Một trong những thành phần thụ động phổ biến nhất được sử dụng là tụ điện, được tìm thấy trong gần như mọi thiết bị điện tử từng được thực hiện. Tụ có một số ứng dụng cần thiết trong thiết kế mạch, cung cấp các tùy chọn lọc linh hoạt, giảm tiếng ồn, lưu trữ năng lượng và khả năng cảm biến cho các nhà thiết kế.
Ứng dụng bộ lọc
Kết hợp với điện trở, tụ điện thường được sử dụng như là yếu tố chính của các bộ lọc chọn lọc tần số. Các thiết kế bộ lọc có sẵn và cấu trúc liên kết rất nhiều và có thể được điều chỉnh cho tần số và hiệu suất bằng cách chọn các giá trị thành phần thích hợp và chất lượng. Một số loại thiết kế bộ lọc bao gồm:
- Bộ lọc thông cao (HPF)
- Bộ lọc thông thấp (LPF)
- Bộ lọc dải băng thông (BPF)
- Bộ lọc dừng dải tần (BSF)
- Bộ lọc notch
- Tất cả bộ lọc thông qua
- Bộ lọc cân bằng
Tách tách / By-Pass tụ
Tụ đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động ổn định của các thiết bị điện tử kỹ thuật số bằng cách bảo vệ các vi mạch nhạy cảm khỏi nhiễu trên tín hiệu điện có thể gây ra các hành vi bất thường. Tụ điện được sử dụng trong ứng dụng này được gọi là tụ tách và nên được đặt càng gần càng tốt để mỗi vi mạch có hiệu quả nhất, vì tất cả các dấu vết hoạt động như ăng-ten và sẽ nhận nhiễu từ môi trường xung quanh. Tách tách và qua-tụ điện cũng được sử dụng trong bất kỳ khu vực của một mạch để giảm tác động tổng thể của tiếng ồn điện.
Khớp nối hoặc DC Chặn Tụ
Kể từ khi tụ điện có khả năng vượt qua tín hiệu AC trong khi chặn DC, chúng có thể được sử dụng để tách các thành phần AC và DC của một tín hiệu. Giá trị của tụ điện không cần phải chính xác hoặc chính xác cho khớp nối, nhưng nó phải là một giá trị cao vì phản ứng của tụ điện dẫn đến hiệu suất trong các ứng dụng ghép nối.
Tụ Snubber
Trong các mạch có tải trọng tự cảm cao, chẳng hạn như động cơ hoặc máy biến áp, các xung điện lớn thoáng qua có thể xảy ra khi năng lượng được lưu trữ trong tải cảm ứng được xả đột ngột có thể làm hỏng các bộ phận và tiếp xúc. Áp dụng một tụ điện có thể giới hạn, hoặc snub, điện áp tăng đột biến trên mạch, làm cho hoạt động an toàn hơn và mạch đáng tin cậy hơn. Trong các mạch điện năng thấp hơn, sử dụng kỹ thuật snubbing có thể được sử dụng để ngăn chặn đột biến tạo nhiễu tần số radio không mong muốn (RFI) có thể gây ra hành vi bất thường trong mạch và gây khó khăn trong việc đạt được chứng nhận và phê duyệt sản phẩm.
Tụ điện công suất xung
Ở mức cơ bản nhất, các tụ điện là pin cực nhỏ và cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng độc đáo vượt trội so với các loại pin phản ứng hóa học. Khi rất nhiều năng lượng được yêu cầu trong một thời gian ngắn, tụ điện lớn và các tụ điện là một lựa chọn cao cấp cho nhiều ứng dụng. Tụ ngân hàng được sử dụng để lưu trữ năng lượng cho các ứng dụng như laser xung, radar, máy gia tốc hạt và railgun. Một ứng dụng phổ biến của tụ điện xung là trong flash trên một máy ảnh dùng một lần được sạc lên sau đó nhanh chóng thải qua đèn flash, cung cấp một xung lớn của hiện tại.
Ứng dụng mạch cộng hưởng hoặc điều chỉnh
Trong khi điện trở, tụ điện và cuộn cảm có thể được sử dụng để tạo bộ lọc, một số kết hợp nhất định cũng có thể dẫn đến cộng hưởng khuếch đại tín hiệu đầu vào. Các mạch này được sử dụng để khuếch đại tín hiệu ở tần số cộng hưởng, tạo ra điện áp cao từ đầu vào điện áp thấp, như bộ dao động, và như bộ lọc điều chỉnh. Trong các mạch cộng hưởng, phải cẩn thận để chọn các thành phần có thể tồn tại điện áp mà các thành phần nhìn thấy trên chúng hoặc chúng sẽ nhanh chóng thất bại.
Ứng dụng cảm biến điện dung
Cảm biến điện dung gần đây đã trở thành một tính năng phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng tiên tiến, mặc dù cảm biến điện dung đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong nhiều ứng dụng cho vị trí, độ ẩm, mức chất lỏng, kiểm soát chất lượng sản xuất và gia tốc. Cảm biến điện dung hoạt động bằng cách phát hiện một sự thay đổi trong điện dung của môi trường địa phương thông qua một sự thay đổi trong điện môi, một sự thay đổi khoảng cách giữa các tấm của tụ điện, hoặc một sự thay đổi trong khu vực của một tụ điện.
Tụ điện an toàn
Một vài biện pháp phòng ngừa an toàn nên được thực hiện với các tụ điện. Là thành phần lưu trữ năng lượng, tụ điện có thể lưu trữ một lượng năng lượng nguy hiểm có thể gây ra các cú sốc điện tử vong và thiết bị gây hại ngay cả khi tụ điện bị ngắt kết nối khỏi nguồn điện trong một khoảng thời gian đáng kể. Vì lý do này, nó luôn luôn là một ý tưởng tốt để xả tụ điện trước khi làm việc trên các thiết bị điện.
Tụ điện phân dễ bị hỏng trong điều kiện nhất định, đặc biệt nếu điện áp trên tụ điện phân cực bị đảo ngược. Tụ điện được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao và điện áp cao cũng có thể không thành công khi các vật liệu điện môi bị phá vỡ và bốc hơi.