Tụ điện là một trong những linh kiện quan trọng nhất của tất cả các thiết bị điện tử. Vì vậy, đây luôn là chủ đề được quan tâm trong các bài toán vật lý. Trong bài viết hôm nay chúng ta hãy cùng nhau đi tìm hiểu về khái niệm tụ điện và các loại tụ điện cơ bản nhất.
Nội dung chính
Khái niệm tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động cấu tạo từ hai bản cực đặt song song được ngăn cách bởi lớp điện môi. Tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng có thể cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý hoạt động phóng nạp.
Khái niệm về tụ điện
Tham khảo: Cảm biến từ là gì?
Đơn vị của tụ điện là Fara (F), 1 Fara thường có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như: 1µF=10-6F; 1ηF=10-9F; 1pF=10-12F
Ý nghĩa các thông số ghi trên tụ điện
Đơn vị của tụ điện là Fara (F), 1 Fara thường có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ, chẳng hạn như: 1µF=10-6F; 1ηF=10-9F; 1pF=10-12F. Ngoài ra, đơn vị tụ điện MFD của những loại máy công nghiệp trong thực tế thường rất lớn
Trên các loại tụ điện thường biểu thị các thông số như:
+ Trên tụ hóa thường được ghi các giá trị điện dung của tụ hóa trực tiếp trên thân tụ, có phân cực và luôn có hình trụ.
+ Tụ giấy, tụ gốm: thường có trị số ghi bằng ký hiệu và thường được đọc bằng cách lấy hai chữ số đầu rồi nhân với 10 mũ số thứ 3.
Nguyên lý phóng nạp của tụ điện
Nguyên lý hoạt động phóng nạp điện của tụ điện chính khả năng tích trữ năng lượng điện như một chiếc ắc quy nhỏ ở dưới dạng năng lượng điện trường. Nó lưu trữ hiệu quả các electron để phóng ra các điện tích để tạo ra dòng điện một chiều. Nhưng nó lại không sinh ra các điện tích electron. Đây cũng là điểm nhận biết dễ nhất giữa tụ điện với ắc quy.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tụ điện
Nguyên lý nạp xả của tụ điện biểu thị tính chất đặc trưng và cũng là điều cơ bản trong nguyên lý hoạt động của tụ điện. Nhờ tính chất này mà các tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.
Nếu điện áp giữa hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hay xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tiếng lách tách và tia lửa điện do dòng điện tăng vọt. Đây là nguyên lý nạp xả phổ biến của tụ điện.
Công dụng của tụ điện
Tác dụng của tụ điện được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng điện và lưu trữ điện tích hiệu quả. Nó được so sánh với khả năng lưu trữ như bình ắc-quy. Tuy nhiên, ưu điểm lớn nhất của tụ điện là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.
Ngoài ra, công dụng tụ điện còn cho phép dòng điện qua tụ điện là điện xoay chiều, giúp thiết bị có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều có điện dung của tụ càng lớn thì dung kháng của nó lại càng nhỏ. Tụ điện được sử dụng trong các nguồn điện có vai trò làm giảm độ gợn sóng của nguồn trong các nguồn xoay chiều, cho phép điện áp được lưu thông qua tụ điện.
Với khả năng nạp xả thông minh ngăn điện áp 1 chiều, cho dòng điện áp xoay chiều lưu thông giúp truyền tín hiệu ở giữa các tầng khuếch đại chênh lệch điện thế. Tụ điện còn có khả năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng qua phương pháp loại bỏ các pha âm.
Các loại tụ điện phổ biến nhất
Cùng với sự phát triển của khoa học-kỹ thuật hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại tụ điện khác nhau và có nhiều cách phân chia khác nhau.
Phân loại tụ điện theo tính chất hóa lý
Nếu dựa theo tính chất hóa lý thì có thế chia thành các loại cơ bản như:
+ Tụ hóa: là tụ có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ. Trên thân tụ được thể hiện giá trị điện dung, điện dung của tụ điện thường từ 0,47 µF đến 4700 µF.
+ Tụ giấy, tụ mica và tụ gốm: là tụ không phân cực, có hình dẹt và không phân biệt âm dương. Có trị số được ký hiệu bằng ba số, điện dung của tụ khá nhỏ, chỉ khoảng 0,47 µF.
+ Tụ xoay: Đúng như tên gọi của nó, cấu tạo của loại tụ điện này giúp nó có thể xoay để đổi giá trị điện dung.
+ Tụ Lithium ion: có năng lượng cực cao được dùng để tích điện 1 chiều.
Phân loại tụ điện theo hình thức
Về hình thức có hai loại tụ điện được sử dụng phổ biến nhất đó chính là tụ giấy, tụ gốm và tụ hóa hay một số những loại bạn có thể gặp trong đời sống như tụ mica màng mỏng, tụ gỗ, tụ bạc mica, tụ siêu hóa,…
+ Tụ gốm: loại tụ này được làm bằng ceramic và phía bên ngoài được bọc keo hoặc nhuộm màu.
+ Tụ giấy: có bản cực là lá nhôm và điện môi là những giấy tẩm dầu cách điện.
Với những chia sẻ trên đây, hy vọng đã giúp các bạn biết được khái niệm tụ điện. Ngoài ra, trên site của chúng tôi còn rất nhiều bài viết hay và bổ ích khác, bạn đọc hãy quay lại trang chủ để chọn đọc.
