Tụ điện là gì? Tụ điện có tác dụng gì?

Tụ điện là một thiết bị quan trọng trong các mạch dao động, được tạo bởi 2 bề mặt dẫn điện và được ngăn bởi điện môi. Vậy tụ điện là gì? Tụ điện có tác dụng gì?.

Tụ điện là gì?

Tụ điện là một thiết bị quan trọng các mạch dao động, mạch lọc và mạch dẫn tín hiệu xoay chiều. Là linh kiện điện tử hoạt động trên nguyên lý tích trữ điện và phóng điện. Tụ điện là loại linh kiện điện tử được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và được tạo bởi 2 bề mặt dẫn điện và được ngăn bởi điện môi.

Tụ điện là linh kiện không thể thiếu trong các mạch điện tử

Đây là loại linh kiện điện tự thụ động được dùng để khởi động – động cơ 1 pha. Tụ điện có tên tiếng Anh là ” Capacitor “, được viết tắt chữ cái đầu là ” C ”. Tụ điện có mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều.

Tụ điện được ký hiệu là C (Capacitor). Tụ điện có 2 chân có thể ở dạng phân cực hoặc không phân cực cấp đúng điện áp để tụ có thể hoạt động được. Tụ điện được coi là một ắc quy mini vì có khả năng lưu trữ năng lượng điện. Tuy nhiên cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện khác với ắc quy.

Đơn vị đo giá trị tụ điện là gì?

Đơn vị đo của tụ điện được gọi là “điện dung”. Định nghĩa điện dung là khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện 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 bản cực của tụ điện.

Đơn vị được dùng để đo giá trị tụ điện là Fara. Được viết tắt ” F “.

Tụ điện được dùng có giá trị rất nhỏ so với 1Fara ta: MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF).

• 1 Fara = 1.000.000 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 và nguyên lý làm việc của tụ điện

Cấu tạo của tụ điện bao gồm ít nhất 2 dây dẫn điện dạng tấm kim loại. Cấu tạo của tụ điện được đặt song song và tụ điện sẽ được ngăn cách bởi một lớp điện môi. Tụ điện sẽ tương ứng với chất liệu cách điện ở giữa bản cực. Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện như giấy tẩm hóa chất, mica, thủy tinh, giấy, gốm, không khí hoặc màng nhựa. Các điện môi này không dẫn điện vì để tích trữ năng lượng điện của tụ.

Nguyên lý làm việc của tụ điện

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện

 Là khả năng tích trữ năng lượng điện như một ắc quy nhỏ. Nguyên lý phóng nạp của tụ điện dưới dạng năng lượng điện trường. Điểm khác biệt giữa tụ điện với ắc quy là tụ điện thì không có khả năng sinh ra các điện tích electron. Tụ điện sẽ lưu trữ các electron.

Nguyên lý nạp xả trong hoạt động của tụ điện

Nguyên lý nạp xả là nguyên lý cơ bản của tụ điện, nhờ vào nguyên lý nạp xả mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Nguyên lý nạp xả của tụ điện khi điện áp của 2 bản mạch không thay đổi đột ngột thì khi chúng ta cắm sạc sẽ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện.

Tụ điện có tác dụng gì?

Tụ điện được áp dụng vào từng công trình riêng chúng có  công dụng chính đó là:

• Tụ điện là linh kiện điện tử không thể thiếu trong các bo mạch điều khiển như : Tivi, tủ lạnh, máy giặt từ công nghiệp đến điện dân dụng
• Nó được so sánh với khả năng lưu trữ như ắc qui.
• Tụ điện lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện. Tác dụng của tụ điện được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng điện.
• Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều khi loại bỏ pha âm.
• Lưu trữ điện tích hiệu quả
• Tụ điện còn cho phép điện áp xoay chiều đi qua.
• Bên trong các máy hàn điện tử sử dụng tụ điện khá nhiều
• Để khởi động động cơ 1 pha thì phải dùng tụ điện để kích hoạt motor có tụ ngậm và tụ đề.
• Tụ điện làm cảm biến để đo độ ẩm không khí, mức nhiên liệu và độ căng cơ học.
• Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng.
• Tụ điện dùng để xử lý tín hiệu để biểu diễn thông tin nhị phân dưới dạng bit.
• Tụ điện được ứng dụng nhiều trong ngành công nghệ thông tin bộ nhớ truy cập như RAM
• Tụ điện có chức năng lưu trữ điện giống với bình ắc qui chúng giống nhau ở chỗ đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Dù cách hoạt động của 2 bên hoàn toàn khác nhau.
• Nguyên lý hoạt động của tụ điện chính là khả năng nạp xả thông minh cho phép điện áp xoay chiều lưu thông ngăn điện áp 1 chiều.
• Vai trò của tụ điện là lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều
• Tụ điện cũng được sử dụng để điều chỉnh mạch đến các tần số cụ thể bởi máy thu vô tuyến, loa, hệ thống âm thanh

Các loại tụ điện trên thị trường hiện nay

Tụ hóa

Đây là tụ có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ.

Tụ hóa có ứng dụng rất đa dạng, như tụ hóa được dùng để lọc nguồn đầu vào và ra Đối với mạch nguồn xung.

Sử dụng tụ hóa 50V40uF để nối cuộn hồi vào chân mồi của IC nguồn trong mạch nguồn xung trong thu.

Tụ hóa giúp không bị cháy loa và ổn định công suất khi mở công suất lớn

Tụ giấy, tụ mica, tụ gốm

Tụ giấy là loại tụ được làm bằng các dải mỏng lá kim loại, điện dung của loại tụ này dao động từ 500pF đến 50µF phân tách bằng một lớp điện môi bằng sáp.

Tụ mica

Tụ mica được sử dụng trong các mạch cộng hưởng và bộ lọc tần số tạo ra bằng cách lắng một lớp bạc mỏng trên lớp điện môi mica. Nó cũng có hệ số nhiệt độ tốt và độ bền cao là tụ điện rất ổn định, được sử dụng trong các mạch điện áp cao bởi cách điện tốt.

Tụ gốm

Tụ điện gốm được chế tạo trong phạm vi từ 1pF đến vài microfarad. Là tụ điện được cấu thành từ các vật liệu như titanium,acid và barium nó có độ tự cảm thấp và rất phù hợp cho các ứng dụng tần số cao.

Tụ xoay

Tụ xoay có thể thay đổi giá trị điện dung là tụ điện gồm các lá động và lá tĩnh. Thường được sử dụng trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng.

Tụ Li ion

Tụ điện Li ion còn được gọi là Lithium-ion capacitor, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Một loại tụ điện thuộc họ các tụ hóa lớp siêu tụ điện có cathode làm bằng carbon hoạt tính pha Li ion. Nhờ đó giảm điện thế anode.

Trên đây là những thông tin chi tiết nhất về tụ điện là gì và các tác dụng của tụ điện. Ngoài những thông tin trên. Bạn có thể tìm hiểu thêm tụ điện trên internet, bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức về tụ điện và hiểu được tầm quan trọng của linh kiện này.