Sự khác biệt chính - Tụ điện gốm so với Tụ điện

Tụ gốm và tụ điện là hai loại tụ được sử dụng trong các mạch điện tử. Các Sự khác biệt chính giữa gốm và tụ điện là, trong tụ gốm, hai bản dẫn điện được ngăn cách bằng vật liệu gốm. nhưng trái lại, trong tụ điện, hai bản dẫn điện ngăn cách nhau bằng một bình điện phân và một lớp oxit kim loại..

Cấu trúc của một tụ điện

Tụ điện là một thiết bị có thể lưu trữ năng lượng điện. Mặc dù có nhiều loại tụ điện khác nhau, nhưng hầu hết chúng đều dựa trên cùng một bản thiết kế cơ bản. Hiểu một cách đơn giản, một tụ điện bao gồm hai bản dẫn điện được ngăn cách bởi một vật liệu cách điện được gọi là “chất điện môi“. Cấu trúc chính được hiển thị bên dưới:

Cấu trúc cơ bản của tụ điện

Các điện dung của tụ điện mô tả lượng điện tích mà tụ điện tích trữ được khi có một hiệu điện thế nhất định trên nó. Nếu mỗi tấm dẫn điện có diện tích

và chúng cách nhau một khoảng cách

, sau đó là điện dung

được đưa ra bởi:

ở đâu

là sự cho phép, đó là một thuộc tính của chất điện môi.

Tụ gốm là gì

Tụ điện gốm là một loại tụ điện có chất điện môi là một vật liệu gốm. Trong cấu trúc đơn giản nhất của chúng, một lớp vật liệu gốm nằm giữa hai tấm dẫn điện. Tuy nhiên, loại tụ gốm được sử dụng thường xuyên nhất là cái gọi là tụ chip nhiều lớp (MLCC). Trong MLCCs, có một số tấm dẫn điện và một vật liệu gốm được kẹp giữa mỗi cặp tấm. Về mặt hiệu quả, chúng hoạt động như thể chúng là nhiều tụ điện nhỏ song song, tạo ra một điện dung kết hợp lớn.

Tụ gốm: một lớp (trái) và nhiều lớp (phải)

Có hai loại tụ gốm chính: loại 1 và loại 2. Tụ điện loại 1 chính xác hơn và ổn định hơn trong một phạm vi nhiệt độ lớn hơn trong khi tụ điện lớp 2 mang lại hiệu quả thể tích cao hơn (nhiều điện dung hơn trên một đơn vị thể tích).

Tụ điện là gì

Tụ điện là loại tụ điện sử dụng một chất điện phân để tăng điện dung của nó. Thông thường, nhôm, tantali hoặc niobi đóng vai trò là vật liệu dẫn điện. Chất điện môi trong các tụ điện này là lớp oxit hình thành trên các kim loại này. Vì các lớp oxit này rất mỏng,

trong phương trình điện dung trên rất nhỏ làm cho điện dung của tụ điện rất cao. Trong không gian giữa các dây dẫn, có những tờ giấy được ngâm trong chất điện phân. Bản thân chất điện phân đóng vai trò là cực dương trong khi một trong các tấm kim loại đóng vai trò là cực âm.

Một số tụ điện

Tụ điện là phân cực. Điều này có nghĩa là khi chúng được kết nối với các mạch, mỗi đầu cuối cần được cung cấp đúng cực. Nếu chúng được kết nối với cực tính sai, chúng có thể trở nên rất nóng và thậm chí có thể phát nổ. Đối với tụ điện, kháng loạt tương đương (ESR) là một khái niệm quan trọng. Nếu ESR quá cao, thì dòng điện chạy qua mạch sẽ quá nhỏ. Hình dưới đây cho thấy ESR (trở kháng) của tụ điện thay đổi như thế nào theo điện trở. Mỗi đường cong hiển thị các giá trị điện dung khác nhau:

Trở kháng như một hàm của tần số đối với các tụ điện có điện dung khác nhau

Lưu ý rằng đối với mỗi loại tụ điện, có một tần số mà trở kháng ở mức tối thiểu. Tần số này là tần số cộng hưởng của tụ điện. Lưu ý rằng khi điện dung càng lớn thì tần số cộng hưởng càng nhỏ.

Sự khác biệt giữa Tụ gốm và Tụ điện

Kết cấu:

Trong tụ gốm, gốm sứ ngăn cách các bề mặt dẫn điện.

Trong tụ điện, các lớp oxit kim loại và một chất điện phân ngăn cách các bề mặt dẫn điện.

Điện môi:

Trong tụ gốm, một chất gốm tạo nên chất điện môi.

Trong tụ điện, chất điện môi bao gồm một lớp oxit rất mỏng.

Phân cực:

Tụ gốm không phân cực.

Tụ điện được phân cực.

ESR:

Tụ gốm thường có ESR thấp.

ESR trong tụ điện thường cao hơn và phụ thuộc nhiều hơn vào tần số.

Microphony:

Tụ gốm triển lãm nhạc kịch: hiệu ứng mà dao động cơ học dẫn đến nhiễu điện trong mạch.

Tụ điện không triển lãm vi âm.

Hình ảnh lịch sự:

“Sơ đồ tụ điện bản song song đơn giản” của inductiveload (bản vẽ riêng, được thực hiện trong Inkscape 0.44) [Miền công cộng], qua Wikimedia Commons

“Keramik-Scheibenkondensator” của Elcap, Jens Cả hai (tác phẩm riêng) [GFDLv1.2], thông qua Wikimedia Commons (Đã sửa đổi)

“Mlcc-Bauformen” của Elcap, Jens Cả hai (tác phẩm riêng) [GFDLv1.2], qua Wikimedia Commons (Đã sửa đổi)

“Một số kiểu khác nhau của tụ điện điện phân nhôm và tantali” của Elcap (tác phẩm riêng) [CC0 1.0], qua Wikimedia Commons

“Impedanzkurven verschiedener Kapazitätswerte aus unaerschiedlichen Kondensatorfamilien” của Elcap, Jens Both (tác phẩm riêng) [GFDLv1.2], qua Wikimedia Commons