Tụ điện là gì? Cấu tạo và chức năng của tụ điện

Tụ điện (capacitor) là một linh kiện điện tử phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều mạch điện. Chúng có thể được tìm thấy trong các mạch truyền tín hiệu, mạch khuếch đại, và mạch dao động.

Hãy cùng tìm hiểu cấu tạo, phân loại, và nguyên lý hoạt động của tụ điện.

Tụ điện là gì?

Tụ điện (capacitor) là một thiết bị điện tử có khả năng lưu trữ điện tích và năng lượng điện. Linh kiện này được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử để lọc nhiễu, cân bằng điện áp, tạo dao động và nhiều ứng dụng khác.

Ngoài ra, thiết bị này còn có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau như loại điện cực, loại điện môi, dung lượng, điện áp, tần số, kích thước và hình dạng.

Cấu tạo của tụ điện

• Tụ điện cơ bản gồm hai điện cực (hay còn gọi là bản dẫn) được cách ly bởi một chất điện môi. Khi có điện áp được cấp vào hai đầu của thiết bị này, điện tích sẽ được tích tụ trên hai bản dẫn, tạo ra một trường điện trong chất điện môi.
• Dung lượng của capacitor là đại lượng đo lường khả năng lưu trữ điện tích của nó khi có điện áp được cấp vào. Dung lượng của linh kiện này phụ thuộc vào diện tích của bản dẫn, khoảng cách giữa hai bản dẫn và loại chất điện môi.

Đọc thêm bài viết: Chế độ Econo là gì? Tìm hiểu công dụng và ưu nhược điểm

Các loại tụ điện

Có rất nhiều loại capacitor khác nhau, mỗi loại có những đặc tính và ứng dụng riêng. Dưới đây là một số loại phổ biến:

• Tụ điện gốm: là loại có điện môi là gốm, sở hữu hình dạng tròn hoặc dẹt, có điện dung nhỏ từ vài pF đến vài nF. Tụ điện gốm có độ ổn định cao, độ tổn hao thấp, khả năng chịu nhiệt tốt, thường được sử dụng trong các mạch cao tần, mạch dao động, mạch lọc nhiễu.
• Tụ điện giấy: là loại tụ điện có điện môi là giấy, có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc, có hình dạng trụ hoặc hộp, sở hữu điện dung lớn từ vài nF đến vài µF. Tụ điện giấy có độ bền thấp, độ tổn hao cao, khả năng chịu nhiệt kém, thường được sử dụng trong các mạch điện áp thấp, mạch lọc nguồn, mạch khuếch đại.
• Tụ điện mica: là loại có điện môi là mica với bản cực là các lá bạc hoặc nhôm, có hình dạng dẹt hoặc trụ, loại capacitor này có điện dung nhỏ từ vài pF đến vài nF. Tụ điện mica có độ ổn định cao, độ tổn hao thấp, khả năng chịu nhiệt tốt, thường được sử dụng trong các mạch cao tần, mạch dao động, mạch lọc nhiễu.
• Tụ điện hóa: là loại capacitor có điện môi là một dung dịch hóa học, bản cực là các lá nhôm hoặc tantal, có hình dạng trụ với điện dung lớn từ vài µF đến vài mF. Loại capacitor này có độ bền thấp, độ tổn hao cao cũng như khả năng chịu nhiệt kém, thường được sử dụng trong các mạch điện áp thấp, mạch lọc nguồn, mạch bù công suất.
• Tụ điện siêu hóa: là loại có điện môi là các chất bán dẫn, có bản cực là các lá sắt hoặc carbon. Hình dạng của loại capacitor này là trụ hoặc hộp với điện dung rất lớn từ vài F đến vài trăm F. Tụ điện siêu hóa có độ bền cao, độ tổn hao thấp, khả năng chịu nhiệt tốt, thường được dùng trong các mạch điện áp thấp, mạch lưu trữ năng lượng, mạch khởi động động cơ.

Đọc thêm bài viết: Điện lạnh là gì? Tìm hiểu về ngành nghề đang hot hiện nay

Công dụng của tụ điện

“Công dụng của tụ điện là gì?” – đây là thắc mắc chung của nhiều người khi chưa có nhiều thông tin về linh kiện này. Capacitor có nhiều công dụng khác nhau trong các mạch điện tử, tùy thuộc vào loại và cách kết nối của nó. Dưới đây là một số công dụng của tụ điện là:

• Lọc nhiễu: Có thể được kết nối song song với nguồn điện để lọc bỏ các tín hiệu nhiễu có tần số cao, giúp cải thiện chất lượng của tín hiệu ra.
• Cân bằng điện áp: Kết nối song song với tải để cung cấp hoặc hấp thụ điện tích khi có sự thay đổi của điện áp, giúp duy trì điện áp ổn định cho tải.
• Tạo dao động: Kết nối nối tiếp với cuộn cảm để tạo ra một mạch dao động LC, có thể phát ra các tín hiệu dao động có tần số xác định.
• Bộ ghép mạch: Kết nối nối tiếp với một mạch điện tử để truyền qua các tín hiệu xoay chiều mà không ảnh hưởng đến điện áp trung bình của mạch, giúp ghép nối các mạch có điện áp khác nhau.
• Bộ lọc: Kết hợp với các thành phần khác như điện trở, cuộn cảm, để tạo ra các bộ lọc có khả năng chọn lọc các tín hiệu có tần số nhất định, giúp loại bỏ hoặc tăng cường các tín hiệu mong muốn.

Hướng dẫn cách đo tụ điện

Để đo dung lượng của tụ điện, bạn có thể sử dụng các thiết bị đo chuyên dụng như đồng hồ vạn năng, máy đo dung lượng. Các bước đo cụ thể như sau:

• Tắt nguồn điện và tháo tụ điện ra khỏi mạch.
• Xả điện tích còn dư trên tụ điện bằng cách nối hai chân của nó với một điện trở lớn hoặc một bóng đèn.
• Chọn chế độ đo dung lượng trên thiết bị đo và chọn dải đo phù hợp với dung lượng của tụ điện.
• Nối hai đầu dây đo với hai chân của tụ điện và đọc kết quả trên màn hình của thiết bị đo.

Xem thêm dịch vụ: Dịch vụ Sửa Máy lạnh tại Nhà TPHCM | Thợ sửa chữa Uy tín

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

• Nguyên lý hoạt động của capacitor là dựa vào sự chênh lệch điện thế giữa hai bản cực, khiến cho các điện tích trái dấu tích tụ trên hai bề mặt của chúng. Khi có dòng điện xoay chiều đi qua, capacitor sẽ nạp và xả điện liên tục, tạo ra dòng điện trong mạch. Khi nạp điện, capacitor sẽ tiêu tốn một phần điện năng để tạo ra điện trường giữa hai bản cực. Khi xả điện, capacitor sẽ phát ra một phần điện năng đã lưu trữ.
• Độ lớn của điện năng lưu trữ của capacitor phụ thuộc vào hai yếu tố: điện dung và điện thế. Điện dung là đại lượng đo khả năng lưu trữ điện năng của capacitor, được tính bằng công thức C = Q/V, trong đó Q là điện tích tích tụ trên mỗi bản cực, V là điện thế giữa hai bản cực.
• Điện thế là đại lượng đo mức độ chênh lệch điện tích giữa hai bản cực, được tính bằng công thức V = W/Q, trong đó W là công điện năng tiêu tốn để nạp điện cho capacitor, Q là điện tích tích tụ trên mỗi bản cực.

Một số thông tin về cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động của tụ điện đã được trình bày. Hy vọng bài viết này hữu ích đối với bạn. Để tìm hiểu thêm, hãy truy cập Website Gia Tuấn!