Tổng quan về tụ điện

[lanhuong]

tổng quan về tụ điện liên lạc và mạch liên lạc dùng tụ

ai cho mình bit tụ liên lạc như thế nào ko . cảm ơn

Câu hỏi của bạn vừa rộng vừa không rõ lắm nên hơi khó trả lời. Lan Hương xin mở rộng câu trả lời theo hướng tổng quan về tụ điện liên lạc và mạch liên lạc dùng tụ.

Chọn tụ điện để liên lạc giữa các tầng chức năng (thường là khuếch đại) thường được chọn "hàm hồ". Nghĩa là thường chọn theo cảm tính và kinh nghiệm, thường thì tài liệu lý thuyết cũng bị bỏ quên ví ... xem thường, hay vì nó ... khó quá không chừng.

Để chọn tụ liên lạc tốt giữa các tầng khuếch đại cần chú ý :

1/. Tổng trở xuất (ngõ ra) của tầng trườc phải tương đương với tổng trở nhập (ngã vào) của tầng sau. Total trở kháng ra mixed (trộn) bởi các tầng trước bằng total trờ kháng ngõ vào của tầng sau (xin xem thêm về "phối hợp tổng trở", còn gọi là "điều hợp trở kháng").

Đây là một trong những vấn đề căn bản trong thiết kế mạch điện tử.

2/. Qui chuẩn tính chất vật lý của tín hiệu : Tần số, dạng tín hiệu v.v... phải được nắm bắt kỹ. Ví dụ : có cả một dải tần đi qua tụ liên lạc đó, thì ta phải nắm được tần số trung tâm + dải tần số tác dụng. Tín hiệu dạng xung thì phải nắm được tần số chính và các hoạ tần của nó (hài - harmonic).

3/. Việc chọn tụ liên lạc (hay mạch liên lạc có tụ) đúng sẽ làm giảm nguy cơ nhiễu, tiếng ồn hay méo tín hiệu (noise, distortion) tự dao động, bức xạ ngoài ý muốn, tổn hao vô ích v.v... trong các mạch khuếch đại, bảo đảm dạng tín hiệu. Ví dụ, tín hiệu là dạng xung thì phần liên lạc (có tụ) phải bảo đảm đưa được tần số trung tâm và tổng hài (total harmonics) của nó dạng xung ấy mới được đưa qua trọn vẹn mà không bị méo dạng.

Như vậy thì vấn đề tụ liên lạc trở nên dễ dàng. Nếu lấy mạch đẳng hiệu thì ta có hai tổng trở R(zA) của ngõ ra tầng trước song song với R(zB) của ngõ vào tầng sau nối tiếp với Z(C) của tụ liên lạc, f(S) là tần số trung tâm của tín hiệu .

Thời hằng của mạch liên lạc :

t = 1/ f(S) = (Sqrt)2 x RC.

Với R ~ R(zA) + R(zB) / R(zA) x R(zB) (ohm) = Z(C)

Các tính toán cụ thể đều có trong chương trình Phổ thông, các bạn ôn một tí là dễ dàng áp dụng được ngay.

4/. Chú ý :

- Khi tổng trở ngõ ra tầng trước sai khác với tổng trở ngõ vào tầng sau thì thêm R nối tiếp với C và R song song với các tổng trở để bù lại. Gọi là R-C "bù tổng trở". Đôi khi sự "bù" này không thoả mãn nổi thì phải có tầng phối hợp trở kháng nằm giữa hai tầng để làm nhiệm vụ này. Ví dụ : đưa tín hiệu ngõ ra của máy MP3 (~600 Ohm) vào ngõ Mic in (10K Ohm) chẳng hạn.

- Để bảo đảm dạng tín hiệu không sin hay dải thông tín hiệu quá rộng có thể cần đến vài cụm liên lạc R-C ghép song song / nối tiếp nhau để đạt hiệu quả liên lạc mong muốn.

Thân ái, chúc thành công.

Lan Hương.

[kty]

Cho mình hỏi cái tụ mà mấy cái mainboard sau này quảng cáo là tụ rắn tăng độ bền..... gì đó thì nó khác tụ hóa bình thường như thế nào?

Trong hình và trong mấy cái mainboard xài là lọai tu có 2 chân gắn xuyên lỗ trên PCB. Còn 1 lọai cũng giống như cái tụ trong hình nhưng nó là lọai dán bề mặt thường dùng trong các board DVD.... Nhưng lọai dán bề mặt thì thấy lâu rồi còn cái lọai có 2 cái chân thì thấy mấy thằng MAIN quảng cáo dữ quá.

Nó là tụ hóa khô, giống tụ tantalum nhưng thay nhôm, thay điện cực MnO2 bằng chất dẻo dẫn điện (Conductive Polymer). Tên cụ thể là Conductive Polymer Aluminum Solid Capacitors.

[lkt1827]

Cho mình hỏi cái tụ mà mấy cái mainboard sau này quảng cáo là tụ rắn tăng độ bền..... gì đó thì nó khác tụ hóa bình thường như thế nào?

Trong hình và trong mấy cái mainboard xài là lọai tu có 2 chân gắn xuyên lỗ trên PCB. Còn 1 lọai cũng giống như cái tụ trong hình nhưng nó là lọai dán bề mặt thường dùng trong các board DVD.... Nhưng lọai dán bề mặt thì thấy lâu rồi còn cái lọai có 2 cái chân thì thấy mấy thằng MAIN quảng cáo dữ quá.

[kty]

[b][size="3"]
2/. Paladium (và hợp kim của nó) là một nguyên liệu chế tạo nữ trang quan trọng và là một phần doanh số lớn của các trung tâm nữ trang ( xem http://www.dautudung.com/content/view/8852/35 , http://trade.danang.gov.vn/dbg/Vietn...yid=180&lang=1 , http://www.vangtrangsuc.com.vn , http://gocnhin.com/kinhte v.v...).



Hình : Paladium chế tác nữ trang



Trích : http://vi.wikipedia.org/wiki/Paladi

Nữ trang Paladi tại Việt Nam : Người ta chọn hợp kim Paladi với bạc, vàng v.v... vì bạch kim không thể mạ lên vàng được do độ cứng của nó. Nữ trang Paladi và nữ trang hợp kim Paladi bán rất nhiều ở đường Nhiêu Tâm, Q5, TP HCM (trung tâm chế tác kim hoàn hạng nhất VN) với dạng nữ trang Paladi hoàn chỉnh hoặc nữ trang vàng mạ Paladi. Các vòng xuyến khoang vàng - khoang trắng giống như ... rắn mái gầm mà Lan Hương đang đeo cũng là mạ hợp kim Paladi đó.

Bạn kty không biết gì về nữ trang Paladi thì cũng ... không sao, nhưng không biết thì không phải là lý do để loan tin thất thiệt.

Thân ái.

Lan Hương.

Sorry. Kiểm tra lại thì palladium tuy độc khi lọt vào cơ thể người nhưng chưa có hiện tượng palladium ngấm vào cơ thể qua tiếp xúc được phát hiện.
Mình không rành về đồ trang sức, chưa biết về chuyện nó được làm trang sức nên nói vậy thôi chứ loan tin thất thiệt gì đâu, oan quá.

Còn cái "dung môi đất hiếm" là LH nói ở bài đầu phần tụ siêu hóa, LH có hai phần tụ siêu hóa và tụ hóa sinh tức tụ siêu hóa khác với tụ hóa sinh dùng tảo tiếc kia. Ngay từ đầu LH đã không cho vào trong ngoặc nên có lẽ không phải là nói đùa? Bản thân cụm từ "Super chemical capacitance" đã không tồn tại trên google.com.

[lanhuong]

Bới bèo + bổ xung một chút:

1. Siêu tụ hiện đang được làm bằng than hoạt tính, bán khá rẻ.
Còn cái dung môi đất hiếm đấy không biết ở trang web nào vậy? Theo mình biết thì hiện nay đa phần là dung môi hữu cơ (ví dụ LMnCl2 với L là gốc hữu cơ như 2,6-(ArNCCH3)2C5H3N )

2. Paladium không đem làm nữ trang vì nó không lành. Làm nữ trang là Platinum (Pt)

Lan Hương trả lời :

1/. Siêu tụ điện than hoạt tính được làm ra từ những năm 70 của thế kỷ trước, dĩ nhiên là ... chả có gì mới cả.

- Cái "dung môi đất hiếm" (Lan Hương ngoặc kép vì nó ... không phải đất hiếm, mà cũng không phải dung môi). Nguyên liệu sinh học từ tảo biển mà dung môi đất hiếm sao được. Tài liệu thì đầy ra, chỉ cần search : Alginate + Ultracapacitor là có ngay hàng ... đống như http://jazz.nist.gov , http://keelynet.com , http://www.hku.hk v.v....

Thế giới đang đổ xô nghiên cứu nó đấy.

- Trang Web mà Lan Hương đưa ra trên kia trích dịch từ Nature thế này :

... nấu alginate ở một khu rào kín không có không khí để biến nó thành loại bột đen. Kế tiếp, họ kết hợp bột này với chất polymer để tạo ra vật liệu cứng mà họ tạo dáng thành các điện cực để sử dụng cho siêu tụ điện. Lượng điện tích và năng lượng mà những thiết bị này có thể tích trữ tương đối ngang bằng với các tụ điện được làm từ than hoạt tính. Tuy nhiên, những tụ điện bằng tảo biển có thể được nạp mức điện thế cao gấp hai lần mà không bị vỡ, do loại vật liệu này dày gấp đôi. Bên cạnh đó, nó cũng có độ bền cao, và lượng điện tích trữ của nó giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc.

theo Nature

2/. Paladium (và hợp kim của nó) là một nguyên liệu chế tạo nữ trang quan trọng và là một phần doanh số lớn của các trung tâm nữ trang ( xem http://www.dautudung.com/content/view/8852/35 , http://trade.danang.gov.vn/dbg/Vietn...yid=180&lang=1 , http://www.vangtrangsuc.com.vn , http://gocnhin.com/kinhte v.v...).



Hình : Paladium chế tác nữ trang

Cho tới năm 2004, sử dụng cơ bản của paladi trong ngành kim hoàn là trong vai trò của hợp kim để sản xuất đồ trang sức bằng vàng trắng, nhưng kể từ đầu năm 2004 khi giá của vàng và platin tăng nhanh chóng thì các nhà sản xuất đồ trang sức tại Trung Quốc đã bắt đầu chế tạo một lượng đáng kể đồ trang sức paladi.

Trích : http://vi.wikipedia.org/wiki/Paladi



Thân ái.

Lan Hương.

[Kilodeth]

Xin lỗi, mình không rành điện tử lắm. Các bạn có thể chỉ cho mình cách phân biệt tụ tanta với tụ ceramic được không. Mấy con mình thấy trong bộ nguồn máy tính có lẽ chỉ là tụ ceramic thôi đúng không? Ở tp.hcm có thể mua tụ tanta ở đâu. Vì mình đang làm mạch nguồn dùng mấy con regulator, họ khuyên dùng tụ tanta. cám ơn các bạn.

Tụ tantal có một kiểu duy nhất là nhìn như giọt nước, bạn xem kỹ hình sẽ thấy. Nếu muốn chắc thì xem tụ nào có phân cực là tụ tantal. Do đặc tính gần giống tụ nhôm nên dân ta toàn lấy tụ nhôm thay vào, kết quả là họ nhập rất ít. Nếu ở Nhật tảo bạn vào lồng chợ, đi vào khoảng 30m, tay phải, ở đó có nhưng chỉ một vài số thông dụng thôi.

[kty]

Bài trên mới là ... một nửa về tụ điện. Có rất nhiều nội dung không nói hết được cho nên phải viết "gọn gọn" đó thôi. Ví dụ :

1/. Siêu tụ điện đã từng được người Úc chế tạo bằng vàng (!) với các phương thức hết sức khó khăn và dĩ nhiên là ... đắt tiền. lginate trong tảo biển nâu do một nhóm các nhà KH Pháp tìm ra là xuất hiện cứu tinh và cũng là tương lai cho máy móc dùng điện, xe chạy điện, điện thoại di động và máy tính xách tay v.v... đúng như hightech nghĩ.

Xin tham khảo : http://www.vietbao.vn/Khoa-hoc/Vang-...i/20030948/188

và :

http://www.khoahoc.com.vn/view.asp?C...2&news_id=7935

2/. Cái tụ điện gốm đa lớp mà Know More "thắc mắc" được chế taọ bằng một kim loại quý thuộc nữ trang tên là Paladium (Pd).


Thân ái.

Lan Hương.

Bới bèo + bổ xung một chút:

1. Siêu tụ hiện đang được làm bằng than hoạt tính, bán khá rẻ.
Còn cái dung môi đất hiếm đấy không biết ở trang web nào vậy? Theo mình biết thì hiện nay đa phần là dung môi hữu cơ (ví dụ LMnCl2 với L là gốc hữu cơ như 2,6-(ArNCCH3)2C5H3N )

Cái tụ này đã được thay thế cho pin xạc trong máy vặn vít rồi [hãng coleman: http://www.colemanflashcellscrewdriver.com/ ]

2. Paladium không đem làm nữ trang vì nó không lành. Làm nữ trang là Platinum (Pt)

*********
Cách chế tạo một số loại tụ thông dụng:

1.Tụ hóa (nhôm): Cực dương bằng nhôm bị ô xi hóa bề mặt tạo một lớp cách điện cực mỏng Al2O3 bằng phương pháp điện hóa, rồi đem quấn cùng với giấy được tẩm dung môi như quấn pháo, rồi nhét vào vỏ, bịt kín. Tụ hóa nếu cho điện áp âm vào sẽ phá hủy lớp ôxit trên bề mặt cực dương, biến nó thành điện trở -> nổ, cháy
Dung lượng của tụ nhôm từ 0.1uF-0.33F, điện áp 4-450V (điện áp càng cao thì dung lượng càng nhỏ, không có cái nào 0.33F 450V)
2. Tụ hóa khô tantalum: gần giống như tụ hóa, tantalum được phủ một lớp muối tantalum bằng phương pháp điện hóa,sau đó MnO2 (cực âm) được phủ lên trên. Trên MnO2 là than (graphit)+ bạc + điện cực âm. Vì không xài dung dịch điện phân nên nó "khô"
Dung lượng tụ khô tantalum từ 0.1uF-50uF (vì không quấn vòng vèo như nhôm nên đành ngậm ngùi với 50u), điện áp 4-50V
3. Tụ hóa tantalum cao phân tử: giống như trên nhưng thay tantalum bằng hợp chất hữu cơ cao phân tử của tantalum. Vì xài đồ hữu cơ nên chỉ có điện áp tới 6.3V nhưng dung lượng từ 150uF-220uF (tăng được 4 lần)
4. Tụ gốm: Dùng điện cực bạc hoặc niken phủ lên gốm (Vd: BaO3Ti).
Dung lượng từ 10pF~100nF, điện áp tới 15kV
5. Tụ chip (gốm): như trên nhưng xài nhiều lớp mỏng, điện áp chỉ còn tối đa 50V, dung lượng được tăng lên tới 1mF
6. Tụ mica: dùng kim loại (nhôm) phủ lên mica, cho mức chiu áp cao tới 1000V với dung lượng 0.01uF
7. Siêu tụ: cấu tạo giống pin xạc nhưng không có phản ứng hóa học giữa các điện cực và dung môi. Khi cấp điện vào tụ dung môi sẽ bị phân cực nhưng không phân hủy hay phản ứng với cực (hiệu ứng phân cực bề mặt (?) electrical double layer). Vì thế loại này chỉ cho điện áp cỡ 2-3V, muốn cao hơn thì phải đấu nối tiếp. Sử dụng than hoạt tính với diện tích bề mặt lớn + khoảng cách giữa điện cực và dung môi cỡ nguyên tử, siêu pin cho phép tạo ra dung lượng đơn vị F một cách dễ dàng (một cục pin 1600F chỉ nặng có 200gr với thể tích 135ml)

[lanhuong]

Trên diễn đàn chưa hề có ai viết về tụ điện với qui mô thế này cả, mà cũng chẳng có tài liệu nào cả Tây lẫn ta viết được như này. Hơn chục năm nay xài tụ điện té ra mình cũng như bạn Know More, "phang" bừa mà chả hiẻu gì về cấu tạo vật chất của nó.

Loại tụ hóa sinh này lần đàu nghe thấy đó nha. Vẫn biết là tụ điện có khả năng nạp xả cao gấp ngàn lần pin sạc hay accu, nếu có tụ lớn đến như vậy thì tương lai dùng tụ vài trăm Farad cho xe chạy điện thì hay biết chừng nào, vì nó chỉ cần thời gian rất ngắn để nạp.

Thay vì phải mất cả chục giờ nạp accu, chỉ còn vài phút. Công thức Q = UC, chỉ cần tăng U hay tăng C, đâu có cần gì đề cập đến thơi gian ?

Mà không lẽ còn nữa sao trời.

Bài trên mới là ... một nửa về tụ điện. Có rất nhiều nội dung không nói hết được cho nên phải viết "gọn gọn" đó thôi. Ví dụ :

1/. Siêu tụ điện đã từng được người Úc chế tạo bằng vàng (!) với các phương thức hết sức khó khăn và dĩ nhiên là ... đắt tiền. lginate trong tảo biển nâu do một nhóm các nhà KH Pháp tìm ra là xuất hiện cứu tinh và cũng là tương lai cho máy móc dùng điện, xe chạy điện, điện thoại di động và máy tính xách tay v.v... đúng như hightech nghĩ.

Xin tham khảo : http://www.vietbao.vn/Khoa-hoc/Vang-...i/20030948/188

và :

http://www.khoahoc.com.vn/view.asp?C...2&news_id=7935

Ưu điểm của tụ điện so với các phương pháp trữ năng khác (pin, accu, v.v..., thậm chí pin nhiên liệu) là tốc độ nạp rất nhanh. Nhưng nó chứa nhược điểm chính là dung lượng thấp. Vấn đề dung lượng giải quyết được --> siêu tụ điện sẽ thế chỗ của pin sạc, accu v.v...

2/. Cái tụ điện gốm đa lớp mà Know More "thắc mắc" được chế taọ bằng một kim loại quý thuộc nữ trang tên là Paladium (Pd).

Ứng dụng lớn nhất của paladi trong ngành điện tử là sản xuất tụ gốm nhiều lớp. Paladi (và các hợp kim paladi-bạc) được sử dụng như là các điện cực trong các tụ điện gốm nhiều lớp.

Nó cũng được dùng trong việc mạ các thành phần của đồ điện tử và trong các vật liệu hàn. Riêng bộ phận điện tử tiêu thụ khoảng 1,07 triệu troy oz paladi (khoảng 33 tấn) vào năm 2006, theo như báo cáo của Johnson Matthey.

Xin xem http://vi.wikipedia.org/wiki/Paladi muc "điện tử"

3/. Về tụ điện polimer của Đà Nẵng, nhiều bạn họi điện + mail + chat hỏi : "có thật không ?" Lan Hương đã phải trả lới "phát mệt". Cái hình tụ điện trong bài trên và chua là "tụ điện mica màng mỏng của Đà Nẵng" là Lan Hương lấy trên trang Web của Đà Nẵng đó.

Sản xuất các loại tụ điện màng mỏng:

* Điện dung: 0.001μF ÷ 0.47μF, điện áp: 50 ÷ 600V

* Dung sai: ±2%(G), ±5%(J), ±10%(K)

* Công suất: 120 triệu sản phẩm/năm

Xin các bạn chờ bài tiếp theo của Lan Hương về tụ điện đặc chủng, nhất là cho kỹ thuật cao tần.

Thân ái.

Lan Hương.

[lanhuong]

xin Lan Hương cho một bài về các loại tụ hay gặp!

Hôm sau Lan Hương cho bài về cuộn cảm nhé!
Mình đang băn khoăn loại tụ, cảm nào có trị số ổn định vì đang muốn làm cái mạch đo LC.

I/. Sơ lược về tụ điện.

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động bao gồm hai mặt dẫn điện gọi là khung, được phân cách bởi một chất cách điện, gọi là điện môi (không khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh...)



Giá trị của tụ điện là điện dung, được đo bằng đơn vị Farad (kí hiệu là F). Giá trị F là rất lớn nên hay dùng các giá trị nhỏ hơn như micro fara (μF), nano Fara (nF) hay picro Fara (pF).

1F=106μF=109nF=1012pF

2/. Phân loại tụ điện thường gặp.

1/. Theo tính chất lý hóa và ứng dụng : Có các loại tụ điện :

- Tụ điện phân cực : là loại tụ điện có hai đầu (-) và (+) rõ ràng, không thể mắc ngược đầu trong mạng điện DC. Chúng thường là tụ hóa học và tụ tantalium.

- Tụ điện không phân cực : Là tụ không qui định cực tính, đấu nối "thoải mái" vào mạng AC lẫn DC.



- Tụ điện hạ (thấp) áp và cao áp : Do điện áp làm việc mà có phân biệt "tương đối" này.

- Tụ lọc (nguồn) và tụ liên lạc (liên tầng) : Tụ điện dùng vào mục tiêu cụ thể thì gọi tên theo ứng dụng, và đây cũng là phân biệt "tương đối".

- Tụ điện tĩnh và tụ điện động (điều chỉnh được) : Đa số tụ điện có một trị số điện dung "danh định" nhưng cũng có các loại tụ điện cần điều chỉnh trị số cho phù hợp yêu cầu của mạch điện, như tụ điện trong mạch cộng hưởng hay dao động chẳng hạn.

2/. Theo cấu tạo và dạng thức :

- Tụ điện gốm (tụ đất) : Gọi tên như thế là do chúng được làm bằng ceramic, bên ngoải bọc keo hay nhuộm màu. Gốm điện môi được dùng là COG, X7R, Z5U v.v...



-* Tụ gốm đa lớp Là loại tụ gốm có nhiều lớp bản cực cách điện bằng gốm. Tụ này đáp ứng cao tần và điện áp cao hơn loại tụ gốm "thường" khoảng 4 --> 5 lần.

Tụ điện "gì chẳng rõ" mà anh KnowMore hỏi, chính là tụ gốm đa lớp này đây.

- Tụ giấy : Là tụ điện có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc cách nhau bằng lớp giấy tẩm dầu cách điện làm dung môi.



- Tụ mica màng mỏng : cấu tạo với các lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có cầu tạo màng mỏng (thin film) như Mylar, Polycarbonate, Polyester, Polystyrene (ổn định nhiệt 150 ppm / C).

Nhà máy Sản xuất tụ điện ICTI (công nghệ màng mỏng) Đà Nẵng là một đơn vị cung cấp linh kiện điện tử tại Việt Nam.


Tụ điện mica màng mỏng của Đà Nẵng.

-* Tụ bạc - mica : là loại tụ điện mica có bàn cực bằng bạc, khá nặng. Điện dung từ vài pF đến vài nF, độ ồn nhiệt rất bé. Tụ này dùng cho cao tần là ... hết biết.

- Tụ hóa học : Là tụ giấy có dung môi hóa học đặc hiệu --> tạo điện dung cao và rất cao cho tụ điện. Nếu bên ngoài có vỏ nhôm bọc nhựa thì còn gọi là tụ nhôm.



-* Tụ siêu hóa (Super Chimical Capacitance) : dùng dung môi đất hiếm, tụ này nặng hơn tụ nhôm hóa học và có trị số cực lớn, có thể đến hàng Farad. Tụ có thể dùng như một nguồn pin cấp cho vi xử lý hay các mạch đồng hồ (clock) cần cấp điện liên tục.

-* Tụ hóa sinh là Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng trong các thiết bị điện tử di động, dùng lginate trong tảo biển nâu làm nền dung môi --> lượng điện tích trữ siêu lớn và giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc.



- Tụ tantalium : Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ.



- Tụ vi chỉnh và tụ xoay : Có loại gốm, loại mica và loại kim loại. Thứ này nói nhiều rồi, xin không nhắc lại.

Thân ái.

Lan Hương. (còn nữa)