Tụ điện là gì? Tụ điện với tác dụng gì? Đó là câu hỏi của rất nhiều khán giả gửi về cho LabVIETCHEM trong thời kì qua. Và hôm nay, chúng tôi sẽ trả lời những thắc mắc này cho khách hàng qua nội dung bài viết dưới đây. Cùng theo dõi với chúng tôi nhé!.
Tụ điện là gì?
Mục lục
Tụ điện là gì?
– Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động, được cấu tạo bởi 2 bản cực đặt tune tune làm bằng giấy thiếc, kẽm hoặc nhôm và ngăn cách bởi lớp điện môi, tiêu dùng để lưu trữ năng lượng điện và phóng điện trong một điện trường.
– Điện dung được tiêu dùng cho tụ điện là chất ko dẫn điện như thủy tinh, giấy, giấy tẩm hóa chất cách điện như Farafin, gốm, màng nhựa, ko khí hoặc mica. Nhờ tính ko dẫn điện của điện môi mà khả năng tích điện của tụ tăng lên.
– Tụ điện kí hiệu là C, đây là viết tắt của Capacitior trong tên tiếng anh.
Cấu tạo của tụ điện
– Cấu tạo của tụ điện gồm ít nhất hai bản cực kim loại (dây dẫn điện) thường ở dạng tấm kim loại và hai bề mặt này được đặt tune tune với nhau với một lớp điện môi để ngăn cách.
– Điện môi sử dụng cho tụ điện sẽ là những chất ko dẫn điện như thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa, ….ko khí. Lý do sử dụng những chất điện môi này là để tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện.
Rơ le nhiệt với cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?
Điện dung. Đơn vị đo giá trị tụ điện là gì?
Điện dung: Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực kim loại của tụ điện. Dung tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực quyết định điện dung của tụ điện. Điện dung được xác định theo công thức:
C = ξ . S / d
Trong đó
- C : Điện dung tụ điện (Fara).
- ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện của tụ.
- d : là chiều dày của lớp cách điện của tụ.
- S : là dung tích bản cực của tụ điện của tụ.
Đơn vị của tụ điện là Fara. 1Fara là rất to do đó trong thực tế, người ta thường tiêu dùng những đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF). Cách quy đổi 1 Fara cụ thể như sau:
1F = 10-6 µF = 10-9 nF = 10-12 pF
Trên thân của mỗi tụ điện đều với ghi những trị số điện áp. Đây là giá trị điện áp tối đa mà những tụ điện với thể chịu được. Nếu sử dụng vượt quá giá trị này thì tụ sẽ bị nổ.
Đặc điểm của tụ điện
Tụ điện với khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường bằng cách lưu trữ những electron, song song nó cũng với thể phóng ra những điện tích này để tạo thanh dòng điện. Đây chính là tính chất phóng nạp của tụ, giúp tụ điện với khả năng dẫn điện xoay chiều
Cấu tạo của tụ điện
Những loại tụ điện
Với nhiều cách phân loại tụ điện, cụ thể như sau:
+> Dựa vào tính chất lí hóa:
– Tụ điện phân cực: Đây là tụ điện với 2 đầu, chúng thường là tụ hóa học và tụ tantalium. Loại tụ này thường với trị số to hơn và tiêu dùng trong những mạch với tần số thấp hoặc tiêu dùng để lọc nguồn.
– Tụ điện ko phân cực: Đây là loại tụ ko với quy định cực tính. Tụ này với điện dung nhỏ và tiêu dùng nhiều trong mạch điện với tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.
– Tụ điện hạ áp và cao thế
– Tụ lọc và tụ liên tầng
– Tụ điện tĩnh và tụ điện động
– Tụ xoay với khả năng thay đổi giá trị điện dung
+> Dựa vào dạng thức (chất liệu cách điện giữa bản cực):
– Tụ ko khí: Lớp cách điện là ko khí.
– Tụ giấy: Bản cực là lá nhôm, chất liệu cách điện là giấy tẩm dầu cách điện.
– Tụ gốm: Lớp điện môi là gốm ta với tụ gốm. Loại tụ này được làm bằng ceramic, phía bên ngoài với bọc keo hoặc nhuộm màu.
– Tụ bạc mica: Lớp cách điện là bạc – mica
– Tụ giấy, tụ bạc – mica và tụ gốm là tụ ko phân cực, dáng dẹt. Điện dung của chúng với giá trị khá nhỏ, khoảng 0,47 µF, kí hiệu trên thân tụ bằng 3 số như 103J, 223K, 471J.
– Tụ hóa: là tụ điện hình trụ, với phân cực (-), (+) và lớp cách điện là hóa chất. Phần thân của tụ với thể hiện giá trị điện dung và giá trị này thường dao động trong khoảng từ 0,47 µF tới 0,4700 µF.
– Tụ gốm đa lớp: Lớp cách điện là nhiều lớp bản cực bẳng gốm, đáp ứng cao tần và điện áp cao, tốt hơn tụ gốm đất thông thường từ 4 – 5 lần.
– Tụ mica màng mỏng: Lớp cách điện là mica nhân tạo hoặc nhựa, với cấu tạo màng mỏng như Mylar, Polyester, Polycarbonate, Polystyrene.
– Tụ xoay: Tụ này với thể xoay để thay đổi giá trị điện dung
– Tụ tantalum: Bản cực làm bằng nhôm và dung môi là gel tantal. Trị số điện dung rất to với thể tích nhỏ.
– Tụ Lithium ion: Năng lực của tụ rất to nên với thể tiêu dùng để tích điện 1 chiều.
– Tụ siêu hóa: Dung môi cách điện là đất hiếm, với khối lượng năng hơn tụ nhôm hóa học và trị số điện dung lên tới hàng F. Nhờ trị số cực to mà ta với thể tiêu dùng nó như một nguồn pin cấp cho vi xử lý hoặc những mạch đồng hồ cần phải cung cấp điện liên tục.
Hình ảnh một số loại tụ điện
Mỗi tụ điện đều với một hiệu điện thế giới hạn nhất định. Nếu hiệu điện thế đặt vào giữa 2 bản tụ mà to hơn hiệu điện thế giới hạn thì điện môi giữa hai bản này sẽ bị đánh thủng.
Nguyên lý hoạt động của tụ điện
Tụ điện hoạt động theo nguyên lý nạp – xả.
– Nguyên lý phóng nạp: Là khả năng tích trữ năng lượng điện giống một ắc quy nhỏ dưới dạng điện trường. Tụ điện với thể lưu trữ hiệu quả những electron (ko tự sinh ra những electron), sau đó phóng ra điện và tạo thành dòng điện.
– Nguyên lý nạp xả: Nhờ với tính chất nạp xả mà tụ điện với khả năng dẫn điện xoay chiều. Lúc điện áp giữa 2 bản mạch biến thiên theo thời kì (ko thay đổi đột ngột) mà bạn cắm nạp hoặc xả tụ, hiện tương tia lửa điện sẽ xảy ra do dòng điện bị tăng vọt. Và đây chính là nguyên lý nạp xả của tụ điện.
Công dụng của tụ điện là gì?
– Tụ điện với tác dụng như một ắc quy, với khả năng lưu trữ điện năng mà ko làm tiêu hao năng lượng.
– Tụ điện cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nên với khả năng dẫn điện như một điện trở đa năng, tương trợ đắc lực cho việc lưu thông điện áp qua tụ. Lúc điện dung của tụ càng nhỏ thì dung kháng càng to.
– Nhờ vào nguyên lý nạp xả thông minh, ngăn điện áp một chiều và cho phép điện áp xoay chiều đi qua mà việc truyền tín hiệu giữa những tầng khuếch đại với chênh lệch điện thế.
– Nhờ việc loại bỏ pha âm mà tụ điện với khả năng lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều.
Năng lượng điện trường chính là điện trường tích tụ trong tụ điện.
W = Q*U/3 = C*U2/2 = Q2/(2*C)
Hiện nay, tụ điện chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật và điện tử, hệ thống âm thanh xe khá. Ngoài ra tụ điện còn được tiêu dùng trong máy phát điện, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân, radar, xử lý tín hiệu, khỏi động động cơ,….và là linh kiện quan yếu nhất của bo mạch bếp từ.
Cách mắc tụ điện
Với 2 cách mắc tụ điện, bao gồm:
+> Tụ điện mắc tiếp nối
Những tụ điện mắc tiếp nối với điện dung tương đương Ctđ được tính bởi công thức:
1/Ctđ = (1/C1 ) + ( 1/C2 ) + ( 1/C3 )
Trường hợp chỉ với 2 tụ mắc tiếp nối thì Ctđ = C1.C2 / ( C1 + C2 )
Lúc mắc tiếp nối thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của những tụ cùng lại.
Utđ = U1 + U2 + U3
Đối với những tụ hóa lúc mắc tiếp nối cần lưu ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau.
+> Mắc tụ điện tune tune
Những tụ điện mắc tune tune thì với điện dung tương đương bằng tổng điện dung của những tụ cùng lại. Ctđ = C1 + C2 + C3
Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương được xác định bằng điện áp của tụ với điện áp thấp nhất.
Đối với tụ hoá thì những tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.
Trên đây là một số thông tin mà LabVIETCHEM muốn san sớt về tụ điện là gì? Tụ điện với tác dụng gì? Cách mắc tụ điện ra sao? Hy vọng khách hàng đã với thêm những tri thức hữu ích về tụ điện và nắm được tầm quan yếu của nó trong cuộc sống hàng ngày.
XEM THÊM:
>>> Ampe kìm cấu tạo và cách sử dụng Ampe kế
>>> Sử dụng đồng hồ vạn năng kiểm tra đi ốt như thế nào?