Tụ Điện Và Ứng Dụng Của Tụ Vào Mạch

Tụ điện là một linh kiện điện tử thường thấy trong mạch. Vậy cấu tạo cụ thể của tụ điện là gì? Nguyên lý hoạt động của tụ như thế nào và ứng dụng vào mạch ra sao? Hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây để được giải đáp những câu hỏi liên quan đến loại linh kiện này nhé!

Tìm hiểu về tụ điện

Tụ điện là gì?

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động, có 2 vật dẫn được ngăn cách nhau bởi lớp cách điện. Khi có dòng điện đi qua thì các mặt sẽ xuất hiện điện tích và điện lượng trái dấu nhau.

Sự tích tụ điện tích ở 2 cực giúp tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng điện trường ở hai bề mặt và nó có thể phóng ra điện tích khi cần. Khi có sự chênh lệch về điện thế xoay chiều thì sự tích lũy điện tích của tụ sẽ bị chậm pha so với điện áp. Từ đó, tụ điện tạo ra trở kháng trong mạch điện xoay chiều.

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Nguyên lý hoạt động của tụ điện như một acquy thu nhỏ. Vậy điểm khác biệt giữa tụ điện và acquy là gì?

Như các bạn đã biết, dòng điện là sự dịch chuyển của các electron. Tụ điện có khả năng lưu trữ hiệu quả các electron và khi cần sẽ phóng ra điện tích này để tạo dòng điện. Còn acquy chỉ sản sinh ra điện tích electron.

Theo đúng nghĩa, tụ điện sẽ hoạt động theo nguyên lý xả nạp như hình minh họa như sau:

• Tụ điện nạp:Khóa S1 đóng, khóa S2 mở thì dòng điện từ nguồn đi qua sẽ cấp cho tụ điện. Khi được nạp đầy, tụ điện sẽ không nhận nữa, dòng điện trên mạch sẽ giảm bằng 0.
• Tụ điện xả: Khóa S1 mở, khóa S2 đóng thì tụ điện sẽ được xả. Khi nó xả hết điện tích trong tụ thì dòng điện trên mạch cũng sẽ về 0.

Nguyên lý xả – nạp của tụ điện thể hiện tính chất đặc trưng với khả năng dẫn điện xoay chiều

Cấu tạo của tụ điện

Cấu tạo cụ thể của tụ điện gồm có 2 bản cực song song, ở giữa có 1 lớp cách điện gọi là điện môi. Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện như thủy tinh, mica, giấy, gốm,…

Tụ điện được phân loại dựa trên từng chất liệu cách điện được sử dụng cho tụ. Ví dụ như sử dụng chất liệu cách điện là giấy thì gọi là tụ giấy, nếu là gốm thì gọi là tụ gốm hay sử dụng hóa chất thì gọi là tụ hóa.

Các ứng dụng của tụ điện vào mạch

Tụ điện là một linh kiện quan trọng trong các mạch điện tử. Cụ thể, nó được ứng dụng với các mục đích sau:

• Điều chỉnh điện áp trong các bo mạch nguồn, giúp dòng điện ổn định hơn.
• Tạo xung, tạo dao động bằng cách truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có sự chênh lệch về điện áp một chiều.
• Phổ biến nhất là dùng trong các mạch nguồn, mạch giảm tốc độ quạt, mạch sạc của cái vợt muỗi…
• Tạo độ lệch pha giữa hai cuộn dây trong động cơ xoay chiều một pha của các thiết bị như quạt, máy bơm nước,…

Đơn vị, ký hiệu và công thức tính điện dung của tụ

Tụ điện được ký hiệu là chữ C. Đơn vị đo tụ điện được gọi là điện dung. Điện dung thể hiện khả năng tích điện trên 2 bản cực của tụ. Nó phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa 2 bản cực.

Công thức tính điện dung như sau: C = ξ x S / d

Trong đó:

• C : điện dung tụ điện
• ξ :  hằng số điện môi của lớp cách điện ở giữa 2 bản cực
• d : chiều dày lớp cách điện.
• S : diện tích bề mặt bản cực của tụ.

Đơn vị được dùng để đo giá trị tụ điện là Fara, viết tắt là F

Thực tế, tụ điện được dùng có giá trị rất nhỏ so với 1Fara. Nên sẽ có các đơn vị quy đổi trị số thường dùng là MicroFara (µF), NanoFara (nF), PicoFara (pF).

• 1 Fara = 1.000.000 µF = 1.000.000.000 nF = 1.000.000.000.000 pF
• 1 µ Fara = 1000 nF
• 1 n Fara = 1000 pF

Trên đây là giải đáp thắc mắc liên quan đến tụ điện là gì và các ứng dụng của tụ điện vào mạch. Hy vọng thông qua bài viết này, mọi người đã biết thêm được những thông tin hữu ích về tụ điện.