Tụ điện là gì? Tìm hiểu công dụng và nguyên lý phóng nạp của nó

Được sử dụng phổ biến trong điện tử nhưng không phải ai cũng hiểu “Tụ điện là gì?” cũng như đặc điểm cấu tạo, phân loại, công dụng và nguyên lý hoạt động của tụ điện.

Tụ điện là gì?

Một linh kiện điện tử thụ động quan trọng không thể thiếu trong mạch điện đó là tụ điện. Đây là linh kiện rất phổ biến mà chắc chắn ai cũng đã được nghe ở đâu đó. Chẳng hạn như môn học vật lý hay cuộc sống hằng ngày.

Một số loại tụ điện thông dụng

• Tụ Li ion: có năng lượng cực cao dùng để tích điện 1 chiều
• Tụ xoay: đúng như tên gọi, cấu tạo của tụ điện này giúp nó có thể xoay để đổi giá trị điện dung
• Tụ giấy, tụ mica và tụ gốm: là tụ không phân cực và có hình dẹt, không phân biệt âm dương. Có trị số được ký hiệu trên thân bằng ba số, điện dung của tụ thường khá nhỏ, chỉ khoảng 0,47 µF
• Tụ hóa: là tụ có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ. Trên thân tụ được thể hiện giá trị điện dung, điện dung thường từ 0,47 µF đến 0,4700 µF

Đặc điểm của tụ điện

• Đơn vị của tụ điện là Fara. Cách quy đổi 1 Fara: 1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara
• Người ta coi tụ điện là một ắc qui mini bởi khả năng lưu trữ năng lượng điện. Tuy nhiên, cấu tạo của tụ điện cũng như nguyên lý làm việc của tụ điện với ắc quy hoàn toàn khách nhau. Hãy xem chi tiết điều này ở phần tiếp theo.
• Khi 2 bề mặt có sự chênh lệch về điện thế, nó cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Các bề mặt sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
• Có nhiều loại tụ điện khác nhau và nó được phân loại dựa trên cấu tạo của tụ điện.
• 2 bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bởi điện môi (dielectric) – là những chất không dẫn điện như: Giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica…
• Tụ điện là một linh kiện có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện. Hay tích tụ điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường.
• Tụ điện có tên gọi tiếng anh là Capacitor và được viết tắt là chữ “C”.

Công dụng của tụ điện

Chính vì tác dụng của tụ điện có quá nhiều ưu điểm đến việc lưu trữ và khả năng lọc, phóng nạp nên nó được ứng dụng vào thực tế với rất nhiều công trình.

• Tụ điện có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.
• Truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế do nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho điện áp xoay chiều lưu thông.
• Cho phép điện áp xoay chiều đi qua, giúp tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ càng lớn) thì dung kháng càng nhỏ. Hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.
• Tác dụng của tụ điện được biết đến nhiều nhất là khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả. Nó được so sánh với khả năng lưu trữ như ắc qui. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ điện là lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện như một ắc quy nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường. Tuy nhiên, điều làm nên sự khác biệt giữa ắc quy với tụ điện chính là: nó lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện nhưng không sinh ra các điện tích electron.

Trong nguyên lý làm việc của tụ điện thì điều cơ bản nhất, cũng là đặc trưng nhất là nguyên lý nạp xả. Hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt rất dễ xuất hiện nếu điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hoặc xả tụ.

Nhờ tính chất này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều. Đây là điểm khiến ta thấy rõ nguyên lý nạp xả của tụ điện.

Thông qua bài viết trên đây của Timviecdientu.com, hy vọng mọi người đã nắm được khái niệm “Tụ điện là gì?” và áp dụng những kiến thức liên quan vào đời sống hiệu quả hơn.

► Để tìm hiểu thêm nhiều thông tin tổng quan về nghề điện tử, mời bạn click xem ngay