Tụ điện cho lắp đặt điện AC

Trong bài viết "Tụ điện: mục đích, thiết bị, nguyên tắc hoạt động" Nó đã được nói về tụ điện điện phân. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các mạch DC, như công suất lọc trong bộ chỉnh lưu. Ngoài ra, họ không thể làm gì nếu không tách rời các mạch cung cấp điện của các tầng bóng bán dẫn, bộ ổn định và bộ lọc bóng bán dẫn. Hơn nữa, như đã nói trong bài báo, họ không cho phép dòng điện trực tiếp, nhưng không muốn làm việc trên dòng điện xoay chiều.

Tụ điện không phân cực tồn tại cho các mạch điện xoay chiều và nhiều loại của chúng chỉ ra rằng các điều kiện hoạt động rất đa dạng. Trong những trường hợp khi yêu cầu độ ổn định cao của các tham số, và tần số đủ cao, các tụ điện không khí và gốm được sử dụng.

Các thông số của các tụ điện như vậy có thể được yêu cầu tăng lên. Trước hết, đây là độ chính xác cao (dung sai thấp), cũng như hệ số nhiệt độ không đáng kể của điện dung TKE. Theo quy luật, các tụ điện như vậy được đặt trong các mạch dao động của thiết bị vô tuyến thu và phát.

Nếu tần số nhỏ, ví dụ tần số của mạng chiếu sáng hoặc tần số của dải âm thanh, thì hoàn toàn có thể sử dụng giấy và tụ điện giấy.

Tụ điện điện tử giấy được phủ một lá kim loại mỏng, thường là nhôm. Độ dày của các tấm khác nhau trong khoảng 5 ... 10 m, phụ thuộc vào thiết kế của tụ điện. Một chất điện môi của giấy tụ được tẩm một thành phần cách điện được nhúng giữa các bản.

Để tăng điện áp hoạt động của tụ điện, giấy có thể được đặt thành nhiều lớp. Toàn bộ gói này được xoắn như một tấm thảm, và được đặt trong một hộp tròn hoặc hình chữ nhật. Trong trường hợp này, tất nhiên, kết luận được rút ra từ các tấm, và trường hợp của một tụ điện như vậy không được kết nối với bất cứ điều gì.

Tụ giấy được sử dụng trong các mạch tần số thấp ở điện áp hoạt động cao và dòng điện đáng kể. Một trong những ứng dụng rất phổ biến này là việc đưa động cơ ba pha vào mạng một pha.

Trong các tụ điện giấy kim loại, vai trò của các tấm được chơi bởi một lớp kim loại mỏng được phun trong chân không lên một tờ giấy tụ điện, tất cả đều bằng nhôm. Thiết kế của các tụ điện giống như các giấy, tuy nhiên, kích thước nhỏ hơn nhiều. Phạm vi của cả hai loại là gần như nhau: DC, xung và mạch điện xoay chiều.

Thiết kế của tụ điện giấy và kim loại, ngoài điện dung, cung cấp cho các tụ điện này độ tự cảm đáng kể. Điều này dẫn đến thực tế là ở một tần số nào đó, tụ điện giấy biến thành một mạch dao động cộng hưởng. Do đó, các tụ điện như vậy chỉ được sử dụng ở tần số không quá 1 MHz. Hình 1 cho thấy các tụ điện giấy và giấy được sản xuất tại Liên Xô.

Hình 1 Giấy và tụ giấy cho mạch điện xoay chiều

Tụ điện giấy kim loại cổ có đặc tính tự phục hồi sau khi sự cố. Đây là các tụ điện của các loại MBG và MBGCH, nhưng bây giờ chúng đã được thay thế bằng các tụ điện với một chất điện môi gốm hoặc hữu cơ của các loại K10 hoặc K73.

Trong một số trường hợp, ví dụ, trong các thiết bị lưu trữ tương tự, hoặc theo một cách khác, các thiết bị lưu trữ lấy mẫu (SEC), các yêu cầu đặc biệt được áp dụng cho các tụ điện, đặc biệt là dòng rò thấp. Sau đó, các tụ điện đến để giải cứu, các chất điện môi được làm bằng vật liệu có điện trở cao. Trước hết, đây là các tụ fluoroplastic, polystyrene và polypropylen.Điện trở cách điện thấp hơn một chút trong các tụ điện mica, gốm và polycarbonate.

Các tụ điện tương tự được sử dụng trong các mạch xung khi cần độ ổn định cao. Trước hết, để hình thành các độ trễ thời gian khác nhau, các xung trong một khoảng thời gian nhất định, cũng như để cài đặt tần số hoạt động của các máy phát khác nhau.

Để các tham số thời gian mạch thậm chí ổn định hơn, trong một số trường hợp, nên sử dụng các tụ điện có điện áp hoạt động tăng: không có gì sai khi lắp đặt một tụ điện có điện áp hoạt động 400 hoặc thậm chí 630V trong mạch 12V. Một tụ điện như vậy sẽ chiếm chỗ, tất nhiên, nhiều hơn, nhưng sự ổn định của toàn bộ mạch cũng sẽ tăng lên.

Điện dung của tụ điện được đo bằng Farads F (F), nhưng giá trị này rất lớn. Đủ để nói rằng công suất của toàn cầu không vượt quá 1F. Trong mọi trường hợp, đây chính xác là những gì được viết trong sách giáo khoa vật lý. 1 Farad là công suất mà tại đó, với điện tích q trên 1 mặt dây chuyền, hiệu điện thế (điện áp) trên các bản tụ là 1V.

Nó xuất phát từ những gì vừa nói rằng Farada là một giá trị rất lớn, do đó, trong thực tế, các đơn vị nhỏ hơn thường được sử dụng: microfarads (F, F), nanofarads (nF, nF) và picofarads (pF, pF). Các giá trị này thu được bằng cách sử dụng các tiền tố phân đoạn và nhiều tiền tố, được hiển thị trong bảng trong Hình 2.

Hình 2

Các bộ phận hiện đại đang trở nên nhỏ hơn, do đó, không phải lúc nào cũng có thể đặt các dấu hoàn chỉnh lên chúng, ngày càng nhiều chúng sử dụng các hệ thống ký hiệu khác nhau. Tất cả các hệ thống này dưới dạng bảng và giải thích cho chúng có thể được tìm thấy trên Internet. Trên các tụ điện được thiết kế để gắn SMD, hầu hết thường không có dấu hiệu nào cả. Thông số của họ có thể được đọc trên bao bì.

Để tìm ra cách các tụ điện hoạt động trong các mạch điện xoay chiều, người ta đề xuất thực hiện một số thí nghiệm đơn giản. Đồng thời, không có yêu cầu đặc biệt cho tụ điện. Các tụ điện giấy hoặc giấy phổ biến nhất là khá phù hợp.

Tụ điện dẫn điện xoay chiều

Để xác minh điều này trước tiên, việc lắp ráp một sơ đồ đơn giản như trong Hình 3 là đủ.

Hình 3

Trước tiên, bạn cần bật đèn thông qua các tụ điện C1 và C2 được kết nối song song. Đèn sẽ phát sáng, nhưng không rực rỡ lắm. Nếu bây giờ chúng ta thêm một tụ điện C3 khác, thì độ phát quang của đèn sẽ tăng lên rõ rệt, điều này cho thấy các tụ điện chống lại sự đi qua của dòng điện xoay chiều. Hơn nữa, một kết nối song song, tức là tăng công suất, sức đề kháng này giảm.

Do đó kết luận: điện dung càng lớn thì điện trở của tụ càng thấp đối với dòng điện xoay chiều. Điện trở này được gọi là điện dung và được gọi trong các công thức là Xc. Xc cũng phụ thuộc vào tần số của dòng điện, nó càng cao thì Xc càng ít. Điều này sẽ được thảo luận sau.

Một kinh nghiệm khác có thể được thực hiện bằng cách sử dụng đồng hồ điện, trước đó đã ngắt kết nối tất cả người tiêu dùng. Để làm điều này, bạn cần kết nối song song ba tụ điện 1 μF và chỉ cần cắm chúng vào ổ cắm điện. Tất nhiên, người ta phải cực kỳ cẩn thận, hoặc thậm chí hàn một phích cắm tiêu chuẩn vào các tụ điện. Điện áp hoạt động của các tụ phải ít nhất 400V.

Sau kết nối này, chỉ cần quan sát đồng hồ là đủ để đảm bảo rằng nó đứng yên, mặc dù người ta ước tính rằng một tụ điện như vậy có khả năng chống lại đèn sợi đốt với công suất khoảng 50W. Câu hỏi là, tại sao không quay quầy? Điều này cũng sẽ được thảo luận trong bài viết tiếp theo.

Boris Aladyshkin