Tụ điện là gì? Ký hiệu, phân loại, cấu tạo và công dụng của tụ điện

Kyoritsuvietnam.net 04/05/2022 9406 lượt xem

Tụ điện là một linh kiện điện tử quen thuộc và được sử dụng phổ biến. Vậy tụ điện là gì? Tụ điện ký hiệu như thế nào, cấu tạo và công dụng của nó ra sao? Hãy cùng Kyoritsuvietnam.net tìm hiểu ngay nhé!

Tụ điện là gì?

Tụ điện là hệ thống gồm hai bản cực đặt song song được ngăn cách bởi lớp điện môi. Khi xuất hiện tình trạng chênh lệch hiệu điện thế tại hai bề mặt, các bề mặt này sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu. Hai bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bằng các chất liệu như: giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica,...

Điện dung của tụ điện không phụ thuộc vào bản chất của hai bản tụ. Mà nó bị ảnh hưởng bởi hình dạng, kích thước, khoảng cách giữa hai bản tụ và chất điện môi giữa hai bản tụ.

Có thể nói tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động. Chúng có tính chất cách điện 1 chiều nhưng lại cho dòng điện xoay chiều đi qua bởi nguyên lý phóng nạp. Các tụ điện được dùng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nhiễu, mạch lọc nguồn, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch dao động,...

Ký hiệu của tụ điện

Tụ điện ký hiệu là C, viết tắt của từ Capacitor trong tiếng anh. Ký hiệu trên tụ điện thường là những thông số chỉ giá trị điện dung, hiệu điện thế,... Trong mạch điện, người ta cũng vẽ ký hiệu tụ điện. Bạn có thể tham khảo cách vẽ ký hiệu tụ điện trong mạch điện như sau:

ký hiệu tụ điện trong mạch điện — Ký hiệu tụ điện trong mạch điện

Đơn vị đo tụ điện là gì hay điện dung của tụ điện có đơn vị là Fara, ký hiệu là F.

Trong đó 1 Fara là đại lượng đo rất lớn. Thực tế, người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn để đo tụ điện. Ví dụ như: 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

Xem thêm: Cách đọc giá trị, thông số tụ điện chi tiết từ A-Z

Cấu tạo của tụ điện

Cấu tạo của tụ điện gồm dây dẫn điện và điện môi, cụ thể như sau:

Dây dẫn: có ít nhất là hai dây dẫn điện, chúng thường có dạng tấm kim loại.
Điện môi: thường là các chất không dẫn điện như: thuỷ tinh, giấy, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí. Các chất điện môi sẽ không dẫn điện, điều này sẽ giúp tăng khả năng tích trữ năng lượng của tụ điện.

Nguyên lý làm việc của tụ điện

Nguyên lý hoạt động của tụ điện dựa nguyên lý phóng nạp. Hiểu đơn giản là tụ điện có khả năng tích trữ điện năng như một ắc quy nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. Tụ điện lưu trữ các electron và phóng ra các điện tích này để sinh ra dòng điện. Tuy nhiên, tụ điện không có khả năng sinh ra điện tích electron.

Nguyên lý làm việc của tụ điện giúp linh kiện điện tử này có khả năng dẫn dòng điện xoay chiều. Lưu ý: khi điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian, nếu ta cắm nạp hoặc xả tụ sẽ dễ ra hiện tượng nổ có tia lửa điện.

Xem thêm:

Phân loại tụ điện

Để phân loại tụ điện người ta căn cứ vào vật liệu làm lớp điện môi giữa hai bản cực của tụ điện. Nếu lớp cách điện bằng không khí, ta có tụ không khí. Nếu lớp cách điện là giấy hay gốm, ta có tụ giấy, tụ gốm,...

Các loại tụ điện phổ biến hiện nay bao gồm:

Tụ hoá: Đây là tụ điện có hình trụ, tụ có phân cực âm và dương. Ký hiệu trên thân tụ thể hiện giá trị điện dung từ 0,47 µF đến 4700 µF.
Tụ giấy, tụ gốm, tụ mica: Là những tụ không phân cực, thường có hình dẹt. Trị số trên thân các loại tụ này thường bằng ba chữ số. Điện dung khá nhỏ, chỉ khoảng 0,47 µF.
Tụ xoay: Đây là loại tụ có thể xoay, từ đó thay đổi giá trị điện dung. Tụ xoay thường được dùng trong radio để thay đổi tần số cộng hưởng.
Tụ Lithium ion: Đây là loại tụ điện có năng lượng rất lớn, thường dùng để tích điện 1 chiều.

Ngoài ra, để đo và kiểm tra tụ điện, ta có thể sử dụng các thiết bị đo và kiểm tra điện như: ampe kìm, đồng hồ vạn năng để hỗ trợ công việc. Bạn có thể tham khảo các dòng sản phẩm như: ampe kìm Kyoritsu 2002PA, ampe kìm Kyoritsu 2003A hay đồng hồ vạn năng Kyoritsu 1009,...

Công dụng của tụ điện

Công dụng của tụ điện là gì? Từ những kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ta sẽ biết được tác dụng của tụ điện là gì? Thực tế, tụ điện có rất nhiều tác dụng trong hệ thống mạch điện.

Thực tế, tụ điện có 4 công dụng chính, đó là:

Lưu trữ điện năng, điện tích hiệu quả. Tụ điện có công dụng lưu trữ điện như ắc quy. Đặc biệt, nó không làm tiêu hao năng lượng điện. Đây là một trong những ưu điểm nổi trội nhất của tụ điện.
Tụ điện cho phép điện áp xoay chiều đi qua. Nhờ vậy, tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Khi tần số điện xoay chiều càng lớn thì dung kháng càng nhỏ. Điều này hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp lưu thông qua tụ điện.
Từ nguyên lý hoạt động, ta thấy tụ điện có khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho phép điện áp xoay chiều lưu thông. Đồng thời giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.
Tụ điện giúp chuyển điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng cách loại bỏ pha âm.

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế

Ứng dụng của tụ điện trong đời sống và sản xuất như thế nào? Với những tác dụng của thiết bị này, người ta có thể dùng tụ điện vào rất nhiều trường hợp. Cụ thể:

Tụ điện được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện và điện tử.
Tụ điện được dùng trong các hệ thống âm thanh của xe hơi. Vì tụ điện có tác dụng lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại.
Trong các máy tính nhị phân dùng ống điện tử, tụ điện có thể sử dụng để tạo ra các bộ nhớ kỹ thuật số động.
Trong ngành quân sự, tụ điện được dùng cho các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân,...
Áp dụng tụ điện thành các nguồn cung cấp và tích trữ năng lượng.
Tụ điện dùng để xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,...

Hiện nay, hầu hết các sản phẩm bếp từ đều được trang bị một tụ điện. Nó không chỉ là một trong năm linh kiện quan trọng nhất trong mỗi thiết bị điện từ. Mà còn là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của bếp từ.

Bài viết trên đã cung cấp những thông tin quan trọng về tụ điện như: tụ điện là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện,... Hy vọng những kiến thức này sẽ có ích đối với bạn.