Tụ điện và nguyên lý làm việc của tụ điện là gì? Bạn đã biết chưa?

Gần như hầu hết các thiết bị điện trong gia đình của chúng ta đều có tụ điện, nhưng liệu tất cả chúng ta đã biết chúng là gì. Công dụng của chúng để làm gì và nguyên lý làm việc ra sao. Để trả lời được những câu hỏi đó thì chúng ta hãy tham khảo bài viết dưới đây.

Khái niệm của tụ điện là gì?

Tụ điện được hiểu là một linh kiện điện tử. Chúng có cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song và được ngăn cách bởi lớp điện môi không dẫn điện (Giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica…).

Khi xuất hiện chênh lệch điện thế ở hai bản mặt, thì ở các bản mặt sẽ xuất hiện điện tích trái dấu nhưng cùng điện lượng.

Tụ điện có tính chất cho dòng điện xoay chiều đi qua  và cách điện 1 chiều nhờ nguyên lý phóng nạp.

Tụ điện thường được sử dụng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nhiễu,  lọc nguồn, mạch tạo dao động và mạch truyền tín hiệu xoay chiều,.vv…

• Tụ điện là Capacitior và được ký hiệu là C
• Đơn vị là Fara (ký hiệu là F), Trong đó, 1F = 10-6 MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

Cấu tạo chi tiết của tụ điện là gì?

Xét về cấu tạo, tụ điên bao gồm:

• Hai bản mặt được đặt song song với nhau. Chúng được ngăn cách bởi một lớp điện môi.
• Điện môi sử dụng trong tụ điện: các chất không dẫn điện như thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí….

Tên gọi của các tụ điện được gọi tùy thuộc vào chất liệu cách điện ở giữa các bản cực. Ví dụ ta có tụ không khí vì nếu như lớp cách điện là không khí. Tụ giấy nếu chất liệu cách điện là giấy. Nếu là gốm ta có tụ gốm, hoặc là lớp hóa chất thì cho ta tụ hóa.

• Tụ hóa: luôn có hình trụ  và có phân cực (-), (+). Giá trị điện dung thường được ghi trên thân trong khoảng từ 0,47 µF đến 4700 µF
• Tụ giấy, tụ mica và tụ gốm: có hình dẹt và không phân cực, không có sự phân biệt âm dương. Giá trị điện dung thường được ghi trên thân và khá nhỏ, chỉ khoảng 0,47 µF
• Tụ xoay: tụ này thường được lắp trong các đài Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi dò đài và giá trị điện dung có thể thay đổi bằng cách xoay tụ.
• Tụ Lithium ion: dùng để tích điện 1 chiều và có năng lượng cực cao

Nguyên tắc hoạt động của tụ điện

Nguyên tắc hoạt động của tụ điện là đựa trên nguyên lý phóng nạp và nguyên lý nạp xả. Nguyên lý phóng nạp được hiểu là tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng điện như một ắc qui nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường, lưu trữ và phóng ra các electron để tạo ra dòng điện.

Bên cạnh đó, có một điểm khác biệt lớn của tụ điện với ắc qui chính là khả năng sinh ra các điện tích electron của tụ điện mà ac qui không có.Còn nguyên lý nạp xả là tính chất đặc trưng và cũng là nguyên lý cơ bản trong hoạt động của tụ điện. Nhờ nó mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Công dụng của tụ điện là gì?

Tụ điện chiếm vai trò quan trọng không thể thay thế được, cụ thể như sau:

• Chúng giống như ắc-qui có khả năng tích điện và lưu trữ năng lượng điện hiệu quả. Nhưng điểm khác biệt giữa tụ điện và acqui là  tụ điện có khả năng lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.
• Tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng vì nó có khả năng cho phép điện áp xoay chiều đi qua. Giúp cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện do tần số điện xoay chiều càng lớn thì dung kháng càng nhỏ.
• Giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch điện thế do nguyên lý nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho phép điện áp xoay chiều lưu thông.
• Công dụng lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều

Các cách mắc tụ điện phổ biến hiện nay là gì?

Tụ điện và cách mắc nối tiếp

Nếu có 2 tụ được mắc nối tiếp : C tđ = C1.C2 / ( C1 + C2 )

Còn nếu 3 tụ được mắc nối tiếp : 1 / C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 )

Và điện áp tương đương: U tđ = U1 + U2 + U3

Các tụ điện được mắc song song

Điện dung tương đương có giá trị bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại nếu các tụ điện mắc song song Ctđ = C1 + C2 + C3

Những ứng dụng trong cuộc sống của tụ điện

Trong cuộc sống tụ điện được sử dụng nhiều trong các thiết bị điện tử. Và được coi là một trong những linh kiện không thể thiếu.

Tụ điện sử dụng trong mạch lọc nguồn.

Trong mạch lọc nguồn này được sử dụng tụ hóa. Nó có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ.

Tụ điện được sử dụng trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông.

• Tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuyếch đại trong hệ thống âm thanh xe hơi
• Tụ điện được sử dụng để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử
• Đặc biệt sử dụng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,…
• Ứng dụng chính trong việc tạo nguồn cung cấp năng lượng. Chúng tích trữ năng lượng, xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,
• Đặc biệt trong việc sản xuất bếp từ mà chúng ta sử dụng hàng ngày.

Trên đây là tất cả những thông tin liên quan đến tụ điện. Hi vọng rằng bạn đã nhận được những câu trả lời cho mình về tụ điện.