Hệ số hấp thụ của tụ điện màng đề cập đến điều gì? Hệ số càng nhỏ thì càng tốt phải không?

Trước khi giới thiệu hệ số hấp thụ của tụ điện màng, chúng ta hãy cùng xem xét chất điện môi là gì, sự phân cực của chất điện môi và hiện tượng hấp thụ của tụ điện.

Chất điện môi

Chất điện môi là chất không dẫn điện, tức là chất cách điện, không có điện tích bên trong có thể di chuyển. Nếu chất điện môi được đặt trong trường tĩnh điện, các electron và hạt nhân của các nguyên tử điện môi sẽ thực hiện "sự dịch chuyển tương đối vi mô" trong phạm vi nguyên tử dưới tác dụng của lực điện trường, nhưng không "chuyển động vĩ mô" ra khỏi nguyên tử mà chúng thuộc về, giống như các electron tự do trong chất dẫn điện. Khi đạt đến trạng thái cân bằng tĩnh điện, cường độ điện trường bên trong chất điện môi không bằng không. Đây là sự khác biệt chính giữa các tính chất điện của chất điện môi và chất dẫn điện.

Phân cực điện môi

Dưới tác dụng của điện trường, một mômen lưỡng cực vĩ ​​mô xuất hiện bên trong chất điện môi dọc theo hướng điện trường, và một điện tích liên kết xuất hiện trên bề mặt chất điện môi, đó chính là sự phân cực của chất điện môi.

Hiện tượng hấp thụ

Hiện tượng trễ thời gian trong quá trình nạp và xả điện của tụ điện là do sự phân cực chậm của chất điện môi dưới tác dụng của điện trường. Quan niệm phổ biến cho rằng tụ điện cần được nạp đầy ngay lập tức, nhưng nó không được nạp đầy ngay lập tức; tụ điện cần phải giải phóng hoàn toàn điện tích, nhưng nó không được giải phóng hoàn toàn, và hiện tượng trễ thời gian xảy ra.

Hệ số hấp thụ của tụ điện màng

Giá trị dùng để mô tả hiện tượng hấp thụ điện môi của tụ điện màng được gọi là hệ số hấp thụ, ký hiệu là Ka. Hiệu ứng hấp thụ điện môi của tụ điện màng quyết định đặc tính tần số thấp của tụ điện, và giá trị Ka thay đổi rất nhiều đối với các loại tụ điện có điện môi khác nhau. Kết quả đo cũng khác nhau đối với các khoảng thời gian thử nghiệm khác nhau của cùng một loại tụ điện; giá trị Ka cũng khác nhau đối với các tụ điện có cùng thông số kỹ thuật, nhưng khác nhà sản xuất và khác lô sản xuất.

Vậy bây giờ có hai câu hỏi -

Câu 1. Hệ số hấp thụ của tụ điện màng có thể nhỏ nhất có thể không?

Câu 2. Hệ số hấp thụ lớn hơn có những tác hại gì?

A1:

Dưới tác dụng của điện trường: Ka càng nhỏ (hệ số hấp thụ càng nhỏ) → sự phân cực của chất điện môi (tức là chất cách điện) càng yếu → lực liên kết trên bề mặt chất điện môi càng thấp → lực liên kết của chất điện môi với điện tích càng nhỏ → hiện tượng hấp thụ của tụ điện càng yếu → tụ điện nạp và xả nhanh hơn. Trạng thái lý tưởng: Ka bằng 0, tức là hệ số hấp thụ bằng 0, chất điện môi (tức là chất cách điện) không có hiện tượng phân cực dưới tác dụng của điện trường, bề mặt chất điện môi không có lực liên kết kéo điện tích, và phản ứng nạp và xả của tụ điện không có hiện tượng trễ. Do đó, hệ số hấp thụ của tụ điện màng càng nhỏ càng tốt.

A2:

Ảnh hưởng của tụ điện có giá trị Ka quá lớn lên các mạch khác nhau thể hiện dưới nhiều hình thức khác nhau, như sau.

1) Các mạch vi sai trở thành các mạch ghép nối

2) Mạch răng cưa tạo ra sự phản hồi mạnh hơn của sóng răng cưa, do đó mạch không thể phục hồi nhanh chóng.

3) Bộ giới hạn, kẹp, biến dạng dạng sóng đầu ra xung hẹp

4) Hằng số thời gian của bộ lọc làm mịn tần số cực thấp trở nên lớn.

(5) Điểm không của bộ khuếch đại DC bị xáo trộn, trôi một chiều

6) Độ chính xác của mạch lấy mẫu và giữ giảm xuống

7) Sự trôi lệch điểm hoạt động DC của bộ khuếch đại tuyến tính

8) Tăng độ gợn sóng trong mạch nguồn

Tất cả các đặc tính về hiệu ứng hấp thụ điện môi nêu trên đều không thể tách rời khỏi bản chất “quán tính” của tụ điện, nghĩa là trong thời gian xác định, tụ điện không được sạc đến giá trị mong muốn, và ngược lại, quá trình xả cũng vậy.

Điện trở cách điện (hay dòng rò) của tụ điện có giá trị Ka lớn hơn khác với tụ điện lý tưởng (Ka=0) ở chỗ nó tăng lên khi thời gian thử nghiệm dài hơn (dòng rò giảm). Thời gian thử nghiệm hiện tại được quy định ở Trung Quốc là một phút.