Ký Hiệu Tụ Điện Phân Chuẩn Mỹ Hoặc Anh

Hình 2.0-8: Cấu tạo và hình dáng tụ Mica

Tụ Mica cung cấp độ chính xác cao, độ tin cậy và ổn định. Chúng có giá trị nhỏ và thường được sử dụng ở tần số cao và trong trường hợp cần có tổn thất thấp và thay đổi tụ điện thấp theo thời gian.

b) Tụ phân cực (Electrolytic Capacitors):

Tụ điện phân cực hoặc điện cực được sử dụng rộng rãi trong mạch điện tử vì chi phí thấp, điện dung cao và dễ sử dụng. Chúng có hình dạng kim loại hình trụ với vỏ bọc bằng nhựa bên ngoài. Các loại tụ điện này được sử dụng như bộ lọc gợn sóng trong nguồn cung cấp điện, như một bộ lọc để bỏ qua các tín hiệu tần số thấp. Tụ điện phân thường được đo bằng microfarads và hiếm khi bằng farads. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các mạch mà cả hai tín hiệu AC và DC.

Tụ điện phân thường được sử dụng khi yêu cầu giá trị điện dung rất lớn. Vì sử dụng một lớp màng kim loại rất mỏng làm điện cực dương và một dung dịch chất điện phân bán lỏng dưới dạng thạch hoặc dán được sử dụng làm điện cực âm. Điện môi là một lớp oxit rất mỏng có độ dày < 10 micron.

Lớp cách điện này mỏng đến mức có thể tạo ra các tụ điện có giá trị điện dung lớn có kích thước vật lý nhỏ vì khoảng cách giữa các tấm d là rất

nhỏ. Phần lớn các loại tụ điện phân là được phân cực, khi cấp điện áp DC cho các tụ điện phải có cực chính xác, tức là dương với cực dương và âm với cực âm khi phân cực không chính xác sẽ phá vỡ lớp oxit cách điện và thiệt hại vĩnh viễn có thể xảy ra.

Hình 2. 0-9: Hình ảnh các tụ điện phân

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 mua về thì chân dài hơn sẽ là cực dương, chân ngắn cực âm.

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

Hình 2. 0-10: Ký hiệu tụ điện phân chuẩn Mỹ hoặc Anh

Tụ điện phân thường được sử dụng trong các mạch cung cấp điện DC do dung lượng lớn của điện dung và kích thước nhỏ để giúp giảm điện áp gợn hoặc cho các ứng dụng ghép và tách. Một nhược điểm chính của tụ điện là điện áp tương đối thấp và do sự phân cực của tụ điện phân, sau đó chúng

không được sử dụng trên nguồn cung cấp AC. Điện phân thường có hai dạng cơ bản; Tụ nhôm điện phân và Tụ điện phân Tantalum.

Tụ điện phân nhôm (Aluminium Electrolytic Capacitor)

Nhôm được sử dụng trong cấu tạo tụ điện phân nhôm. Các tụ điện này có điện dung từ 1 µF đến 47000 µF. Điện áp phân tích tối đa khoảng 400 V. Chúng có khả năng tạo dòng điện gợn cao, rò rỉ cao, tuổi thọ thấp. Kết nối phân cực ngược tạo khí và tăng nhiệt độ trong tụ điện. Điều này thiệt hại vĩnh viễn và có thể nổ tụ điện. Nhờ các nhà thiết kế linh kiện điện tử, các tụ điện có vỏ mỏng (đánh dấu) ở phía trên cùng phá vỡ và cho phép áp suất khí này thoát ra và ngăn tụ điện bị nổ.

Tụ điện phân Tantali (Tantalum Electrolytic Capacitor)

Một kim loại tantali được sử dụng trong việc chế tạo tụ điện tantali. Các tụ điện này có điện dung trong khoảng từ 47 nF đến 330

µF, có điện áp làm việc thấp ở từ 1,5 V đến 40 V. Tụ điện phân Tantali tạo gợn thấp, rò rỉ thấp và rất có thể mắc đảo ngược và quá áp. Nó có hiệu suất kém ở tần số cao. Thường dùng cho thiết kế mạch điện tử để sử dụng trong các mạch phức tạp như board mạch chủ. Chúng cũng hữu ích trong ứng dụng quân sự và các bộ khuếch đại âm thanh cực kỳ ổn định.

Hình 2. 0-11: Các loại tụ điện phân Tantali

2.2.3.2 Tụ biến dung (Variable Capacitor)

Chúng được thiết kế để giá trị điện dung biến đổi. Loại này giữa hai tấm được điều chỉnh để thay đổi điện dung của tụ điện. Việc chế tạo tụ điện biến dung bao gồm hai chuyển động cơ học quan trọng tức là góc chuyển động của trục chính và chuyển động của tấm. Trong tụ điện thay đổi, các tấm dẫn điện trong tụ điện không khí được nối lưới (chéo với nhau). Các tấm stator (cố định) cặp với các tấm di động thông qua chuyển động trục chính. Điện dung được thay đổi theo chuyển động trục chính (xoay trục) để làm cho các tấm di động có lưới với các tấm stator.

Hình 2.0-12: Cấu tạo và hình dạng tụ biến đổi

Tụ biến đổi thường được sử dụng trong các mạch LC cho tần số điều chỉnh trong radio, do đó tụ điện cũng được gọi là tụ điện điều chỉnh.

Hình 2. 0-13: Ký hiệu của tụ biến dung

Tụ biến dung thường là các thiết bị nhỏ có thể được điều chỉnh hoặc “đặt trước” giá trị điện dung cụ thể thông qua một tuốc nơ vít nhỏ và dung lượng rất nhỏ 500pF hoặc ít hơn và không phân cực.

Tụ không khí (Air capacitor )

Đây là tụ điện không phân cực đơn giản nhất. Điện dung của tụ điện nhỏ, khoảng 100 pF đến 1 nF. Các tụ điện không khí sử dụng không khí như điện môi trong hai tấm dẫn điện. Điện áp hoạt động của tụ điện không khí nằm trong khoảng từ hàng chục đến hàng nghìn volt. Điện áp phân tích cao hơn cho chân không do đó ít có khả năng bị hỏng điện. Đôi khi tụ điện không khí còn được gọi là "tụ điện Gang". Một tụ điện gang là một sự kết hợp của hai hoặc nhiều tụ điện biến đổi được gắn trên một trục chung. Điều chỉnh này cho phép thay đổi đồng thời điện dung của tụ. Bạn có thể điều chỉnh bằng vít để thay đổi điện dung. Nó được sử dụng trong các mạch radio AM và FM.

Hình 2.0-14: Cấu tạo tụ không khí

Tụ Tông Đơ (Trimmer Capacitor)

Tụ tông đơ hay là tụ trimmer có điện môi đặt giữa hai tấm dẫn điện song song. Nói chung, điện dung xén thay đổi bằng cách thay đổi diện tích chồng chéo giữa các tấm với vít điều chỉnh được cung cấp. Xén sử dụng một tấm vật liệu điện môi như mica, mylar vv. Giá trị tối đa của xén là ở từ vài pF đến khoảng 200 pF. Những tụ điện được thiết kế để xử lý điện áp thấp đến trung bình, và có hiệu quả cao. Để thay đổi điện dung của tụ tông đơ, nên sử dụng các dụng cụ phi kim loại, vì việc sử dụng kim loại có thể ảnh hưởng đến giá trị điện dung.

Hình 2. 0-15: Hình dáng tụ Trimmer

2.2.3 Cách mắc tụ :

Tụ nối tiếp (Capacitors in Series):

Tụ điện được kết nối liên tiếp với nhau theo một hàng nên dòng sạc (iC) chảy qua các tụ điện là như nhau cho tất cả các tụ điện vì nó chỉ có một đường dẫn.

iT = i1 = i2 = i3

Do đó độ lớn điện tích trên mỗi tấm cũng đều là Q.

QT = Q1 = Q2 = Q3

Tương đương với một tụ điện có khoảng cách 2 tấm là d. Nên tạo ra một điện dung tổng nhỏ hơn so với bất kỳ tụ điện riêng.

Do mắc nối tiếp nên:

V = V1 + V2 + V3

Bây giờ, gọi CS là điện dung tổng trong mạch nối tiếp

V = Q/ CS = V1 + V2 + V3 Mà V1 = Q/ C1 , V1 = Q/ C2, V1 = Q/ C3

thay vào phương trình trên ta có

Q/ CS = Q/ C1 + Q/ C2 + Q/ C3

Loại bỏ Q chúng ta được phương trình

1/ CS = 1/ C1 + 1/ C2 + 1/ C3