Tụ điện là gì? Cấu tạo, nguyên lý tụ điện trong mạch

Bạn biết gì về tụ điện trong các linh kiện điện tử đang sử sụng hiện nay?. Cũng như nguyên lý hoạt động của tụ trong các mạch điện ứng dụng của gia đình đều sử dụng. Nhưng vẫn không biết công dụng của các tụ thế nào?. Bài viết này sẽ giúp cho bạn và gia đình có thêm kiến thức về linh kiện điện này.

Tụ điện là gì?

Nói về tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động được cấu tạo bởi hai bản cực thiết kế đặt song song được ngăn cách bởi lớp điện môi. Nếu như có hiện tượng chênh lệch điện tại hai bền mặt, thì các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng trái dấu.

Tụ điện có tính chất cách của dòng điện một chiều nhưng vẫn cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ vào nguyên lý phóng nạp. Chúng sử dụng khá phổ biến trong các mạch điện tử như: mạch tạo dao đông, bộ lọc nguồn, các thiết bị lọc nhiễu, bộ mạch truyền tính hiệu xoay chiều…

Ký hiệu:

Tụ có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior

Đơn vị:

là Fara (F), Trong đó : 1 Fara: 1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara.

Một linh kiện điện tử trong đó có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện. Có thể tích tụ điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện ở bên trong một điện trường.

Về 2 bề mặt dẫn điện sẽ được ngăn cách bởi điện môi (dielectric) chúng không có khả năng dẫn điện như: Giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica…

Khi mà 2 bề mặt có sự chênh lệch điện thế, chúng sẽ cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Các bề mặt sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

ký hiệu các loại tủ điện
Các ký hiệu của tụ điện

Cấu tạo

Chi tiết các loại tủ điện
Chi tiết các loại tủ

Về cấu tạo của tụ điên bao gồm:

  • ít nhất hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này được đặt song song và chúng được ngăn cách bởi một lớp điện môi.
  • Điện môi sử dụng cho các tụ điện là các chất không dẫn điện gồm thủy tinh, gốm, mica, màng nhựa, không khí, giấy, giấy tâm hóa chất. Các dung dịch điện môi này thường không dẫn điện để tăng khả năng tích trữ năng lượng tụ.

Tuy nhiên, cũng phụ thuộc vào chất liệu cách điện ở giữa bản cực thì tụ điện có tên gọi tương ứng. Nếu như lớp cách điện là không khí sẽ có tụ không khí như là giấy, đối với gốm và nếu là lớp hóa chất thì có tụ hóa.

Những loại tụ điện phổ biến:

Loại tụ hóa: là tụ có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ. Mỗi tụ điều để giá trị điện dung mà nó có thể hoạt động ổn định nhất thường là từ 0,47 µF đến 4700 µF.

Với tụ giấy, tụ mica và tụ gốm: loại tụ không phân cực có thiết kế hình dẹt, không cần phân biệt âm dương. Trị số sẽ được ký hiệu trên thân bằng ba số, điên dung của tụ thường khá nhỏ chỉ khoảng 0,47 µF

Loại tụ xoay: đặc biệt tụ này có thể thay đổi giá trị điện dung, nó thường được lắp trong các Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.

Tụ Lithium ion: loại tụ có năng lượng cực cao dùng để tích điện 1 chiều.

Nguyên lý tụ điện

Dựa vào nguyên lý phóng nạp tụ điện được là khả năng tích trữ năng lượng điện như loại ắc quy nhỏ ở dưới dạng lượng điện trường. Có thể lưu trữ hiệu quả các electron phóng ra các điện tích để tạo ra dòng điện hoạt động. Có điểm khác biệt lớn nhất của tụ với ắc quy là tụ điện không có khả năng sinh ra các điện tích electron.

nguyên lý hoạt động của tụ điện
nguyên lý làm việc của tụ điện

Nếu như điện áp của bản mạch của cả 2 không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện. Hiện tượng này là do dòng điện vào tăng một cách đột ngột và không qua tụ đúng hiệu đện thế. Đây cũng vấn đề mà nguyên lý nạp xả của tụ điện khả phổ biến hiện nay gặp phải.

Công dụng các loại tụ điện

Từ các phân loại cũng như nguyên lý hoạt động các thiết tụ điện ứng dụng cho các công trình hay các công dụng khác nhau hiện nay. Thực ra chỉ có 4 nhóm công dụng chính:

  • Lưu trữ, tich điện là tác dụng được biết đến nhiều nhất. Nó tương tự công dụng của bình ắc quy hiện nay. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ điện là lưu trữ mà không là tiêu hao năng lương điện khi không hoạt động.
  • Cho phéo điện áp xoay chiều đi qua, giúp tụ có thể dẫn điện như môt điện trở đa năng. Đặc biệt, tần số điện xoay chiều ( điện dung của tụ điện càng lớn ) thì dung kháng càng nhỏ. Nó có thể hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua các tụ.
  • Khả năng nạp và xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều điện áp xoay chiều lưu thông giúp truyền tí hiệu giữa các tần khuyêchs đại có chênh lệnh hiệu điện thế.
  • Có thể giữ vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp dòng 1 chiều bằng phẳng dựa trên việc loại bỏ pha âm.

Các kiểu mắc tụ điện

– Mắc nối tiếp

Tụ mắc nối tiếp

Công thức tụ điện:

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

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

Mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng tụ điện sẽ tương đương bằng tổng các tụ cộng lại: U tđ = U1 + U2 + U3

Lưu ý: khi mắc nối tiếp các tụ với nhau đối với các tụ điện hóa thì các cực âm tụ trước phải được nối với cực dương.

Mắc song song

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại . C = C1 + C2 + C3

tụ điện mắc song song

Lưu ý:

  • Phỉa biết điện áp của từng tụ điện và sử dụng điện áp hoạt động ở mức điện áp thấp nhất của tụ.
  • Đối với các tụ hóa thì phải được đấu cùng chiều âm dương.

Ứng dụng của tụ trong cuộc sống

Hiện này tụ điện các loại trong mạch điện được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện. Nó không thể thiếu bởi mỗi mạch điện điều có một công dụng như: truyền dẫn, lọc điện, tạo dao động… chúng điều là nhiều vụ của các tụ điện trong bản mạch.

Tụ điện trong mạch lọc nguồn

Các tụ điện hóa có tác dụng lọc điện áp 1 chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ. Nếu như không có tụ thì áp DC ở phía sau diot là điện áp hình parabol. Nhưng khi có tụ này được lọc tương đối phẳng thì tụ điện càng lớn thì điện áo dòng 1 chiều này sẽ càng phẳng.

Tụ điện trong mạch lọc nguồn

Trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông

Các lắp mà bạn có thể lắp mạch trên với các thông số đã cho sẳng bên trong sơ đồ:

tụ tạo xung vuông

Đối với 2 đèn báo sáng sử dụng đèn Led được đấu song song với cực CE của hai Transistor, bạn nên chú ý đấu đúng chiều âm dương theo sơ đồ.

Những ứng dụng các loại tụ điện thông dụng trong cuộc sống:

  • Sử dụng trong kỹ thuật điện và điện tử.
  • Ứng dụng hệ thống âm thanh xe hơi khuếch đại âm thanh.
  • Xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật máy tính nhị phân
  • Chế tạo máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar…

Hiện nay còn được ứng dụng trong các nguồn cung cấp, tích trữ năng lượng điện… Không dừng ở đó nó còn có tác dụng khác như xử lý tính hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh tự động hóa… Nó không thể thiếu trong các thiết bị điện tử cũng như các linh kiện bo mạch hiện nay.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *