Chức năng và ứng dụng chính của tụ màng mỏng trong mạch điện xoay chiều

tôi. Tụ phim đóng các vai trò chính sau trong mạch điện xoay chiều:

1. Khớp nối/chặn DC:

Bằng cách sử dụng đặc tính "cho phép dòng điện xoay chiều và chặn dòng điện một chiều", nó truyền tín hiệu từ giai đoạn mạch này sang giai đoạn mạch khác trong khi chặn điện áp phân cực DC giữa hai giai đoạn. Nó thường được sử dụng trong các mạch tần số âm thanh và vô tuyến.

2. Lọc (liên quan trực tiếp đến điện dung):

Lọc nguồn điện: Kết hợp với cuộn cảm hoặc điện trở, nó tạo thành mạng lọc RC hoặc LC để loại bỏ nhiễu gợn trong nguồn điện xoay chiều (chẳng hạn như DC xung được chỉnh lưu) xuống đất, tạo ra nguồn DC trơn tru. Tụ màng PP thường được sử dụng trong các ứng dụng như vậy do tổn thất thấp và độ ổn định.

Khử tiếng ồn/bỏ qua: Nhiễu nhiễu tần số cao ngắn mạch (có tần số f rất cao, do đó Xc rất nhỏ) xuống đất để tránh nhiễu vào các mạch nhạy cảm. Tụ điện màng công suất nhỏ thường được sử dụng.

3. Hiệu chỉnh hệ số công suất (PFC):

Trong các tải cảm ứng như động cơ và đèn chiếu sáng, dòng điện chậm hơn điện áp, dẫn đến hệ số công suất thấp. Bằng cách kết nối song song một tụ điện dạng màng (tạo ra dòng điện dung dẫn), dòng điện cảm ứng trễ có thể được bù lại, điều chỉnh tổng dòng điện theo pha điện áp và cải thiện hiệu suất sử dụng năng lượng. Đây là ứng dụng quan trọng của tụ màng trong mạch điện xoay chiều công nghiệp.

4. Lựa chọn cộng hưởng và tần số:

Được mắc nối tiếp hoặc song song với một cuộn cảm, nó sử dụng đặc tính của Xc thay đổi theo tần số để đạt được sự cộng hưởng ở tần số cụ thể fr ( Xc = XL ). Nó được sử dụng để xây dựng các bộ dao động, mạch điều chỉnh, bộ lọc, v.v. Ví dụ, trong mạch chọn trạm của đài.

5. Vận hành và khởi động động cơ:

Động cơ xoay chiều một pha yêu cầu tụ điện để tạo ra dòng điện lệch pha, từ đó thiết lập từ trường quay cho phép động cơ khởi động và chạy. Những tụ điện này cần chịu được điện áp và dòng điện xoay chiều cao, và các tụ điện màng (đặc biệt là MKP polypropylen kim loại) được sử dụng rộng rãi do điện áp chịu được cao, tổn thất thấp và đặc tính tự phục hồi.

II. Tại sao mạch điện xoay chiều thích tụ điện màng mỏng?

So với tụ điện, tụ màng có những ưu điểm riêng trong mạch điện xoay chiều:

Không phân cực: Có thể được sử dụng trực tiếp trong các mạch điện xoay chiều thuần túy.

Suy hao thấp (giá trị Q cao): Tiếp tuyến tổn thất điện môi nhỏ, dẫn đến sinh nhiệt ít hơn và hiệu suất cao, khiến nó đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng tần số cao và công suất cao.

Điện trở cao và độ tin cậy: Nó có thể chịu được điện áp xoay chiều cao và có tuổi thọ cao.

Tự chữa lành: Khi màng kim loại bị hỏng cục bộ, lớp kim loại xung quanh điểm đánh thủng sẽ bay hơi ngay lập tức, cách ly điểm lỗi và cho phép tụ điện trở lại hoạt động bình thường, cải thiện đáng kể độ tin cậy.

Độ ổn định điện dung: Giá trị điện dung thay đổi ít khi nhiệt độ và tần số thay đổi.

Tóm tắt

Nguyên lý làm việc của tụ màng trong mạch điện xoay chiều có thể tóm tắt như sau:
Bằng cách sử dụng một chất điện môi màng mỏng cách điện, chúng trải qua quá trình sạc và phóng định kỳ dưới tác động của điện trường xen kẽ, do đó thể hiện đặc tính của dòng điện xoay chiều "đi qua" trong mạch. Trở kháng của chúng (điện dung) thay đổi theo tần số và giá trị điện dung. Dựa trên nguyên tắc này, tụ điện màng đạt được các chức năng chính như ghép, lọc, bù và cộng hưởng, trở thành thành phần thụ động không thể thiếu trong các mạch điện tử công suất và AC hiện đại.