Tụ điện là gì? Đơn vị, Cấu tạo và Ứng dụng của tụ điện

Tụ điện vẫn luôn là một trong những linh kiện điện tử quan trọng của rất nhiều thiết bị điện hiện nay. Vậy tụ điện là gì? Đơn vị, ký hiệu, cấu tạo và ứng dụng của tụ điện như nào? Bnaj hãy cùng Thongtinkythuat.com tìm hiểu những thông tin bổ ích về tụ điện ngay dưới đây nhé.

Tụ điện là gì?

Khi tìm hiểu về tụ điện là gì? Bạn có thể tham khảo câu trả lời ngay dưới đây.

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, có khả năng tích trữ và phóng điện. Nó gồm hai bản cực song song, được ngăn cách bởi một lớp điện môi như gốm, mica, giấy hoặc nhựa. Khi có sự chênh lệch điện thế giữa hai bản cực, tụ điện sẽ tích trữ điện tích và phóng điện khi cần thiết.

Tụ điện là linh kiện cần có trong bảng mạch

Hiện nay, tụ điện được dùng nhiều tại các mạch điện tử khác như như mạch dao động, mạch lọc nhiễu, mạch lọc nguồn, mạch truyền phát tín hiệu…

Ký hiệu của tụ điện

Ký hiệu của tụ điện C (viết tắt của Capacitor). Trong khi đó, tụ điện trong mạch điện ký hiệu là những hình vẽ trong sơ đồ.

Ký hiệu tụ điện là những thông số chỉ giá trị điện dung, hiệu điện thế của mạch điện. Bạn có thể tham khảo các ký hiệu tụ điện thông qua hình vẽ.

Ký hiệu tụ điện trong sơ đồ mạch điện

Đơn vị của tụ điện là gì?

Đơn vị của tụ điện là 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 Gara

Xem thêm: Cách đo tụ điện bằng ampe kìm chính xác và nhanh nhất

Công dụng của tụ điện

Khi tìm hiểu về tụ điện à gì, bạn cũng cần biết công dụng của tụ điện là gì? Thông qua những kiến thức về cấu tạo và nguyên lý của tụ điện. Bạn sẽ thấy công dụng của tụ điện rất đa dạng.

Dưới đây là những công dụng của tụ điện:

• Lưu trữ điện năng, tích điện hiệu quả như ắc quy nhưng không làm tiêu hao năng lượng điện.
• Tụ điện cho phép điện áp xoay chiều đi qua để làm việc như một điện trở đa năng. Tụ điện cho phép điện áp lưu thông hiệu quả nhờ dung kháng nhỏ.
• Tụ điện có khả năng nạp xả thông minh để ngăn điện áp 1 chiều, cho phép điện áp xoay chiều lưu thông.
• Truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.

Công dụng của tụ điện trong mạch

Xem thêm: Cách kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng chi tiết A-Z

Cấu tạo của tụ điện và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo tụ điện

Tụ điện có cấu tạo đơn giản gồm:

• Hai bản cực dẫn điện: thường là kim loại và được đặt song song và được cách điện hoàn toàn bởi lớp điện môi.

• Lớp điện môi: có thể là gốm, mica, giấy, nhựa… giúp ngăn cách dòng điện một chiều nhưng cho phép tụ điện lưu trữ điện năng.

• Vỏ bọc và chân kết nối: Tụ hóa thường có vỏ nhôm hoặc nhựa, với hai chân kết nối phân cực (+) và (-). Tụ gốm, mica, màng nhựa có vỏ cách điện và không phân cực, nghĩa là có thể lắp theo bất kỳ chiều nào trong mạch.

Hình vẽ cấu tạo tụ điện

Nguyên lý làm việc của tụ điện

Tụ điện hoạt động dựa trên nguyên lý phóng – nạp điện. Khi có điện áp đặt vào hai bản cực, tụ điện sẽ bắt đầu nạp điện. Bản cực nối với cực dương của nguồn sẽ tích điện dương, trong khi bản cực còn lại tích điện âm. Quá trình này diễn ra cho đến khi điện áp giữa hai bản cực bằng với điện áp nguồn, lúc này tụ điện sẽ không tiếp tục nạp thêm nữa.

Khi nguồn điện bị ngắt hoặc mạch cần sử dụng điện năng từ tụ, tụ điện sẽ phóng điện. Dòng electron di chuyển từ bản cực âm sang bản cực dương, giải phóng năng lượng đã tích trữ. Điều này cho phép tụ điện đóng vai trò như một nguồn điện tạm thời, giúp duy trì dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn ngay cả khi nguồn chính bị ngắt.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của tụ điện

Ngoài ra, tụ điện còn có khả năng cho dòng điện xoay chiều đi qua, nhưng lại chặn dòng điện một chiều. Điều này là do dòng điện xoay chiều có tần số thay đổi liên tục, khiến quá trình nạp và phóng điện diễn ra liên tục, tạo cảm giác như dòng điện đi qua tụ điện. Trong khi đó, với dòng điện một chiều, sau khi tụ điện nạp đầy, nó sẽ không cho dòng điện tiếp tục chảy qua, giống như một công tắc mở.

Một điểm quan trọng nữa là tụ điện có thể làm giảm nhiễu điện áp trong mạch điện. Khi có sự dao động điện áp đột ngột, tụ điện sẽ hấp thụ và phóng điện ngay lập tức, giúp làm mượt tín hiệu điện, đặc biệt trong các mạch lọc nguồn và mạch khuếch đại.

Phân loại tụ điện

Tụ điện được phân loại dựa trên chất liệu điện môi, đặc điểm hoạt động và ứng dụng. Dưới đây là các loại tụ điện phổ biến:

Các loại tụ điện phổ biến

• Tụ hóa (Electrolytic Capacitor): có dung lượng lớn, từ 0,47µF đến 10.000µF, phân cực (+) và (-), cần lắp đúng chiều khi sử dụng. Loại tụ này dùng để lọc nguồn trong các mạch điện, giúp ổn định điện áp, ứng dụng rộng rãi trong mạch khuếch đại âm thanh, mạch nguồn xung.
• Tụ gốm (Ceramic Capacitor): Dung lượng nhỏ (từ vài pF đến 1µF), điện áp hoạt động cao và không phân cực. Với công dụng lọc nhiễu tín hiệu cao tần, dùng trong mạch RF, vi sóng, radio, tụ gốm chuyên dùng trong bo mạch máy tính, điện thoại di động.
• Tụ mica (Mica Capacitor): Dung lượng nhỏ (vài pF đến hàng nF), chuyên dùng trong các mạch cao tần, mạch dao động.
• Tụ giấy (Paper Capacitor): Có điện dung trung bình (vài nF đến hàng µF) và sử dụng giấy tẩm dầu làm điện môi. Linh kiện được dùng trong các mạch nguồn, mạch công suất cao.
• Tụ màng nhựa (Film Capacitor): Sử dụng màng nhựa (Polyester, Polypropylene) có độ bền cao, ổn định theo thời gian. Linh kiện được dùng trong mạch điện công suất lớn, mạch lọc, bộ chỉnh lưu.
• Tụ xoay (Variable Capacitor): Có điện dung nhỏ (từ vài pF đến vài trăm pF) và có thể thay đổi giá trị điện dung bằng cách xoay trục điều chỉnh. Tụ xoay thường được sử dụng trong radio, bộ thu sóng để điều chỉnh tần số.
• Tụ Lithium-Ion (Super Capacitor): Có dung lượng từ vài Farad (F) đến hàng ngàn Farad, khả năng tích trữ điện năng lớn, giống như một pin sạc. Linh kiện dùng để lưu trữ năng lượng trong các thiết bị điện tử.

Ứng dụng của tụ điện

Tụ điện mang đến rất nhiều những ứng dụng trong thực thế tại các thiết bị , máy móc phục vụ trong sản xuất và cuộc sống. Bạn có thể tham khảo những ứng dụng cơ bản của tụ ngay dưới đây.

• Tụ điện được dùng phổ biến trong các mạch điện tử, kỹ thuật điện.
• Tụ điện dùng cho hệ thống âm thanh, amply của loa, hệ thống âm thanh xe hơi.
• ứng dụng trong máy tính nhị phân
• Tụ điện dùng trong lĩnh vực quân sự, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân…
• Tụ điện dùng để xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh…

Hiện nay, để kiểm tra tụ điện bạn có thể sử dụng ampe kìm hoặc đồng hồ vạn năng với khả năng đo chính xác, nhanh chóng. Những thương hiệu nổi bật mà bạn có thể yên tâm sử dụng như đồng hồ vạn năng Kyoritsu, ampe kìm Hioki….

Trên đây là những thông tin về tụ điện rất quan trọng với mạch điện tử cho các thiết bị máy móc. Thongtinkythuat.com hy vọng sẽ giúp bạn có thêm nhiều thông tin hữu ích trong quá trình sửa chữa tụ điện. Chúc bạn thành công!