Độ tụ điện cố định là gì?

1. Định nghĩa

Điều thường được gọi là "điện dung cố định" có thể là một thuật ngữ phổ biến. Nghiêm ngặt mà nói, nó có thể đề cập đến điện dung cố định. Điện dung cố định là loại điện dung có giá trị điện dung không đổi. Trong mạch, điện dung của nó sẽ không thay đổi do sự biến đổi thông thường về điện áp, dòng điện hoặc các điều kiện bên ngoài thông thường khác. Các chức năng chính của nó bao gồm lưu trữ năng lượng điện, lọc, ghép nối và bỏ qua.

2. Cấu trúc và Nguyên lý

Cấu trúc

Lấy ví dụ về điện dung ceramic thông thường. Nó chủ yếu bao gồm chất cách điện ceramic, điện cực và vật liệu đóng gói. Chất cách điện ceramic là phần quan trọng quyết định giá trị điện dung và các thuộc tính khác. Điện cực thường được làm từ vật liệu kim loại (như bạc, paladi, v.v.) và được sử dụng để rút ra điện tích. Vật liệu đóng gói đóng vai trò bảo vệ cấu trúc bên trong.

Nguyên lý

Điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý lưu trữ năng lượng điện trong trường điện. Khi áp dụng điện áp giữa hai cực của điện dung, điện tích sẽ tích tụ trên hai cực, tạo thành một trường điện. Năng lượng của trường điện được lưu trữ trong điện dung dưới dạng năng lượng điện. Đối với điện dung cố định, độ lớn của điện dung chủ yếu phụ thuộc vào diện tích của hai bản, khoảng cách giữa các bản và hằng số điện môi của môi trường giữa các bản. Theo công thức c=εs/d (trong đó C là điện dung, ε là hằng số điện môi, S là diện tích bản, và d là khoảng cách giữa các bản), trong điện dung cố định, các tham số này cơ bản được cố định sau khi sản xuất, vì vậy giá trị điện dung vẫn không đổi.

3. Phân loại và Ứng dụng

Phân loại

• Điện dung Ceramic: Chúng có đặc điểm kích thước nhỏ, hiệu suất tần số cao tốt và tương đối ổn định. Chúng được chia thành Loại I (loại bù nhiệt độ), Loại II (loại điện môi cao) và Loại III (loại bán dẫn). Điện dung ceramic Loại I thường được sử dụng trong mạch dao động tần số cao, thiết bị đo lường chính xác và các trường hợp có yêu cầu rất cao về độ ổn định của điện dung. Điện dung ceramic Loại II phù hợp cho mạch bypass, lọc và các mạch thông thường khác.

• Điện dung điện phân: Chúng được chia thành điện dung điện phân nhôm và điện dung điện phân tantali. Điện dung điện phân nhôm có điện dung lớn nhưng dòng rò tương đối lớn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong mạch lọc tần số thấp, làm phẳng nguồn điện và các mạch khác. Điện dung điện phân tantali có hiệu suất tốt hơn so với điện dung điện phân nhôm và được sử dụng rộng rãi trong mạch nguồn, ghép nối tín hiệu và các trường hợp có yêu cầu cao hơn.

• Điện dung màng: Chúng bao gồm điện dung màng polyester, điện dung màng polypropylen, v.v. Điện dung màng polyester thường được sử dụng trong mạch DC và AC tần số thấp của thiết bị điện tử thông thường. Điện dung màng polypropylen, với ưu điểm là tổn thất thấp và hiệu suất cách điện tốt, được sử dụng rộng rãi trong mạch tần số cao và mạch điện áp cao.

Ứng dụng

• Mạch nguồn điện: Trong mạch chỉnh lưu và lọc của nguồn điện, điện dung điện phân được sử dụng để làm phẳng điện áp DC đầu ra và lọc các sóng gợn sau khi chỉnh lưu. Ví dụ, trong nguồn điện máy tính, điện dung điện phân có dung lượng lớn có thể giảm thiểu hiệu quả sự biến đổi điện áp đầu ra của nguồn điện và cung cấp nguồn điện ổn định cho các thành phần của máy tính.

• Mạch ghép nối: Trong mạch khuếch đại âm thanh, điện dung được sử dụng để ghép nối tín hiệu âm thanh. Ví dụ, giữa hai giai đoạn khuếch đại âm thanh, một điện dung được sử dụng để ghép nối tín hiệu đầu ra của giai đoạn khuếch đại trước vào đầu vào của giai đoạn khuếch đại tiếp theo. Đồng thời, nó chặn tín hiệu DC và chỉ cho phép tín hiệu AC âm thanh đi qua, do đó cho phép truyền tải và khuếch đại hiệu quả tín hiệu âm thanh.

• Mạch dao động: Trong mạch dao động của thiết bị phát và nhận radio, điện dung cố định như điện dung ceramic hoặc điện dung màng, cùng với cuộn cảm và các thành phần khác, tạo thành một vòng dao động để tạo ra tín hiệu dao động tần số cao ổn định. Ví dụ, trong mạch dao động cục bộ của radio, điện dung cố định và cuộn cảm phối hợp để xác định tần số dao động, cho phép radio nhận các tín hiệu phát sóng ở tần số cụ thể.