Tụ điện (có tên tiếng anh là Capacitor) là một loại linh kiện được sử dụng nhiều trong các bản mạch và các đồ dùng điện tử. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu tụ điện là gì, những khái niệm cơ bản về tụ điện.
Tụ Điện Là Gì?
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được tạo ra bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi một lớp điện môi.
Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt tụ điện sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu. Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt của tụ tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường. Khi chênh lệch điện thế ở hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự lưu trữ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện ở trong mạch điện xoay chiều.
Nếu xét về phương diện lưu trữ năng lượng thì tụ điện có phần giống với ác quy bởi chúng đều cùng lưu trữ năng lượng. Tuy vậy, cách hoạt động của chúng hoàn toàn khác nhau. Ác quy có 2 cực, bên trong xảy ra các phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và đi sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, bản thân tụ không thể tạo ra electron mà đơn giản chúng chỉ lưu trữ chúng trong thời gian ngắn. Tụ điện có khả năng nạp và xả điện rất nhanh.
Tụ điện được viết tắt là chữ "C"
Đơn Vị Của Tụ Điện
Đơn vị của tụ điện là fara. Thông thường 1 fara có trị số là lớn nên trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn.
- 1 pico = 1/1000.000.000.000 fara
- 1 nano= 1/1000.000.000 fara
- 1 micro =1/1000.000 fara
Công Dụng Của Tụ Điện
- Tụ điện có khả năng cho phép dòng điện áp xoay chiều đi qua, đồng thời ngăn điện áp 1 chiều lại. Vì thế chúng được dùng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có sự chênh lệch điện áp.
- Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã loại bỏ pha âm thành điện áp 1 chiều bằng phẳng
- Với điện xoay chiều thì tụ sẽ dẫn điện còn với điện một chiều thì tụ lại trở thành tụ lọc .
Nguyên Lý Hoạt Động Của Tụ Điện
Nguyên lý phóng nạp trong tụ điện được hiểu là khả năng tích năng lượng điện như một ắc qui mini dưới dạng năng lượng điện trường. Chúng lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích ấy để tạo ra dòng điện. Tuy nhiên tụ điện không có khả năng sinh ra dòng điện như các phản ứng hóa học bên trong ác quy.
Nguyên lý nạp và xả trong tụ điện là một tính chất đặc trưng và cũng chính là điều cơ bản trong nguyên lý làm việc của tụ điện. Chính nhờ tính chất này mà linh kiện tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.
Ví dụ minh họa tụ điện ở trong mạch
Các Loại Tụ Điện
Tụ điện phân cực
Hầu hết tụ hóa là tụ điện phân cực, Tụ điện phân cực là tụ có cực xác định, khi đấu nối phải đúng cực âm - dương. Hầu hết các tụ hóa được sử dụng là các tụ phân cực
Thông thường trên tụ phân cực nếu có kích thước lớn thì cực âm phân biệt bằng dấu - ở trên vạch màu sáng dọc theo của thân tụ, các tụ mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương.
Các tụ có kích thước nhỏ, tụ dành cho hàn dán trên SMD thì đánh dấu + ở cực dương để giúp dễ phân biệt.
Trị số của tụ điện phân cực nằm trong khoảng 0,47μF - 4.700μF
Tụ điện không phân cực
Tụ điện không phân cực là tụ không cần xác định cực âm dương, bao gồm một số loại như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica,...
Các tụ có trị số điện dung nhỏ hơn 1 μF thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc dùng để mạch lọc nhiễu. Các tụ có dung lớn, từ một vài μF đến cỡ Fara thì dùng trong các mạch điện dân dụng (tụ quạt, mô tơ, tụ lò vi sóng...) hay dàn tụ bù pha cho lưới điện.
Tụ điện có trị số biến đổi
Tụ điện có trị số biến đổi( hay còn được gọi với cái tên tụ xoay) là tụ có thể thay đổi giá trị điện dung của chúng. Tụ này thường được sử dụng trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta cần dò đài.
Siêu tụ điện
Siêu tụ điện là các tụ có mật độ năng lượng ở mức cực cao (supercapacitor) như Tụ điện Li ion (ký hiệu tụ là LIC), là tụ phân cực và dùng cho tích điện một chiều. Tụ có thể trữ điện năng cho vài tháng, cấp nguồn thay các pin lưu dữ liệu trong các máy điện tử.
Khả năng phóng nạp nhanh và chứa nhiều năng lượng khiến các nhà khoa học kỳ vọng ứng dụng tụ trong giao thông để khai thác lại năng lượng như hãm phanh (thắng), cung cấp năng lượng ở mức đỉnh đột xuất cho ô tô điện, tàu điện, tàu hoả nhanh,...
Trên đây là bài viết được tổng hợp từ nhiều nguồn, mong rằng chúng sẽ giúp ích cho bạn. nếu có bất cứ thắc mắc gì về tụ điện bạn có thể để lại ý kiến của mình ở bên dưới.
