TỤ ĐIỆN LÀ GÌ?
Tụ điện là một linh kiện điện tử không thể thiếu trong hầu hết các mạch điện, có chức năng lưu trữ năng lượng điện dưới dạng điện trường. Tuy có cấu tạo đơn giản, nhưng tụ điện lại mang đến những ứng dụng quan trọng trong các hệ thống điện và điện tử, như lọc, ổn định điện áp và điều chỉnh tần số.
Trong bài viết này, Tự Động Hóa PLCTECH sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về Tụ Điện là gì, nguyên lý hoạt động, các loại tụ điện khác nhau, và cách chúng được ứng dụng trong các mạch điện hiện đại.
Tụ điện là gì?
1. Định Nghĩa Tụ Điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử dùng để lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Cấu tạo cơ bản của tụ điện gồm hai bản cực dẫn điện, thường là tấm kim loại, được ngăn cách bởi một lớp điện môi cách điện. Khi điện áp giữa hai bản cực có sự chênh lệch, điện tích trái dấu sẽ xuất hiện trên mỗi bản cực, cho phép tụ điện lưu trữ năng lượng.
2. Cấu Tạo Tụ Điện
Tụ điện có cấu tạo đơn giản gồm hai bản cực bằng kim loại, giữa chúng là lớp điện môi cách điện. Lớp điện môi này có thể là không khí, giấy, mica, dầu, nhựa, gốm, thủy tinh, v.v. Tụ điện thường được bọc kín hoàn toàn, chỉ có hai chân cực được đưa ra ngoài để sử dụng.
3. Nguyên Lý Hoạt Động Của Tụ Điện
Nguyên lý hoạt động của tụ điện có hai dạng cơ bản:
Nguyên lý phóng nạp: Tụ điện lưu trữ điện năng bằng cách tích điện trên các bản cực. Khi điện áp giữa hai bản cực thay đổi, tụ điện sẽ nạp hoặc xả điện năng, tạo ra dòng điện.
Nguyên lý nạp xả: Tụ điện sẽ phóng ra điện năng tích trữ khi điện áp giữa các bản cực thay đổi. Trong một số trường hợp, nếu dòng điện tăng vọt quá nhanh, có thể gây hiện tượng nổ hoặc tia lửa điện.
4. Phân loại Tụ điện.
Tụ điện có thể được phân loại theo hai cách: mục đích sử dụng và chất điện môi.
4.1. Theo mục đích sử dụng
+ Tụ cố định: Tụ có giá trị điện dung cố định, được in rõ trên thân tụ.
♦ Tụ có cực (polar): Cần phân biệt cực dương và âm khi đấu nối.
♦ Tụ không phân cực (nonpolar): Các cực giống nhau, không phân biệt chiều đấu.
+ Tụ biến đổi (tụ xoay): Tụ có thể điều chỉnh điện dung tùy theo yêu cầu sử dụng.
4.2. Theo chất điện môi:
+ Tụ hóa: Sử dụng lớp oxit nhôm làm điện môi, có điện dung lớn và điện áp làm việc <500V.
+ Tụ hóa tantalum: Là loại tụ hóa sử dụng tantalum, có kích thước nhỏ và điện dung lớn.
+ Tụ giấy: Chất điện môi là giấy tẩm dầu, có thể không phân biệt cực tính.
+ Tụ màng: Chất điện môi là màng dẻo như polypropylene, polycarbonate, có thể tự phục hồi khi bị đánh thủng do quá điện áp.
+ Tụ gốm (tụ sứ ceramic): Sử dụng gốm làm điện môi, không phân cực tính.
+ Tụ mica: Bao gồm nhiều miếng mica mỏng, thường có dạng hình khối nhỏ và không phân cực.
5. Ý Nghĩa Các Ký Hiệu Trên Tụ Điện
Ký hiệu “C” trong mạch điện thường chỉ tụ điện, bắt nguồn từ từ “Capacitor” trong tiếng Anh. Trên vỏ tụ điện thường có các thông số như: 100μF 250V.
+ 100μF: Giá trị điện dung của tụ điện.
+ 250V: Giới hạn điện áp làm việc của tụ điện. Nếu vượt quá, tụ có thể bị đánh thủng và hỏng.
Ý nghĩa các ký hiệu trên vỏ tụ điện là gì?
6. Cách đọc trị số tụ điện
+ Tụ hóa: Trị số được ghi trực tiếp trên thân tụ, ví dụ: 1000µF/50V.
+ Tụ gốm và tụ giấy: Quy ước ký hiệu trị số như sau: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10ˣ, trong đó x là số thứ ba trong dãy ký hiệu.
Ví dụ: Tụ gốm ghi 105, thì giá trị là 10 x 105 = 1µF.
7. Công Thức Tính Điện Tích và Điện Dung Tụ Điện
Công thức tính điện tích tụ điện là:
Q = C x U
Trong đó:
+ Q: Điện tích (Coulomb)
+ C: Điện dung (Farad)
+ U: Điện áp (Volt)
Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu điện môi và khoảng cách giữa các bản cực. Công thức tính điện dung tụ điện có dạng:
Trong đó:
+ εr : Điện thẩm tương đối của vật liệu điện môi
+ ε0 ≈ 1÷(9*109*4*π)≈8.854187817*10-12 : Hằng số điện thẩm
+ S : Diện tích bản cực (m²)
+ d : Khoảng cách giữa hai bản cực (m)
8. Tụ Điện Mắc Nối Tiếp và Mắc Song Song
Tụ điện mắc nối tiếp: Tổng điện áp chịu đựng của các tụ mắc nối tiếp là tổng các điện áp của từng tụ.
Utd = U1 + U2 + U3
Tụ điện mắc nối tiếp
Tụ điện mắc song song: Tổng điện dung của các tụ mắc song song là tổng điện dung của từng tụ.
Tụ điện mắc song song
Qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về tụ điện là gì, cho tới cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến các loại tụ điện phổ biến. Hiểu rõ các đặc tính của tụ điện giúp bạn ứng dụng linh kiện này hiệu quả trong các mạch điện.
Nếu bạn muốn nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực Điện Công Nghiệp – Tự Động Hóa, hãy tìm hiểu ngay các khóa học chuyên sâu tại PLCTECH. Thông qua việc học lý thuyết kết hợp thực hành, bạn sẽ được trang bị đầy đủ kiến thức và kỹ năng để làm việc hiệu quả trong các dự án tự động hóa công nghiệp:
Địa chỉ đào tạo
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy Xem bản đồ
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức Xem bản đồ
Liên hệ
Điện thoại / Zalo: 0987 635 127 (Hỗ trợ 24/7)
Website: https://plctech.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN
