Tóm tắt toàn bộ kiến thức về tụ điện là gì?

Tụ điện là gì, tụ điện có cấu tạo như thế nào? Đó là những câu hỏi mà người đọc thường xuyên gửi về hòm thư của Chtech trong thời gian qua. Đối tượng bạn đọc rất đa dạng, có thể là học sinh, sinh viên, người bán, người mua tụ điện. Để giải đáp những câu hỏi của khán giản một cách chi tiết và đầy đủ nhất. Chtech sẽ chia sẻ các thông tin liên quan đến vấn đề tụ điện là gì trong bài viết dưới đây. Đồng thời các nội dung như: Nguyên lý, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng, ứng dụng, phân loại cũng được Chtech đề cập tới.

Xem thêm: điện dung là gì

1.Tụ điện là gì?

1.1  Khái niệm về tụ điện

• Tụ điện là một thuật ngữ ngành điện nói linh kiện điện tử thụ động. Nó được cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được ngăn cách bởi lớp điện môi. Tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp. Chúng được sử dụng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nguồn, mạch tạo dao động, mạch lọc nhiễu,…

1.2  Cấu tạo của tụ điện là gì?

• Tụ điện là một loại linh kiện bán dẫn chuyên dùng trong lĩnh vực điện tử. Nó có cấu tạo gồm ít nhất hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại. Nó được làm từ giấy bạc hoặc màng kim loại mỏng. Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và ngăn cách bởi lớp điện môi không dẫn điện. Các chất làm điện môi có thể như giấy, giấy tẩm hóa chất, mica hoặc gốm, không khí. Các điện môi này không dẫn điện để làm tăng khả năng dự trữ năng lượng điện của tụ điện. Tùy theo lớp cách điện ở giữa hai hai bản cực mà có tên gọi tương ứng khác nhau.
• Hiện nay, trên mỗi tụ điện đều thể hiện các giá trị điện áp tương ứng. Đó là giá trị điện áp cực đại mà tụ điện có thể chịu đựng được. Đồng thời đó là những khuyến cáo cho người sử dụng. Nếu dùng quá giá trị đó, tụ điện sẽ bị nổ và gây ra những rủi ro khó lường trước.

Tu-dien-la-gi

1.3  Tụ điện ký hiệu là gì?

Cách ký hiệu của tụ xuất phát từ tiếng anh là Capacitor. Tụ điện ký hiệu là chữ C. Đơn vị của tụ điện là F (Fara). Ngoài ra có các đơn vị trong cùng tiêu chuẩn đo lường như: MicroFara, NanoFara, PicaFara,… Mối quan hệ giữa chúng là:

1µF=10^-6F; 1ηF=10^-9F; 1pF=10^-12F

Trong mạch điện, tụ điện có cách ký hiệu để nhận biết linh kiện như sau:

1.4  Thời gian nạp xả của tụ điện

• Thời gian nạp của tụ điện phụ thuộc vào cường độ dòng điện và điện dung của tụ điện. Nếu dòng điện có cường độ lớn, điện dung nhỏ thì nạp càng nhanh. Ngược lại cường độ dòng điện nhỏ, điện dung lớn thì nạp lâu hơn. Nguyên tắc này cũng áp dụng cho trường hợp xả điện.
• Thời gian nạp xả của tụ điện được tính như sau: T = R.C
• Trong đó: T là thời gian nạp/ xả của tụ điện, R là điện trở, C là điện dung của tủ điện.
• Kết luận: Khi nạp/ xả điện cho tủ điện thông qua một điện trở thì điện áp trên tụ không bằng điện áp nguồn nuôi ngay lập tức. Mà nó phải mất một khoảng thời gian phụ thuộc vào điện trở nối vào tụ điện.
• Khi điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà lại biến thiên theo thời gian. Nếu như lúc này mà ta cắm sạc hoặc xả liên tục thì dòng điện tăng vọt, rất dễ gây ra hiện tượng nổ. Đây chính là nguyên lý nạp xả của tụ điện hiện nay.

1.5  Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Khả năng của tụ điện là tích trữ năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường. Bằng cách lưu trữ các electron, đồng thời nó có thể phóng ra các điện tích để tạo thành dòng điện. Đặc trưng này chính là khả năng phóng nạp của tụ điện. Chính đặc trưng này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.

2. Tụ điện có mấy loại và chức năng của nó

cac-loai-tu-dien

3. Công dụng của tụ điện là gì?

3.1  Chức năng của tụ điện

• Chức năng không thể không kể đến của tụ điện là lưu trữ điện giống bình ắc quy. Cách hoạt động của hai loại này khác nhau nhưng đều có khả năng lưu trữ năng lượng điện.
• Tụ điện có khả năng ngăn điện áp một chiều, cho dòng điện xoay chiều lưu thông. Giúp cho việc truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.
• Bằng cách loại bỏ đi pha âm, tụ điện có chức năng lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều bằng phẳng.

3.2  Các loại tụ điện cơ bản

Có nhiều loại tụ điện được dùng phổ biến hiện nay cũng như có nhiều cách phân loại khác nhau. Nếu xét phân loại tụ điện theo tính chất lý hóa thì có những loại sau:

• Tụ điện phân cực: Đây là tụ điện có hai đầu tương ứng với hai cực. Chúng thường là loại tụ hóa, tụ tantalum. Tụ phân cực thường có trị số lớn hơn, chúng được sử dụng trong các mạch có tần số thấp. Hoặc ứng dụng để lọc nguồn.
• Tụ điện không phân cực: Đây là loại tụ không có quy định cực tính nên gọi là là không phân cực. Loại tụ này có điện dung nhỏ và ứng dụng nhiều trong mạch điện có tần số cao. Hoặc ứng dụng trong mạch lọc nhiễu.
• Tụ điện hạ áp, tụ điện cao áp.
• Tụ lọc và tụ liên tầng.
• Tụ điện tĩnh và tụ điện động
• Tụ điện xoay có khả năng thay đổi giá trị điện dung theo nhu cầu sử dụng.

Nếu xét theo dạng thức thì tụ điện được phân loại như sau:

• Tụ gốm: Là loại tụ được làm bằng ceramic, bên ngoài bọc keo hoặc nhuộm màu.
• Tụ giấy: Là loại tụ có 2 bản cực được làm từ lá nhôm mỏng và điện môi là giấy tẩm dầu cách điện.
• Ngoài ra một số loại thường gặp khác như tụ mica, tụ màng mỏng, tụ siêu hóa,…

4. Ứng dụng tụ điện trong thực tế là gì?

4.1 Ứng dụng của tụ điện là gì trong thực tế?

Tụ điện đóng vai trò là một linh kiện điện tử có khả năng lưu trữ, tích trữ năng lượng điện. Trong thực tế, tụ điện có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều bằng cách loại bỏ pha âm. Đây chính là nguyên lý lọc tụ nguồn được ứng dụng phổ biến hiện nay. Tụ điện giúp cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại. Tụ điện sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện áp một chiều. Với điện áp xoay chiều thì tụ điện có chức năng chính là dẫn điện. Với điện áp một chiều thì tụ điện có vai trò tụ lọc.

4.2 Các đo, kiểm tra tụ điện

Hiện nay, có nhiều cách để đo và kiểm tra sự hoạt động của tụ điện. Kiểm tra tụ điện giúp bạn biết tình trạng hoạt động của tụ điện. Từ đó bạn đưa ra phương án sử dụng và ứng dụng tụ điện là gì vào thực tế. Có thể kể đến như dùng đồng hồ vạn năng, đồng hồ kim vạn năng, đồng hồ số vạn năng,…

Kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng

Đây là cách kiểm tra sự hoạt động của tụ điện phổ biến nhất hiện nay. Đầu tiên, bạn hãy điều chỉnh về thang đo ở chế độ 1K. Sau đó, chạm 2 que vào hai đầu tụ điện, rồi đổi que đo và thực hiện lại.

• Nếu đồng hồ hiển thị trong vài giây rồi chuyển sang chế độ OL thì tụ còn hoạt động tốt.
• Nếu đồng hồ không thay đổi hiển thị thì tụ điện đã hỏng.

Kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ kim vạn năng

Đồng hồ kim vạn năng cũng là một trong những thiết bị đo được dùng phổ biến. Để kiểm tra được tình trạng của tụ điện thì bạn cần phải xả hết điện trong tụ điện. Sau đó, để đồng hồ ở chế độ Ohm, chạm que vào 2 cực của tụ điện rồi đọc kết quả.

• Nếu đồng hồ chỉ về mức thấp thì tụ bị ngắn mạch
• Nếu kim đồng hồ không di chuyển thì tụ điện bị hở hoặc đồng hồ đo có vấn đề.
• Nếu đồng hồ di chuyển từ điện trở thấp đến cao, vô hạn thì tụ điện đang hoạt động tốt.

Kiểm tra tụ điện bằng vôn kế

Thông thường dùng vôn kế để kiểm tra tình trạng của tụ điện chỉ được các kỹ sư có chuyên môn sử dụng. Các bước thực hiện cần làm theo quy trình sau:

• Tách rời tụ điện ra khỏi mạch điện
• Xem kết quả điện áp được hiển thị trên mạch điện
• Sạc điện cho tụ điện bằng một điện áp thấp hơn điện áp định mức trong vài giây.
• Điều chỉnh thang đo trên vôn kế, gắn 2 dây máy đo tương ứng với 2 cực của tụ điện.
• Đọc kết quả điện áp hiển thị trên đồng hồ đo. Nếu kết quả hiển thị xấp xỉ hoặc bằng giá trị điện áp cấp thì tụ điện bình thường. Nếu kết quả chênh lệch nhiều so với điện áp cấp thì tụ điện bị hỏng.

6. Các câu hỏi liên quan tới tụ điện

6.1 Tại sao tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua

Câu hỏi: Tại sao tụ điện cho điện áp xoay chiều đi qua?

Trả lời: Vì điện áp xoay chiều có tần số lớn hơn 0. Do đó dung kháng của tụ nhỏ vô cùng, khi đó tụ dẫn điện như một điện trở. Tần số điện xoay chiều càng cao hoặc điện dung tụ càng lớn thì dung kháng càng nhỏ

6.2 Tại sao tụ điện lại ngăn được dòng điện một chiều

Câu hỏi: “Tại sao tụ điện ngăn được dòng điện một chiều?”

Trả lời:

• Lớp điện môi của tụ điện là chất cách điện, do đó nó không có khả năng dẫn điện.
• Khi đặt tụ điện vào điện áp một chiều, ngay lập tức dòng điện này nạp đầy cho tụ điện. Khi nạp đầy thì giá trị điện áp này dần tiến về giá trị 0. Vì thế nên tụ điện tụ không cho dòng điện một chiều đi qua.
• Với điện áp một chiều thì tụ hoàn toàn cách điện vì áp một chiều có tần số F = 0 (Hz). Dung kháng của tụ lại phụ thuộc vào tần số theo công thức Zc = 1/ ( 2 x 3,14 x F x C). Khi tần số F = 0 (Hz) thì dung kháng Zc = vô cùng, do đó tụ điện ngăn không cho dòng điện một chiều đi qua.

Nếu bạn vẫn còn câu hỏi gì liên quan đến vấn đề tụ điện là gì, bạn có thể liên hệ với Chtech để được giải đáp.

Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Chtech

• Địa chỉ: 344 Khương Đình, Thanh Xuân, Hà Nội
• Hotline: 034 360 5292
• Website: chtech.vn
• Email: chtechkd@gmail.com