Tụ điện là một thiết bị điện lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Nó bao gồm hai tấm kim loại ngăn cách nhau bằng chất điện môi hoặc chất không dẫn điện. Các loại tụ điện được chia rộng rãi dựa trên điện dung cố định và điện dung thay đổi. Quan trọng nhất là tụ điện có điện dung cố định, ngoài ra còn có tụ điện có điện dung thay đổi được. Chúng bao gồm các tụ điện xoay hoặc tụ điện. Tụ điện có điện dung cố định được chia thành tụ điện phim, tụ gốm, tụ điện và tụ siêu dẫn. Theo liên kết để biết thêm Các loại tụ điện khác nhau . Tụ điện gốm được mô tả chi tiết hơn trong bài viết này.

Các loại tụ điện khác nhau

Biểu tượng và phân cực của tụ điện gốm

Tụ gốm được tìm thấy phổ biến nhất trong mọi thiết bị điện và nó sử dụng vật liệu gốm làm chất điện môi. Tụ gốm là một thiết bị không phân cực, có nghĩa là chúng không có phân cực. Vì vậy, chúng tôi có thể kết nối nó theo bất kỳ hướng nào trên bảng mạch.

Vì lý do này, chúng thường an toàn hơn nhiều so với tụ điện. Đây là biểu tượng cho một tụ điện không phân cực được đưa ra dưới đây. Nhiều loại tụ điện, chẳng hạn như hạt tantali không có cực.

Biểu tượng và phân cực của tụ điện gốm

Cấu tạo và tính chất của tụ điện gốm

Tụ gốm có sẵn trong ba loại, mặc dù các kiểu khác có sẵn:

Tụ điện bằng sứ dạng đĩa có chì để lắp qua lỗ được phủ nhựa.
Tụ gốm nhiều lớp gắn trên bề mặt (MLCC).
Tụ điện bằng sứ dạng đĩa vi sóng trần không chì loại đặc biệt được thiết kế để đặt trong một khe trên PCB.

Các loại tụ điện gốm khác nhau

Tụ đĩa gốm được thực hiện bằng cách phủ một đĩa sứ với các điểm tiếp xúc bằng bạc ở cả hai mặt như hình minh họa ở trên. Tụ đĩa gốm có giá trị điện dung khoảng 10pF đến 100μF với nhiều loại điện áp khác nhau, từ 16V đến 15 KV và hơn thế nữa.

Để đạt được điện dung cao hơn, các thiết bị này có thể được làm từ nhiều lớp. Các MLCCs được làm bằng hỗn hợp vật liệu điện điện và sắt điện và xen kẽ các lớp với các tiếp điểm kim loại.

Sau khi hoàn thành quá trình phân lớp, thiết bị được đưa đến nhiệt độ cao và hỗn hợp được thiêu kết, tạo ra vật liệu gốm có các đặc tính mong muốn. Cuối cùng, tụ điện tạo thành bao gồm nhiều tụ điện nhỏ hơn được kết nối song song, điều này dẫn đến tăng điện dung.

MLCCs bao gồm hơn 500 lớp, với độ dày lớp tối thiểu khoảng 0,5 micron. Khi công nghệ phát triển, độ dày của lớp giảm và điện dung tăng lên trong cùng một khối lượng.

Các chất điện môi của tụ điện gốm khác nhau giữa các nhà sản xuất, nhưng các hợp chất phổ biến bao gồm titanium dioxide, Strontium Titanate và Bari Titanate.

Dựa trên phạm vi nhiệt độ làm việc, độ lệch nhiệt độ, khả năng chịu đựng các lớp tụ gốm khác nhau được xác định.

Tụ gốm loại 1

Liên quan đến nhiệt độ, đây là những tụ điện ổn định nhất. Chúng có đặc điểm gần như tuyến tính.

Các hợp chất phổ biến nhất được sử dụng làm chất điện môi là

Magnesium Titanate cho hệ số nhiệt độ dương.
Canxi Titanat cho tụ điện có hệ số nhiệt độ âm.

Tụ gốm loại 2

Tụ điện loại 2 thể hiện hiệu suất tốt hơn về hiệu suất thể tích, nhưng điều này phải trả giá là độ chính xác và độ ổn định thấp hơn. Do đó, chúng thường được sử dụng để tách, ghép và bỏ qua các ứng dụng nơi mà độ chính xác không phải là quan trọng hàng đầu.

Phạm vi nhiệt độ: -50C đến + 85C
Hệ số tiêu tán: 2,5%.
Độ chính xác: trung bình đến kém

Tụ gốm loại 3

Tụ gốm loại 3 mang lại hiệu quả thể tích cao với độ chính xác kém và hệ số tiêu tán thấp. Nó không thể chịu được điện áp cao. Chất điện môi được sử dụng thường là Bari Titanate.

Tụ điện loại 3 sẽ thay đổi điện dung của nó từ -22% đến + 50%
Phạm vi nhiệt độ từ + 10C đến + 55C.
Hệ số phân tán: 3 đến 5%.
Nó sẽ có độ chính xác khá kém (thường là 20% hoặc -20 / + 80%).

Loại 3 thường được sử dụng để tách hoặc trong Nguồn cấp ứng dụng mà độ chính xác không phải là một vấn đề.

Giá trị tụ điện đĩa gốm

Mã tụ điện đĩa gốm thông thường bao gồm một số có ba chữ số theo sau là một chữ cái. Rất dễ dàng giải mã để tìm ra giá trị tụ điện.

Giá trị tụ điện đĩa gốm

Hai chữ số có nghĩa đầu tiên biểu thị hai chữ số đầu tiên của giá trị điện dung thực tế là 47 (tụ điện trên).

Chữ số thứ ba là cấp số nhân (3), là × 1000. Chữ J ngụ ý dung sai ± 5%. Vì đây là hệ thống mã hóa ĐTM nên giá trị sẽ ở dạng picofarads. Do đó, giá trị của tụ điện trên là 47000 pF ± 5%.

Bảng hệ thống mã hóa ĐTM

Ví dụ, nếu một tụ điện được đánh dấu là 484N, giá trị của nó là 480000 pF ± 30%.

Các ứng dụng của tụ điện gốm

Tụ gốm được sử dụng chủ yếu trong mạch cộng hưởng ở các trạm phát.
Tụ điện công suất cao loại 2 được sử dụng trong bộ nguồn laser điện áp cao, bộ ngắt mạch nguồn, lò cảm ứng, v.v.
Tụ điện gắn bề mặt thường được sử dụng trong bo mạch in và các ứng dụng mật độ cao.
Tụ gốm cũng có thể được sử dụng như một tụ điện đa năng, vì không phân cực và có nhiều loại điện dung, xếp hạng điện áp và kích cỡ.
Tụ đĩa gốm được sử dụng trên bàn chải Động cơ DC để giảm thiểu nhiễu RF.
MLCC được sử dụng trong bảng mạch in (PCB) được đánh giá cho điện áp chỉ từ vài vôn đến vài trăm vôn, tùy thuộc vào ứng dụng.

Cuối cùng, từ những thông tin trên, chúng ta có thể kết luận rằng những tụ điện này sử dụng Gốm làm chất điện môi. Do đặc tính không phân cực, chúng có thể kết nối theo bất kỳ hướng nào trên bảng mạch. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc để triển khai dự án kỹ thuật điện tử , vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi cho bạn, các loại Tụ gốm khác nhau là gì?