Tụ điện là gì? Cấu tạo của tụ điện chi tiết kiến thức mới năm 2023

Bạn có đang thắc mắc các câu hỏi liên quan đến tụ điện là gì? Cấu tạo của tụ điện như thế nào? Công dụng và nguyên lý hoạt động của tụ điện ra sao? Hãy cùng mayruaxegiadinh.com.vn tìm hiểu tất cả những thông tin liên quan đến chủ đề tụ điện trong bài viết ngay sau đây nhé!

Tụ điện là gì?

Tụ điện là linh kiện điện tử có tích trữ năng lượng điện dưới dạng điện trường. Chúng gồm có 2 bề mặt thường được làm bằng tấm kim loại dẫn điện được ngăn cách bởi lớp điện môi cách điện. Khi 2 bề mặt này có sự chênh lệch điện áp sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Tụ điện được sử dụng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nguồn, lọc nhiễu hay mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động,….

• Kí hiệu tụ điện: C (Capacitior).
• Đơn vị tụ điện: F (Fara). Trong đó: 1F = Micro Fara = Nano Fara =   Pico Fara.

Các ký hiệu tụ điện:

• Cấu tạo của tụ điện như thế nào?

Về cơ bản, cấu tạo của tụ điện gồm:

• Tụ điện được cấu tạo bằng cách nào? Tụ điện có cấu tạo gồm ít nhất 2 dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này được đặt song song với nhau, được ngăn cách với nhau bởi một lớp điện môi.
• Điện môi sử dụng cho các tụ điện là những chất không dẫn điện gồm có: thủy tinh, giấy, giấy tẩm hóa chất, gốm, màng nhựa, mica hoặc có thể là không khí. Những điện môi này là những chất không dẫn điện nhằm tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện.

Tùy vào chất liệu cách điện ở giữa 2 bản cực mà tụ điện sẽ có tên tương ứng. Ví dụ như nếu lớp cách điện là không khí thì tụ điện có tên là không khí, là giấy thì có tụ giấy, còn nếu là gốm thì là tụ gốm và nếu là lớp hóa chất thì cho ta tụ hóa.

Các loại tụ điện phổ biến gồm:

• Tụ hóa: Là loại tụ điện có phân cực (-), (+) và luôn có dạng hình trụ. Trên thân trụ của tụ được thể hiện rõ giá trị điện dung từ  0,47 µF đến 4700 µF.
• Tụ giấy, tụ gốm và tụ mica: Là loại tụ không phân cực và có hình dẹt, không phân biệt âm dương. Tụ có trị số được ký hiệu trên thân bằng 3 số, điện dung của tụ thường khá nhỏ chỉ vào khoảng 0,47 µF.
• Tụ xoay: Loại tụ này có thể xoay để thay đổi giá trị của điện dung. Tụ xoay thường được lựa chọn để lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.
• Tụ Lithium ion: Đây là tụ có năng lượng cực cao và thường dùng để tích điện một chiều.

• Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Tụ điện hoạt động dựa trên 2 nguyên lý cơ bản gồm: Nguyên lý phóng nạp và Nguyên lý xả nạp. Cụ thể như sau:

• Nguyên lý phóng nạp: Hiểu đơn giản nguyên lý phóng nạp là khả năng tích trữ năng lượng của tụ điện tương tự như một chiếc bình ắc quy cỡ nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. 

Tụ điện có khả năng lưu trữ hiệu quả các electron và có khả năng phóng ra các diện tích này để sản sinh ra dòng điện. Tuy nhiên, tụ điện lại không thể tự sản sinh ra được những điện tích electron và đây chính là điểm khác biệt lớn nhất của tụ điện so với bình ắc quy.

• Nguyên lý xả nạp: Nguyên lý xả nạp là tính chất đặc trưng và cơ bản nhất trong nguyên lý làm việc của linh kiện điện tử thụ động này. Và cũng nhờ vào tính chất này mà nó có thể dẫn được dòng điện xoay chiều. 

Khi điện áp ở 2 bên bản mạch không có sự thay đổi một cách đột ngột mà lại biến thiên theo thời gian nếu ta thực hiện cắm nạp hoặc thực hiện xả thường sẽ xảy ra hiện tượng nổ kèm theo tia lửa điện. Sở dĩ có xảy ra hiện tượng này là bởi dòng điện tăng vọt đột ngột.

Ứng dụng thực tế của tụ điện

Dựa vào nguyên lý cấu tạo của tụ điện cùng chức năng của nó mà tụ điện được ứng dụng nhiều trong các thiết bị điện tử và là một linh kiện không thể thiếu. Ở mỗi mạch điện thì tụ điện đều có những công dụng nhất định chẳng hạn như: dẫn tín hiệu, lọc điện nguồn, lọc nhiễu hay tạo dao động,….

Tụ điện trong mạch lọc nguồn

Trong mạch lọc nguồn như trong hình minh họa trên, tụ điện hóa có chức năng lọc cho điện áp một chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng nhằm cung cấp cho tải tiêu thụ. Khi đó, ta thấy rằng nếu không có tụ điện thì áp DC sau đi-ốt là điện áp nhấp nhô, còn khi có tụ điện thì điện áp lúc này được lọc tương đối phẳng, tụ điện càng lớn thì điện áp DC này sẽ càng phẳng. 

Tụ điện trong mạch lọc dao động đa hài tạo xung vuông

• Bạn có thể lắp mạch điện như trên với các thông số đã cho trên sơ đồ.
• 2 đèn báo sáng sử dụng là đèn Led có dấu song sóng với cực CE của 2 Transistor, lưu ý cần đấu đúng chiều âm dương.

Xem thêm:

Những ứng dụng thực tế trong cuộc sống của tụ điện:

• Trong hệ thống âm thanh xe hơi: Tụ điện có chức năng lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại.
• Tụ điện cũng có thể dùng để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho những máy tính nhị phân có sử dụng các ống điện tử.
• Ngoài ra, tụ điện còn được sử dụng trong những chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự hay ứng dụng trong các máy phát điện, trong thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,….

Trong thực tế, tụ điện được ứng dụng lớn nhất và thành công nhất là nguồn cung cấp năng lượng và tích trữ năng lượng,…. Ngoài ra, linh kiện này còn có nhiều tác dụng khác như: Xử lý tín hiệu hay khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,…. Hiện nay, phần lớn tụ điện được coi như là một trang bị không thể thiếu trong các sản phẩm bếp từ, là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của thiết bị.

Lời Kết

Trên đây là những thông tin cơ bản về tụ điện, hy vọng rằng qua đây bạn đọc đã nắm rõ được cấu tạo của tụ điện như thế nào, các ký hiệu của tụ điện cũng như ứng dụng thực tế của linh kiện này trong các lĩnh vực của đời sống. Cảm ơn bạn đã theo dõi hết bài viết, truy cập mayruaxegiadinh.com.vn để cập nhật những tin tức hay mỗi ngày bạn nhé!