Hướng phát triển của đề tài...15 Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong các mạch lọc, mạch dao động và mạch truyền dẫn tín hiệ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ─────── * ──────── BÁO CÁO NHÓM HỌC PHẦN: VẬT LÝ I TỤ ĐIỆN Sinh viên thực : Lê Trung Tín Lê Thế Tính Hồng Đình Tiến Nguyễn Trần Ngun Thu Ngơ Đức Thơng Lớp - Khóa : 2023DHDKTD03 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Thiện Hà Nam,tháng năm 2024 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Bảng phân công công việc I CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TÁC DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN .4 Tổng quát tụ điện Cấu tạo loại tụ điện Các loại tụ điện Nguyên lý hoạt động,tác dụng tụ điện Ứng dụng tụ điện thực tế II CÁCH TÍNH ĐIỆN DUNG, CÁCH ĐỌC THƠNG SỐ TỤ ĐIỆN Cách tính điện dung Cách đọc thông số tụ điện III KẾT QUẢ&KẾT LUẬN 15 Kết đạt 15 Hướng phát triển đề tài 15 IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 LỜI NÓI ĐẦU Tụ điện linh kiện điện tử thụ động quan trọng ứng dụng rộng rãi mạch lọc, mạch dao động mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều Đây linh kiện phổ biến mà chắn nghe Chẳng hạn môn học vật lý hay sống ngày Đặc biệt lĩnh vực điện tử,cơ khí, máy móc tụ điện linh kiện phổ biến quan trọng Yêu cầu sinh viên, học viên khối ngành kĩ thuật có chuẩn bị, tìm hiểu để phục vụ cho lĩnh vực học tập nghiên cứu Bản báo cáo nhóm thực cung cấp thông tin kiến thức tụ điện như: cấu tạo, tác dụng tụ điện mạch điện, loại tụ điện, cung cấp thông tin kĩ việc tính điện dung tụ điện cầu tụ phẳng, cách xác định thông số tụ điện, Phục vụ cho mục đích học tập nghiên cứu thông qua tập thực nghiệm sinh viên sau Bản báo cáo thành viên thực hoàn thiện, kiến thức tìm kiếm thu thập thơng qua nguồn internet, trình xem xét chấm điểm, trình bày có phần nhầm lẫn, sai sót, mong người bỏ qua.Nhóm xin chân thành cảm ơn! Bảng phân công công việc Tên thành viên Cơng việc Lê Trung Tín Nguyễn Trần Thu Lê Thế Tính Viết báo cáo Nguyên Chuẩn bị nội dung Chuẩn bị nội dung Hồng Đình Tiến Làm PowerPoint Ngơ Đức Thơng Làm PowerPoint Thời gian hồn thành Mức độ hoàn thành I CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG TÁC DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN Tổng quát tụ điện Tụ điện có tên gọi tiếng anh là Capacitor viết tắt chữ "C". Tụ điện linh kiện có cực thụ động lưu trữ năng lượng điện hay tích tụ điện tích bề mặt dẫn điện trong điện trường. bề mặt dẫn điện tụ điện ngăn cách điện môi (dielectric) - chất không dẫn điện như giấy, giấy tẩm hố chất, gốm, mica Có nhiều loại tụ điện khác phân loại dựa cấu tạo tụ điện Khi bề mặt có chênh lệch điện thế, cho phép dòng điện xoay chiều qua Các bề mặt có điện tích điện lượng trái dấu Người ta coi tụ điện ắc qui mini khả lưu trữ lượng điện Tuy nhiên, cấu tạo tụ điện nguyên lý làm việc tụ điện với ắc qui hoàn toàn khách Hãy xem chi tiết điều phần Đơn vị tụ điện Fara Kí hiệu tụ điện mạch điện Cấu tạo loại tụ điện Cấu tạo tụ điện bao gồm hai dây dẫn điện thường dạng kim loại Hai cực đặt song song ngăn cách lớp cách điện điện môi. Được biết, điện môi sử dụng tụ điện phải chất không dẫn điện Ví dụ thủy tinh, giấy tẩm hóa chất, mica, màng nhựa, khơng khí,… Nhờ tính khơng dẫn điện mà tụ điện tăng khả tích trực điện tối đa Hình Cấu tạo chi tiết tụ điện Dây dẫn tụ điện sử dụng giấy bạc, màng mỏng, Các loại dây dẫn nối với tụ điện thường đặt máng cáp mạ kẽm điện phân Vị trí giúp bảo vệ hệ thống điện Đồng thời mang lại khả an tồn, tiết kiệm khơng gian tăng tính thẩm mỹ Nếu cần sửa chữa bảo trì dễ dàng, thuận tiện nhiều Điện môi sử dụng cho tụ điện chất không dẫn điện gồm thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa khơng khí Các điện mơi khơng dẫn điện nhằm tăng khả tích trữ lượng điện tụ điện Các loại tụ điện Tụ hóa: Là loại tụ có hình trụ phân cực âm (-), dương (+) Bạn xem giá trị điện dung thân tụ Loại tụ thường có điện dung từ 0,47 µF 4700 µF. Tụ gốm, tụ giấy tụ mica: Là loại tụ có hình dẹt, khơng phân cực âm dương Các trị số tụ ký hiệu thân số Loại tụ có số điện dung nhỏ khoảng 0,47 µF. Tụ xoay: Đây loại tụ có cấu tạo đặc biệt Chính thế, xoay để thay đổi giá trị điện dung. Tụ Lithium ion: Loại tụ có lượng lớn thường dùng để tích điện chiều Hình Tụ điện có đa dạng cấu tạo, nên tùy tình dùng cho phù hợp với máy móc Nguyên lý hoạt động,tác dụng tụ điện a) Nguyên lý Nguyên lý phóng nạp tụ điện hiểu khả tích trữ lượng điện ắc qui nhỏ dạng lượng điện trường Nó lưu trữ hiệu electron phóng điện tích để tạo dịng điện Nhưng khơng có khả sinh điện tích electron Đây điểm khác biệt lớn tụ điện với ắc qui Nguyên lý nạp xả tụ điện tính chất đặc trưng điều nguyên lý làm việc tụ điện Nhờ tính chất mà tụ điện có khả dẫn điện xoay chiều Nếu điện áp hai mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp xả tụ dễ gây tượng nổ có tia lửa điện dòng điện tăng vọt Đây nguyên lý nạp xả tụ điện phổ biến b) Tác dụng Tác dụng tụ điện biết đến nhiều khả lưu trữ lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu Nó so sánh với khả lưu trữ ắc qui Tuy nhiên, ưu điểm lớn tụ điện lưu trữ mà khơng làm tiêu hao lượng điện Ngồi ra, cơng dụng tụ điện cịn cho phép điện áp xoay chiều qua, giúp tụ điện dẫn điện điện trở đa Đặc biệt tần số điện xoay chiều (điện dung tụ lớn) dung kháng nhỏ Do nguyên lý hoạt động tụ điện khả nạp xả thông minh, ngăn điện áp chiều, cho điện áp xoay chiều lưu thơng giúp truyền tí hiệu tầng khuyếch đại có chênh lệch điện Tụ điện cịn có vai trị lọc điện áp xoay chiều thành điện áp chiều phẳng cách loại bỏ pha âm Ứng dụng tụ điện thực tế Tụ điện dùng để làm gì? Với cơng dụng tụ điện đây, người ta ứng dụng tụ điện vào thực tế: Ứng dụng tụ điện sử dụng phổ biến kỹ thuật điện điện tử Ứng dụng hệ thống âm xe tụ điện lưu trữ lượng cho khuyếch đại sử dụng Tụ điện để xây dựng nhớ kỹ thuật số động cho máy tính nhị phân sử dụng ống điện tử Trong chế tạo đặc biệt vấn đề quân sự, ứng dụng tụ điện dùng máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, Ứng dụng tụ điện thực tế lớn việc áp dụng thành cơng nguồn cung cấp lượng, tích trữ lượng nhiều tác dụng tụ điện xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh, Hiện nay, hầu hết sản phẩm bếp từ trang bị tụ điện Nó khơng năm linh kiện quan trọng thiết bị điện từ Mà linh kiện quan trọng bậc bo mạch bếp từ II CÁCH TÍNH ĐIỆN DUNG, CÁCH ĐỌC THƠNG SỐ TỤ ĐIỆN Cách tính điện dung Tụ điện cầu Trong R1 bán kính mặt cầu bên R2 bán kính mặt cầu bên ngồi Tụ điện phẳng Trong đó: S: Diện tích đối diện bản ( ) d: Khoảng cách hai tụ (m) ε: Hằng số điện môi môi trường hai tụ Cách đọc thông số tụ điện Cách đọc tụ điện lớn Đọc giá trị tụ điện lớn dựa vào ký hiệu đơn vị tụ Đọc giá trị tụ điện dựa vào ký hiệu tụ điện. Ký hiệu tụ điện bao gồm số đơn vị đo lường Hướng dẫn đọc đơn vị đo lường Đơn vị tụ điện Farad (ký hiệu F) Ngoài ra, giá trị điện dung nhỏ ký hiệu MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF) Cách quy đổi sau: 1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F 1 µ Fara = 1.000 n Fara 1 n Fara = 1.000 p Fara Công thức quy đổi khác 1 µF, uF (microfarad) = 10^-6 farad 1 mF (millifarads) = 10^-3 farad 1 nF ( nanofarad) = 10^-9 farad 1 pF, mmF uuF = picofarad = 10^-12 farad Cách đọc trị số tụ điện Cách đọc tụ điện đọc giá trị điện dung ghi tụ Hiện nay, đa số tụ điện có ký hiệu giá trị mặt Những loại tụ điện lớn ký hiệu Farrad, tụ nhỏ ghi MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF) Khi đọc tụ điện bạn lưu ý Bạn không cần quan tâm đến hững chữ viết hoa đơn vị Ví dụ: “MF” ký hiệu millifarad “mf”, dây megafarad, dù chữ viết tắt SI Một ví dụ khác, chữ “fd” dùng để ký hiệu farad Tương tự “mmfd” tương ứng với “mmf” Bạn cần ý với ký hiệu có chữ “564m” dùng cho loại tụ điện nhỏ Đọc giá trị tụ điện với dung sai Tụ điện thường ghi giá trị dung sai hay giá trị dự kiến điện dung với giá trị ghi Ví dụ tụ ghi 6000uF +50%/-70% có nghĩa tụ có điện dung cao tới 6000uF + (6000 * 0.5) = 9000uF, thấp tới 6000 uF – (6000uF * 0.7) = 1800uF Kiểm tra giá trị điện áp tụ Khi đọc trị số tụ điện, bạn thấy giá trị điện áp ghi linh kiện Khi đó, cách đọc giá trị tụ điện có điện áp đơn giản Bạn cần quan sát tụ có đơn vị điện áp ký hiệu V, VDC, VDCW, WV Đây loại điện áp tối đa mà tụ hoạt động Trong đó: 1 kV = 1.000 vôn 2E = 250 vôn 10 Nếu tụ khơng có giá trị điện áp, bạn cần dùng với mạch điện áp thấp Với tụ dùng cho mạch xoay chiều có ký hiệu VAC Bạn không nên dùng loại tụ chiều khơng có kiến thức cách chuyển đổi điệp áp Khi đó, iệc dùng tụ điện xoay chiều an toàn cho mạch xoay chiều Cách đọc tụ điện với dấu “+” “-” Thêm cách đọc thơng số tụ điện chân có ký hiệu dấu +, - Đây ký hiệu phân cực tụ điện Khi đó, bạn cần kết nối chân “=” tụ với đầu dương mạch, tương tự với chân “-” Cách đọc tụ điện nhỏ Ngoài việc tìm hiểu cách đọc giá trị tụ điện lớn, bạn cần biết cách đọc số tụ điện nhỏ Nguyên nhân tụ điện nhỏ khó đọc kích thước bé nên khơng ký hiệu đầy đủ giá trị tụ Do vậy, bạn cần ý đọc trị số tụ điện nhỏ cách Ghi hai chữ số giá trị điện dung Giá trị tụ điện nhỏ ghi theo mã tiêu chuẩn EIA Đầu tiên, bạn cần ghi lại hai chữ số đầu tiên, tiếp đo vạn dựa theo đoạn mã để đọc điện dung Nếu mã bắt đầu hai chữ số chữ hai chữ số giá trị điện dung tụ điện Bạn bỏ qua để tìm đơn vị Nếu hai ký tự đầu có chữ cái, bạn cần bỏ qua xuống hệ thống chữ Trong ba ký tự số thực bước Đọc tụ điện nhỏ bắt đầu với hai chữ số Dùng chữ số thứ ba để làm số lũy thừa 10 Bạn thực tính giá trị điện dung với ba số sau: 11 Chữ số thứ từ – 6: Số thêm nhiêu chữ số vào số đầu Ví dụ: 253 => 25 x 10^3 = 25.000 Chữ số thứ ba 8: bạn nhân với 0,01 Ví dụ: 278 => 27 x 0,01 = 0,27 Nếu chữ số thứ ba 9: nhân với 0,1 ( VD: 209 => 20 x 0,1 = 2,0) Hướng dẫn cách tính mã điện dung có chữ số Đầu tiên, bạn cần biết đơn vị điện dung để đọc tụ Các tụ điện nhỏ gốm, phim… thường có đơn vị picofarad (pF) Trong đó: 1 pF = 10^-12 farad. Cách tính mã điện dung có ba chữ số Các tụ điện lớn loại điện phân nhơm hình trụ hai lớp thường dùng đơn vị là microfara (uF µF) Trong đó: uF= 10^-6 farad Tụ điện có đơn vị sau chữ p (picofarad), n (nanofarad), u (microfarad) Đọc mã có chứa chữ Với trường hợp mã tụ điện có chữ hai ký tự đầu có khả xảy Khi chữ R: Đây chữ để thay dấu thập phân với điện dung pF Ví dụ: mã 5R1 có nghĩa 5.1pF Khi chữ u, n p: đơn vị điện dung thay cho dấu thập phân Ví dụ: n51 0,51 nF; 6u2 6,2 uF Với mã ghi “1A53”: ký hiệu mã: 1A điện áp, 253 điện dung Cách đọc tụ điện gốm Cách đọc trị số điện dung tụ gốm Cách đọc trị số điện dung tụ gốm đơn giản với hai chân Tụ gốm thường có ký hiệu chữ số chữ Trong đó, chữ có nghĩa dung sai tụ điện để xác định khoảng giá trị điện dung tụ 12 Cách đọc tụ điện gốm Cách đọc tụ điện gốm sau: B = ± 0,1 pF C = ± 0,25 pF D = ± 0,5 pF cho tụ điện 10 pF, ± 0,5% cho tụ điện 10 pF F = ± pF ± 1% G = ± pF ± 2% J = ± 5% K = ± 10% M = ± 20% Z = + 80% / -20% Trong trường hợp khơng có dung sai chữ ghi tụ trường hợp xấu Đây cách đọc trị số tụ điện dán, cách đọc trị số điện trở tụ điện cuộn cảm Bạn thực tương tự Hướng dẫn đọc dung sai theo số – chữ – số Đối với tụ điện ghi theo dạng số – chữ – số Bạn tham khảo cách đọc số liệu tụ điện sau: Ký hiệu đầu tiên: thể nhiệt độ tối thiểu Trong đó, Z = 10ºC, Y = 30ºC, X = -55ºC Ký hiệu thứ hai: thể nhiệt độ tối đa Trong đó, = 45ºC, = 65ºC, = 85ºC, 6=105ºC, = 125ºC Ký hiệu thứ ba: có nghĩa điện tích dung phạm vị nhiệt độ Khoảng dao động xác từ A = ± 1.0%, đến độ xác thấp tụ là V = +22.0% / – 82% R ký hiệu phổ biến với R= ± 15% Mã điện áp phổ biến tụ Bạn tham khảo mã phổ biến điện áp tối đa ghi tụ điện chiều 13 Đọc mã có chứa chữ Với trường hợp mã tụ điện có chữ hai ký tự đầu có khả xảy Khi chữ R: Đây chữ để thay dấu thập phân với điện dung pF Ví dụ: mã 5R1 có nghĩa 5.1pF Khi chữ u, n p: đơn vị điện dung thay cho dấu thập phân Ví dụ: n51 0,51 nF; 6u2 6,2 uF Với mã ghi “1A53”: ký hiệu mã: 1A điện áp, 253 điện dung 14 III.KẾT QUẢ&KẾT LUẬN Kết đạt a) Kiến thức: - Nắm vai trò, kiến thức, tác dụng, tụ điện - Quan sát cấu tạo, trình bày kí hiệu, số liệu kĩ thuật cơng dụng linh kiện điện tử: điện trở, tụ điện, cuộn cảm - Đọc số liệu kĩ thuật - Biết cách tính điện dung tụ điện b) Kĩ năng: - Nắm kỹ việc nhận dạng, phân biệt loại linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn cảm - Có thể tính tốn hiểu cách tính điện dung tụ điện, tập, tập thực hành - Có kĩ làm việc nhóm bao gồm viết báo cáo, làm PowerPoint, lấy thông tin, Hướng phát triển đề tài Tụ điện linh kiện điện tử quan trọng phổ biến lĩnh vực kĩ thuật, báo cáo phần nhỏ kiến thức thiết bị, ta sâu tìm hiểu thêm loại tụ điện, nhiều ứng dụng, cách chế tạo vai trò thiết bị tụ điện, Ngoài tụ điện có nhiều linh kiện điện tử khác ta tìm hiểu q trình học tập thực hành 15 IV.TÀI LIỆU THAM KHẢO Bản báo cáo tham khảo đa số thông tin từ nhiều nguồn khác internet, ví dụ trang wed linh kiện điện tử, báo khoa học, tài liệu từ sách giáo khoa, giáo án giáo viên, giảng viên 16