Không phải ai trong chúng ta cũng biết được tầm quan trọng của tụ hóa và những chức năng đặc biệt mà nó mang lại. Những chiếc tụ hóa cung cấp một nguồn năng lượng nhằm giảm nhiễu điện áp cho việc sử dụng điện của mỗi gia đình được an toàn hơn, chi tiết sẽ được cung cấp thêm thông tin trong bài viết dưới đây.
Tụ hóa là gì?
Về lĩnh vực kỹ thuật điện thì tụ hóa là một trong những công cụ cảm biến được sử dụng rộng rãi mà hầu như gia đình nào cũng có. Thực chất tụ điện hóa được hiểu rất đơn giản là một loại tụ điện phân cực có cực dương được làm bằng kim loại rồi mới tạo thành một lớp oxit cách điện giữa hai chân tụ, trên bề mặt của nó sẽ có một lớp oxit cách điện để bảo vệ tụ điện phía bên trong.
Theo tên tiếng Anh thì tụ hóa là electrolytic capacitor hay còn được biết đến là tụ điện phân như nhiều người vẫn thường biết đến. Nguyên liệu chính để làm ra các tụ điện phân chính là từ chất rắn và có một chất lỏng được phủ lên bề mặt trên cùng và có chất cách điện để bảo đảm an toàn do có lớp điện môi bằng oxit rất mỏng và bề mặt bản cực dương mở rộng nên có điện áp cao hơn nhiều.
Đơn vị mà mọi người thường nhìn thấy trên các tụ điện chính là đường cong, nó đại diện cho cực âm và cực dương. Đó chính là biểu tượng đặc trưng của tụ hóa để cho bất kỳ người nào cũng có thể phân biệt được so với các dụng cụ cảm biến khác, tụ điện hóa hiện nay có thể nhiều kiểu và nhiều loại như bằng nhôm, bằng tantali hay niobi nhưng đều có chung một tác dụng như nhau.
Cấu tạo và tính chất của tụ hoá
Khi đã hiểu tụ hóa là gì rồi thì tiếp theo không thể bỏ qua chính là về cấu tạo và tính chất của nó. Có hiểu hết được những yếu tố đấy mới có thể sử dụng hiệu quả và biết cách bảo vệ an toàn cho mình và gia đình bởi tất cả đều có liên quan đến điện nên sẽ có nguy hiểm, thông tin chi tiết về cấu tạo cũng như tính chất của tụ điện sẽ có trong những điểm dưới đây.
Cấu tạo nên một chiếc tụ hóa là gì?
Theo nghiên cứu từ các kỹ thuật viên có chuyên môn cao thì cấu tạo của một tụ hóa được tạo thành từ một lớp cách điện và hai bản cực được đặt song song với nhau. Điện môi được đặt ở giữa với mục đích sử dụng cho các linh kiện điện tử này là các chất không dẫn điện như thủy tinh, mica,….và đặc biệt không có tính dẫn điện giúp tăng khả năng tích trữ năng lượng điện cao hơn.
Tụ hóa biểu tượng cho cực âm và cực dương trong đó vị trí đặt sẽ được coi là dương còn lại phần giấy ngâm chất điện phân thì sẽ là cực âm. Tất cả chúng xếp song song và trùng lên nhau và được đặt trong một vỏ bọc hình trụ rồi mới được nối với mạch điện và bắt đầu quá trình hoạt động tụ điện hóa, phải được thực hiện đúng cấu tạo mới đảm bảo tốt nhất an toàn điện.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều tụ hóa làm bằng các chất liệu khác nhau vì vật mà tụ điện cũng có tác dụng khác nhau. Nếu sử dụng lớp không khí ở giữa hay giấy thì được gọi là gụ giấy, sử dụng gốm thì được gọi là tụ gốm còn nếu làm bằng lớp hóa chất thì được gọi là tụ điện hóa nhưng tất cả chúng đều có tính chất, nguyên lý hoạt động và công dụng như nhau.
Tính chất cần biết về tụ hóa
Tính chất thực sự của tụ hóa được thể hiện trong nguyên lý hoạt động của chúng với điện cực dương gắn với điện áp dương để cho ra được điện cực âm. Chúng ta thường thấy ký hiệu dấu cộng hoặc trừ trên tất cả các thiết bị điện, đó chính là biểu tượng được sử dụng chủ yếu thể hiện cực dương và cực âm của tụ điện mà anh em cần biết để có thể dễ dàng hơn trong việc sử dụng.
Khi công nghệ chưa phát triển thì tất cả tụ hóa đều chỉ được sản xuất bằng phương pháp truyền thống nên còn hạn chế về thời gian sử dụng gây lãng phí khi phải thay mới thường xuyên. Nếu như lớp oxit ở giữa tụ điện phân mà không được thay thế thì sẽ dễ dẫn đến hỏng cả thiết bị, vì thế mà người ta thường dùng cách nối lại tụ điện với một nguồn điện áp thông qua một điện trở.
Tính đến thời điểm hiện tại thì có rất nhiều tụ hóa được sản xuất từ dây chuyền công nghệ tiên tiến tuy có mức giá cao hơn nhưng ngược lại có thời gian sử dụng đến 2 năm. Nếu sau thời gian đó thì sẽ thực hiện cách thức thông thường để nối lại oxit và tiếp tục sử dụng, thuận tiện hơn rất nhiều nên được nhiều người lựa chọn ưu tiên hơn.
Nguyên lý hoạt động của tụ hoá
Câu hỏi đang được quan tâm nhiều nhất chính là nguyên lý hoạt động của tụ hóa là gì? Có hiểu được nguyên lý thì mới biết cách vận dụng đúng nhất cho nguồn điện sử dụng vừa bảo đảm an toàn mà vừa phát huy tốt nhất tính năng cũng như công dụng của tụ hóa, nguyên lý hoạt động của tụ điện hóa chủ yếu là phóng nạp và xả nạp sẽ được cung cấp thông tin dưới đây.
Hoạt động chủ yếu qua nguyên lý phóng nạp
Chủ yếu là tụ hóa hoạt động theo nguyên lý phóng nạp, đơn giản thì bạn đọc có thể hiểu đây chính là khả năng tích trữ năng lượng điện trong một tụ hóa. Là lựa chọn cực kỳ ưu việt để có thể thực hiện việc phóng ra các điện tích và sinh ra dòng điện cho mạch, nguyên lý này có thể thấy nó có tác dụng như một bình ắc quy.
Tuy có chức năng gần giống như bình ắc quy nhỏ nhưng điều khác biệt là tụ hóa không có khả năng sinh ra điện tích e, nó chỉ có thể nhận điện tích từ dòng điện được truyền vào và sau đó lưu trữ để sử dụng sau này. Tuy vậy nhưng tụ điện luôn có đủ lượng lưu trữ để hoạt động liên tục trong một thời gian dài, khi hết thì nó sẽ tự động nạp thêm từ nguồn điện.
Nguyên lý làm việc xả nạp của tụ hóa
Nguyên lý xả nạp của tụ hóa được hiểu là nếu như trong trường hợp mà điện áp của 2 bản mạch không có bất kỳ sự thay đổi đột ngột nào mà lại xảy ra hiện tượng biến thiên theo thời gian. Trong trường hợp này mà còn tiếp tục sử dụng thì rất dễ gây cháy, nổ nên tuyệt đối phải ngừng nguồn điện được nạp vào và để cho kho lưu trữ trong tụ hóa được xả hết ra ngoài trước đã.
Ứng dụng của tụ hoá hiện nay
Tụ hóa là dụng cụ cảm biến điện cực kỳ quan trọng cho đường truyền điện nhưng ít ai biết được công dụng thực sự của nó. Dưới đây là một số ứng dụng của tụ hóa rất thiết thực trong cuộc sống hàng ngày mà ai cũng cần phải nắm rõ để sử dụng cho hợp lý nhất:
- Nguồn điện là rất quan trọng trong cuộc sống của mỗi người và tụ hóa chính là công cụ dùng để chuyển đổi nguồn điện với mục đích làm tăng tuổi thọ của nguồn điện cũng như tránh được các hiện tượng chập cháy do quá tải đường điện.
- Một trong những phát minh rất thông minh của loài người khi sử dụng tụ hóa vào việc thiết lập nên một bộ lọc cho các thiết bị âm thanh và có tác dụng làm giảm tiếng ồn âm thanh cực tốt thường xuyên được các quán hát áp dụng hiệu quả.
- Thay thế bằng tụ điện ESR thấp với mục đích làm giảm tiêu hao và tránh hiện tượng quá nhiệt, được dùng như bộ lọc thông thấp cho các tín hiệu một chiều và hơn nữa còn có tác dụng làm sạch đầu ra đầu vào của các thiết bị tăng thời gian sử dụng được bền hơn.
Phân loại tụ hoá
Không chỉ cần hiểu về nguyên lý hoạt động hay cấu tạo của tụ hóa mà bạn đọc cần biết được chúng đang được sử dụng phổ biến trên thị trường hiện nay. Tên gọi khác nhau phụ thuộc vào chất liệu của chất cách điện bên trong tụ điện , bạn đọc cần nắm rõ thông tin để có thể dễ dàng lựa chọn cho mình tụ điện phù hợp nhất với mục đích sử dụng, cụ thể như sau:
Tụ hóa nhôm được sử dụng phổ biến nhất
Tụ hóa nhôm đứng đầu trong danh sách các loại tụ điện được sử dụng phổ biến trong tất cả các ứng dụng. Nguyên liệu thiết kế chủ yếu là bằng nhôm bao gồm 2 cuộn nhôm cùng một dải giấy thấm ở giữa, đóng khuôn và có hình dạng giống như một khối hình trụ cho người sử dụng dễ dàng phân biệt, giá trị điện rung của tụ nhôm là từ 0,1µF đến 500.000µF.
Tụ hóa Tantalum mang đến tác dụng hiệu quả nhất
Một loại tụ hóa nữa cũng đang được sử dụng rất hiệu quả đó chính là tụ điện từ chất liệu Tantalum Pentoxide. Không như tụ nhôm với tụ Tantalum có kích thước nhỏ hơn, trọng lượng thấp hơn và có quy trình hoạt động ổn định hơn rất nhiều nhưng lại có giá thành cao hơn và nếu gặp các dòng điện cao rất dễ bị hư hỏng nên chỉ nên ứng dụng với các hệ thống tin hiệu không có nhiều dòng cao.
Tụ hóa gốm thân thiện với môi trường
Tụ điện làm bằng chất liệu gốm đặc biệt được yêu thích bởi tính thân thiện với môi trường và cũng có mẫu mã rất đẹp. Giá trị thực tế điện dung của nó cao lên tới từ 1pF đến vài microfarad bởi vì bên trong không chế tạo thành cuộn như các tụ hóa khác khiến độ tự cảm thấp, thích hợp sử dụng cho các thiết bị chạy qua dòng điện có cường độ cao.
Kết luận
Bài viết trên đã cung cấp cho bạn đọc đầy đủ những thông tin về tụ hóa, một thiết bị làm điều hòa dòng điện cực kì hiệu quả. Hy vọng bài đọc trên đã trả lời một số thắc mắc mà bạn đọc đang băn khoăn và cũng hiểu hơn về một công cụ cảm biến thiết thực trong cuộc sống hàng ngày mà bấy lâu nay ta chưa từng biết về nó.