Tụ điện là gì? Cấu tạo, phân loại và công dụng, ứng dụng của tụ điện
Đồng Bảo HuynhTụ điện là một linh kiện quan trọng trong mạch điện tử và được ứng dụng rộng rãi hiện nay. Nhưng tụ điện là gì? Cấu tạo, phân loại và công dụng, ứng dụng của tụ điện như thế nào? Cùng META tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau nhé!
Những điều cần biết về tụ điện
Tụ điện là gì? Đơn vị của tụ điện
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động có cấu tạo gồm 2 bề mặt dẫn điện đặt song song và ngăn cách bởi một lớp điện môi.
Khi hai bề mặt của tụ điện xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu nhau sẽ tạo ra chênh lệch về điện thế. Nhờ nguyên lý phóng nạp nên tụ điện có tính cách điện 1 chiều nhưng lại cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tụ điện thường được sử dụng trong các mạch điện tử như: Mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch lọc nguồn - lọc nhiễu, mạch tạo dao động…
- Ký hiệu của tụ điện: C (viết tắt của Capacitor)
- Đơn vị của tụ điện: Fara (viết tắt là F)
Trong đó có thể quy đổi theo công thức sau: 1F = 10-6 MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 PicoFara.
Tụ điện tích tụ điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường (có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện). Hai bề mặt của tụ điện được ngăn cách bởi dielectric (điện môi) không dẫn điện như gốm, mica, giấy, giấy tẩm hóa chất…
Xem thêm: Cường độ dòng điện là gì? Cách tính, cách đo và ý nghĩa
Phân loại tụ điện
Hiện nay có rất nhiều loại tụ điện khác nhau trên thị trường, các loại tụ điện phổ biến gồm:
- Tụ hóa: Là loại tụ phân cực âm (-) dương (+) và có hình trụ, giá trị điện dung từ 0,47 µF đến 4700 µF.
- Tụ gốm, tụ Mica và tụ giấy: Là những tụ không phân cực (không phân biệt âm dương), thường có hình dẹt. Có trị số ký hiệu trên thân gồm ba số, điện dung khá nhỏ khoảng 0,47 µF.
- Tụ xoay: Là loại tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, thường được lắp trong radio để thực hiện thay đổi tần số cộng hưởng khi người dùng dò đài.
- Tụ Lithium ion: Là tụ có năng lượng cao, được dùng để tích điện một chiều.
Về kiểu mắc ta có tụ điện mắc nối tiếp và tụ điện mắc song song.
Xem thêm: Hiệu điện thế (điện áp) là gì? Cách tính, cách đo như thế nào?
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện
Cấu tạo của tụ điện
Tụ điện có cấu tạo gồm từ 2 dây dẫn điện trở lên (thường ở dạng tấm kim loại) được mắc song song và một lớp điện môi ngăn cách.
Điện môi sử dụng trong tụ điện thường các những chất không dẫn điện như giấy, giấy tẩm hóa chất, thủy tinh, gốm, mica, màng nhựa, không khí… Điện môi không dẫn điện giúp tăng khả năng tích trữ năng lượng của tụ điện.
Tùy thuộc vào chất liệu cách điện (điện môi) mà tụ điện có tên gọi tương ứng như lớp cách điện không khí thì gọi là tụ không khí, điện môi bằng gốm thì có tụ gốm, nếu là lớp hóa chất thì ta có tụ hóa…
Nguyên lý hoạt động của tụ điện
Tụ điện hoạt động dựa trên hai nguyên lý là nguyên lý phóng nạp và nguyên lý nạp xả.
- Nguyên lý phóng nạp là khả năng tích trữ năng lượng điện như một chiếc ắc quy dưới dạng năng lượng điện trường. Tụ điện lưu trữ các electron sau đó phóng các điện tích này ra để tạo dòng điện. Tuy nhiên, bản thân tụ điện không có khả năng sinh ra các điện tích electron - đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa ắc quy và tụ điện.
- Nguyên lý nạp xả là tính chất đặc trưng của tụ điện, nhờ tính chất này mà nó có khả năng dẫn điện xoay chiều. Cũng với nguyên lý nạp xả, nếu điện áp của hai bản mạch biến thiên từ từ theo thời gian (không thay đổi đột ngột) - ta thực hiện cắm nạp hoặc xả tụ có thể gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt.
Xem thêm: Nội trở pin là gì? Cách đo nội trở pin bằng đồng hồ vạn năng
Cách kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng
Vì tụ điện luôn có một lượng điện năng tồn tại, nếu không được kiểm tra thường xuyên sẽ gây nguy hiểm. Vì vậy chúng ta có thể dùng đồng hồ vạn năng (loại đồng hồ kim hoặc đồng hồ số) để thực hiện kiểm tra.
Cách kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ kim vạn năng
Đầu tiên, bạn hãy xả hết điện trong tụ ra, chọn chế độ Ohm cho đồng hồ vạn năng kim, chạm que đo vào 2 cực tụ điện rồi đọc kết quả. Sẽ xảy ra 3 trường hợp sau:
- Kim đồng hồ chỉ mức thấp => tụ điện bị ngắn mạch.
- Kim đồng hồ di chuyển từ thấp đến cao dần và tiếp cận vô hạn => tụ điện đang ở trạng thái tốt.
- Kim đồng hồ không di chuyển => tụ điện bị hở (hãy kiểm tra tình trạng đồng hồ vạn năng để chắc chắn kết quả thu được là đúng nhất).
Cách kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng số
Đối với đồng hồ vạn năng số, bạn có thể thực hiện kiểm tra tụ điện như sau:
Điều chỉnh thang đo về chế độ 1K, chạm que đo vào hai đầu tụ, sau đó đổi que rồi thực hiện lại vài lần và theo dõi dãy số hiển thị trên mặt đồng hồ:
- Nếu đồng hồ hiện số trong vài giây rồi chuyển qua hiển thị chữ “Open Line” (OL) => tụ điện vẫn hoạt động tốt.
- Nếu không có gì thay đổi, không hiển thị “Open Line” (hoặc OL) => tụ điện đã hỏng.
- Cách kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng số với chế độ điện dung.
Nếu đồng hồ vạn năng nhà bạn có tính năng đo điện dung thì có thể đo tụ điện ở chế độ này như sau:
Xả tụ và tháo tụ điện ra khỏi mạch, chỉnh đồng hồ vạn năng về chế độ điện dung rồi lần lượt chạm que đo vào hai cực của tụ điện.
- Nếu giá trị hiển thị trên đồng hồ gần sát với giá trị thực của tụ điện => tụ điện còn tốt.
- Nếu số hiện trên đồng hồ thấp hơn nhiều hoặc không hiển thị => tụ điện hỏng.
Vậy tụ điện có tác dụng gì?
Xem thêm: Hệ số công suất cosφ là gì? Cách tính và ý nghĩa của hệ số công suất
Công dụng của tụ điện
Tụ điện có rất nhiều công dụng, nhưng có thể kể đến 4 công dụng chính sau:
- Tác dụng được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng, điện tích hiệu quả - giống như công dụng lưu trữ của ắc quy. Nhưng so với ắc quy thì tụ điện có ưu điểm là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.
- Công dụng tiếp theo là cho phép điện áp xoay chiều đi qua, giúp tụ điện dẫn điện như một điện trở đa năng vậy. Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều (hay điện dung của tụ) càng lớn thì dung kháng sẽ càng nhỏ - nhờ đó hỗ trợ đắc lực cho điện áp lưu thông qua tụ điện.
- Với khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp một chiều nhưng lại cho phép điện áp xoay chiều lưu thông, giúp tụ điện truyền được tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.
- Chức năng thứ tư của tụ điện là vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều bằng cách loại bỏ pha âm.
Xem thêm: Cách kiểm tra rò điện bằng đồng hồ vạn năng chi tiết, chuẩn nhất
Ứng dụng của tụ điện
Hiện nay, tụ điện được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử. Ở mỗi mạch tụ điện lại mang một công dụng nhất định như truyền tín hiệu, lọc nhiễu - lọc điện nguồn, tạo dao động... Những ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống có thể kể đến như:
- Tụ điện là linh kiện không thể thiếu trong kỹ thuật điện - điện tử.
- Được ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi - lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại.
- Ứng dụng trong việc xây dựng bộ nhớ kỹ thuật số cho máy tính nhị phân (loại sử dụng các ống điện tử).
- Ngoài ra còn có thể kể đến việc tụ điện được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quân sự, dùng trong máy phát điện, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân, radar theo dõi…
- Là trang bị không thể thiếu trong các thiết bị nhà bếp như bếp từ…
Xem thêm: Công dụng của đồng hồ đo điện là gì? Đồng hồ đo điện gồm những loại nào?
Trên đây là những thông tin mà META muốn chia sẻ để bạn hiểu được tụ điện là gì cũng như biết thêm về cấu tạo, nguyên lý, công dụng và các ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống.
Nếu có nhu cầu sử dụng các loại đồng hồ đo điện, đồng hồ vạn năng, bạn hãy đặt hàng ngay tại website META.vn hoặc liên hệ tới hotline dưới đây để được hỗ trợ nhanh nhất. META cam kết Hàng chính hãng, Uy tín lâu năm, Dịch vụ Giao hàng & Bảo hành trên toàn quốc.
