Tụ điện là một trong số các linh kiện điện tử phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều bài toán. Vậy bạn đã biết tụ điện là gì, công dụng, cấu tạo và các loại tụ điện hiện nay chưa? Nếu chưa hãy đi tìm câu trả lời ngay trong bài viết dưới đây nhé!
Tóm tắt
Tụ điện là gì?
Khái niệm tụ điện như sau. Tụ điện là một thiết bị điện tử không thể thiếu trong các mạch dao động, mạch lọc cũng như các loại mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều. Tụ điện trong tiếng Anh có tên gọi là Capacitor, ký hiệu tụ điện là chữ “C”. Nó được cấu tạo từ hai bề mặt dẫn điện, hai bề mặt này đặt song song nhau và được ngăn cách bởi điện môi như: giấy, mica, gốm, giấy tẩm hóa chất,…
Tụ điện có 2 chân có thể ở dạng không phân cực hoặc phân cực. Với tụ điện phân cực thì người dùng cần cấp đúng điện áp để tụ điện có thể hoạt động ổn định.
Để đo tụ điện ta sử dụng đơn vị Fara, được ký hiệu là F.
1 Fara = 1000.000µ Fara = 1000.000.000ŋ F = 1000.000.000.000 pF
1 µ Fara = 1000 ŋFara
1 ŋFara = 1000 p Fara
Công thức tính tụ điện như sau: C = ξ . S / d
Trong đó:
C: Điện dung của tụ điện (F)
ξ: Hằng số điện môi của lớp cách điện
d: Chiều dày của lớp cách điện
S: Diện tích bản cực của tụ điện
Còn dòng điện chạy qua tụ điện được gọi là dòng điện dịch. Ngoài ra, rất nhiều người thắc mắc tụ điện ngậm là gì? Siêu tụ điện là gì? Tụ điện phẳng là gì? Tụ điện cd60 là gì? Đơn vị tụ điện mfd là gì?,…
Cách tích điện cho tụ điện
Để tích điện cho tụ điện người ta nối hai bản tụ vào hai cực của nguồn điện.
Điện tích của tụ điện chính là độ lớn điện tích trên mỗi bản.
Cấu tạo – Nguyên lý phóng nạp của tụ điện
Cấu tạo tụ điện
Tụ điện có cấu tạo khá đơn giản, bao gồm có 2 bộ phận chính sau đây:
- Hai bản cực: Hai bản cực này có khả năng dẫn điện và chúng được đặt song song với nhau.
- Điện môi: Đây chính là các chất không dẫn điện. Trong phân tử của điện môi thì số lượng các điện tích tự do rất ít vì vậy khả năng mang điện của điện môi rất kém. Các chất liệu dẫn điện kém thường được dùng để làm điện môi.
Còn tụ điện thì được cấu tạo thành hai hình dạng khác nhau đó là dạng hình trụ và dạng dẹt. Mỗi dạng sẽ là một loại tụ riêng biệt.
Nguyên lý phóng nạp của tụ điện
Tụ điện tích điện bằng cách lưu trữ các electron và dẫn dòng điện xoay chiều bằng tính chất phóng nạp. Nếu như điện áp 2 bản mạch trong tụ không thay đổi đột ngột mà nó lại biến thiên theo thời gian thì rất dễ gây ra tình trạng cháy nổ khi nạp điện hoặc là xả tủ do dòng điện tăng đột ngột. Đây chính là nguyên lý nguyên lý nạp xả của tụ điện.
Công dụng của tụ điện
Đã hiểu tụ điện là gì nhưng nếu chưa biết công dụng tụ điện thì bạn cũng không thể sử dụng chúng hiệu quả. Hôm nay chúng tôi sẽ giải thích công dụng của tụ điện cho bạn.
– Tụ điện là thiết bị có khả năng lưu trữ năng lượng điện và lưu trữ điện tích hiệu quả. Hiện nay nó được so sánh với khả năng lưu trữ điện như ắc quy. Nhưng ưu điểm lớn nhất của tụ điện đó là dù nó lưu trữ điện như nó lại không làm tiêu hao năng lượng điện.
– Tụ điện còn cho phép điện xoay chiều đi qua, nó giúp tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt, khi tần số điện xoay chiều thì lúc này dung kháng sẽ càng nhỏ. Vì vậy, có thể nói rằng đây chính là trợ thủ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.
– Tụ điện hoạt động dựa trên nguyên lý phóng nạp thông minh, ngăn điện áp một chiều. Cho điện áp xoay chiều lưu thông và truyền đi tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện thế.
– Công dụng cuối cùng của tụ điện đó là lọc điện xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng cách loại bỏ pha âm.
Ý nghĩa các thông số ghi trên tụ điện giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn về tụ điện.
Phân loại tụ điện
Dựa vào vật liệu cấu tạo nên điện môi của tụ điện:
- Tụ điện hóa học: Được sử dụng giấy tẩm hóa chất để làm điện môi. Nó đựoc thiết kế hình trụ và có sự phân cực âm (-) dương (+) ở hai đầu nên bạn không thể đấu nối tùy ý.
- Tụ giấy: Đây là loại tụ có bản cực là lá nhôm và điện môi là giấy tẩm dầu.
- Tụ gốm: Tụ này được làm từ ceramic, bên ngoài nhuộm màu hoặc là bọc keo.
- Tụ mica: Tụ điện này sử dụng nhựa màng mỏng hoặc là sử dụng mica để làm điện môi.
- Tụ Tantalum: Tụ điện này sử dụng bản cực nhôm và gel tantal làm điện môi.
- Tụ hóa sinh: Alginate trong tảo biển nâu được sử dụng làm dung môi.
- Tụ siêu hóa: Tụ này sử dụng đất hiếm để làm điện môi.
Dựa vào tính chất cũng như ứng dụng
- Tụ điện phân cực: Tụ điện này thường là tụ titanium hoặc tụ hóa học. Nó cũng thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc là dùng để lọc nguồn.
- Tụ điện không phân cực: Tụ này có hình dẹt và không phân biệt cực tính nên chúng ta có thể thoải mái đấu nối tụ với các mạng điện khác nhau.
- Tụ điện tĩnh và tụ điện động: Tụ điện động là tụ có thể điều chỉnh trị số sao cho phù hợp với yêu cầu của mạch. Còn tụ điện tĩnh là chỉ những tụ điện không có khả năng điều chỉnh trị.
- Tụ điện xoay: Là loại tụ có khả năng xoay và làm thay đổi giá trị điện dung của tụ điện.
- Tụ điện cao áp và hạ áp: Được phân loại theo điện áp làm việc. Nhưng cách phân loại này chỉ mang tính tương đối.
- Tụ lọc và tụ liên lạc: Tụ này dựa theo mục tiêu cụ thể để gọi tên tụ theo ứng dụng của chúng đó là lọc và liên lạc.
Đến đây, chắc hẳn bạn đọc cũng đã hiẻu rõ tụ điện là gì, ứng dụng của tụ điện và các kiến thức liên quan đến tụ điện. Hy vọng chúng sẽ có ích cho các bạn trong cuộc sống.
