Tụ điện là gì? Ứng dụng của tụ điện. Cách sử dụng tụ điện

Tụ điện là gì? Các ứng dụng của tụ điện. Tụ điện hoạt động như thế nào? Cấu tạo của tụ điện gồm có những gì bên trong. Điện áp hoạt động của tụ điện có mấy loại? Tụ điện có tác dụng gì? Đơn vị đo tụ điện là gì? Ở bài viết này xin chia sẻ đến các bạn những vấn đề trên.

Các loại tụ điện

Tụ điện là gì?

Tụ điện là linh kiện điện tử hoạt động trên nguyên lý tích trữ điện (nạp) và phóng điện. Tụ điện là linh kiện không thể thiếu trong các mạch điện tử. Ngoài ra tụ điện còn được dùng để khởi động – động cơ 1 pha; mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều,…

Tụ điện có tên tiếng Anh là ” Capacitor “, được viết tắt vần âm đầu là ” C ”

Đơn vị đo giá trị tụ điện là gì?

Đơn vị đo của tụ điện được gọi là ” điện dung “ .
Định nghĩa điện dung nói lên năng lực tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung phụ thuộc vào vào diện tích quy hoạnh bản cực, vật tư làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực, được tính theo công thức :

C = ξ. S / d

• Trong đó C : điện dung tụ điện
• ξ : hằng số điện môi của lớp cách điện .
• d : chiều dày lớp cách điện .
• S : diện tích quy hoạnh bản cực của tụ điện .

Đơn vị được dùng để đo giá trị tụ điện là Fara. Được viết tắt ” F “ .
Trong tực tế tụ điện được dùng có giá trị rất nhỏ so với 1F ara ta có các đơn vị chức năng qui đổi trị số thường dùng như sau : MicroFara ( µF ), NanoFara ( nF ), PicoFara ( pF ) .

• 1 Fara = một triệu µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F
• 1 µ Fara = 1.000 n Fara
• 1 n Fara = 1.000 p Fara

Cấu tạo của tụ điện

Tụ điện có cấu trúc là hai bản điện cực được ghép song song với nhau, ở giữa có một lớp cách điện được gọi là điện môi. Tụ điện còn được phân loại theo vật tư cách điện. Ví dụ : tụ điện giấy – lớp cách điện là giấy, tựa như ta có tụ điện gốm ( sứ ), tụ điện hóa, …

Cấu tạo tụ điện

Tụ điện nạp – xả như thế nào?

Nguyên lý hoạt động giải trí tụ điện ( ảnh nguồn Internet )

Tụ điện nạp : Quan sát mạch điện trên ta thấy rằng, khi khóa S1 đóng và khóa S2 mở thì dòng điện từ nguồn sẽ cấp cho tụ điện – tụ điện sẽ được nạp. Khi nạp đầy tụ điện sẽ không nhận nữa, dòng điện trên mạch giảm bằng 0

Tụ điện xả : Ngược lại với mạch nạp tụ, khi khóa S1 mở và khóa S2 đóng tụ điện sẽ ở trạng thái xả. Khi xả hết điện tích trong tụ điện thì dòng điện trên mạch cũng bằng 0

Tóm lại : Tụ điện có khả năng nạp – xả và lưu trữ điện như một acqui thu nhỏ. Như các bạn đã biết, dòng điện là sự di chuyển của các electron. Điểm khác biệt giữ tụ điện và acqui => Tụ điện lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. Còn acqui sinh ra các điện tích electron.

Tụ điện có công dụng gì ?

1. Tụ điện được hiểu là linh kiện điện tử có khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả. Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm => Nguyên lý tụ lọc nguồn
2. Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều.
3. Với điện AC (xoay chiều) thì tụ dẫn điện còn với điện DC (một chiều) thì tụ lại trở thành tụ lọc

Các kiểu mắc tụ điện và công thức tính giá trị tụ điện

Tụ điện cũng có 2 kiểu mắc cơ bản là : tiếp nối đuôi nhau và song song. Hoặc mắc hỗn hợp 2 loại trên .

Tụ điện mắc nối tiếp :

Giá trị điện dung tương tự ( Ctđ ) bằng tổng nghịch đảo giá trị điện dung .
Theo công thức :

 1/ C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 )
Khi mắc nối tiếp thì điện áp của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại.

U tđ = U1 + U2 + U3
Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau:

Tụ điện mắc song song :

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương tự bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại

Theo công thức : C td = C1 + C2 + C3
Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất.
Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

Ứng dụng của tụ điện

• Tụ điện là linh kiện điện tử không thể thiếu trong các bo mạch điều khiển từ công nghiệp đến dân dụng như : Tivi, tủ lạnh, máy giặt,…
• Để khởi động – động cơ 1 pha thì bắt buộc phải dùng tụ điện để kích hoạt motor. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta chọn tụ điện thích hợp. Gồm có tụ ngậm và tụ đề.
• Bên trong các máy hàn điện tử sử dụng tụ điện khá nhiều dùng nạp và phóng điện trong mạch khuếch đại. Để làm nóng chảy kim loại thì cần một dòng điện khá lớn, máy hàn cơ tăng dòng điện bằng lõi kim loại và dây đồng. Nhược điểm tiêu thụ điện cao, trọng lượng nặng.
• Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng.

Tham khảo thêm cái bài viết :

Cảm biến biến quang là gì ?

Nguyễn Long Hội
E-Mail : hoi.nguyen@huphaco.vn

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay