có thể giảm bớt vấn đề này?

Như chúng ta đã biết nguyên lý làm việc của tụ điện. Nó thích tần số cao. Sau đó, chúng tôi đặt nó qua công tắc.

Nhìn vào sơ đồ mạch.

Tôi sử dụng 0,1uF 630V Mylar hoặc tụ gốm.

Nó sẽ hấp thụ tốt quá độ hoặc điện áp tăng vọt. Bạn sẽ nhận thấy rằng tiếng ồn biến mất.

Phần kết luận Tụ điện là gì ?

Các tụ điện là thành phần cơ bản. Nhưng chúng rất hữu ích cho tất cả các thiết bị điện tử. Bạn có thể sử dụng chúng?

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here