Tụ điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện?

Hầu hết các thiết bị điện trong gia đình hiện nay đều có tụ điện, thậm chí ai cũng ít nhất đã từng nghe thấy thuật ngữ tụ điện dù chỉ một lần. Tuy nhiên trên thực tế rất ít người biết tụ điện là gì, cấu tạo ra sao, nó có công dụng gì và ứng dụng như thế nào?

Và, để làm sáng tỏ tất cả những băn khoăn và thắc mắc này của bạn đọc, trong bài viết này, Điện Lạnh Bách Khoa DC sẽ cung cấp đầy đủ những thông tin cơ bản ngay trong bài viết dưới đây.

Tụ điện là gì?

• Tụ điện có tên khoa học theo tiếng Anh có nghĩa là Capacitor, được ký hiệu là chữ “C”. Hiểu một cách đơn giản thì đây chính là một linh kiện điện tử thụ động được cấu tạo bởi 2 bản cực song song nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi.

• Tụ điện là linh kiện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng lại cho phép dòng điện xoay chiều đi qua bằng nguyên lý phóng nạp. Khi xuất hiện sự chênh lệch điện thế ở 2 bề mặt sẽ tạo ra điện tích cùng điện lượng nhưng lại trái dấu. Hiện tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử như mạch lọc nhiễu, mạch lọc nguồn, mạch tạo dao động….

Xét về mặt lưu trữ năng lượng thì tụ điện có phần gần giống với ắc qui nên nhiều người coi đây giống như một loại ắc quy mini. Nhưng thực chất  cấu tạo và nguyên lý làm việc của tụ điện hoàn toàn khác biệt với ắc quy.

Đơn vị của tụ điện: là Fara (viết tắt là F), 1 Fara thường có trị số rất lớn nên trong thực tế người ta sẽ dùng đơn vị nhỏ hơn như: 1µF=10-6F; 1ηF=10-9F hay1pF=10-12F…

Cấu tạo cơ bản của tụ điện

Tụ điện có cấu tạo cơ bản bao gồm các bộ phận sau:

• Gồm có ít nhất là 02 dây dẫn điện thường dạng tấm kim loại. Riêng hai bề mặt này sẽ được đặt song song với nhau, đồng thời được ngăn cách bằng một lớp điện môi.  Dây dẫn của tụ điện ở đây có thể là giấy bạc hay màng mỏng…đều được.

• Điện môi sử dụng: điện môi dùng cho tụ điện chính là các chất không dẫn điện bao gồm như giấy, thủy tinh, giấy tẩm hoá chất, , mica, màng nhựa, gốm hoặc không khí. Các chất điện môi này sẽ không dẫn điện để tăng tích trữ năng lượng điện cho tụ điện.

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Theo các chuyên gia về điện thì tụ điện thường hoạt động theo nguyên lý sau:

• Nguyên lý phóng nạp: đây là khả năng tích trữ năng lượng điện giống như một chiếc ắc qui nhỏ ở dưới dạng năng lượng điện trường. Nó cho phép lưu trữ các electron hiệu quả, đồng thời phóng ra các điện tích này giúp tạo ra dòng điện. Tuy nhiên tụ điện có điểm khác biệt lớn so với ắc qui đó là nó không thể sinh ra được các điện tích electron.

• Nguyên lý nạp xả: hiểu đơn giản thì đây là nguyên lý cơ bản  và tính chất đặc trưng trong hoạt động của tụ điện, qua tính chất này giúp tụ điện có thể dẫn điện xoay chiều.

Nếu như điện áp của 2 bản mạch mà không thay đổi đột ngột, thay vào đó sẽ biến thiên theo thời gian mà người sử dụng cắm nạp hoặc xả tụ thì sẽ rất dễ gây ra tình trạng nổ có tia lửa điện. Đó cũng chính là nguyên lý nạp xả khá phổ biến của tụ điện.

Tác dụng của tụ điện là gì?

Tụ điện được biết đến với những tác dụng như sau:

• Lưu trữ năng lượng điện: Đây được xem là tác dụng chủ yếu của tụ điện, giúp lưu trữ điện tích rất hiệu quả. Thậm chí khả năng tích trữ điện của nó còn được sáng ngang với ắc-qui, hơn nữa tụ điện lưu trữ điện mà không hề làm tiêu hao nguồn năng lượng điện.

• Giúp cho điện áp xoay chiều đi qua: nhờ khả năng cho phép điện áp xoay chiều có thể đi qua nên giúp tụ điện dẫn điện dễ dàng giống như điện trở đa năng. Nhất khi tần số điện xoay chiều càng lớn thì dung kháng sẽ càng nhỏ, giúp cho điện áp lưu thông qua tụ điện.

• Ngăn điện áp 1 chiều đi qua: với nguyên lý khả năng nạp xả thông minh nên tụ điện có thể ngăn được điện áp 1 chiều đi qua nó nhưng vẫn cho phép điện áp xoay chiều lưu thông. Nhờ vậy mà truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại sẽ có chênh lệch điện thế.

– Ngoài ra tụ điện còn có tác dụng lọc điện áp xoay chiều để tạo thành điện áp 1 chiều bằng phẳng thông qua việc loại bỏ pha âm.

Một số loại tụ điện phổ biến hiện nay

Tùy thuộc vào từng loại chất liệu cách điện cụ thể ở giữa bản cực mà tụ điện sẽ có tên gọi tương ứng. Một số dạng tụ điện thông dụng như:

• Tụ hóa: đây là tụ có hình trụ và có phân cực (-), (+). Trên thân tụ điện thường thể hiện giá trị điện dung khoảng từ 0,47 µF cho đến 4700 µF

• Tụ giấy, tụ gốm và tụ mica: loại tụ điện này có hình dẹt và không phân cực, cuncgx phân biệt âm dương. Trị số trên thân được ký hiệu bằng ba số, điện dung tụ thường khá nhỏ, chỉ dao động khoảng 0,47 µF

• Tụ xoay: tụ này có thể xoay nhằm mục đích thay đổi giá trị điện dung, chủ yếu được lắp trong các Radio để giúp thay đổi tần số cộng hưởng mỗi khi dò đài.
• Tụ Lithium ion: dùng để tích điện 1 chiều và có năng lượng cực cao.

Trên là một số thông tin liên quan về tụ điện mà bạn vừa tham khảo. Mong rằng, với những chia sẽ vừa rồi tại bachkhoadienlanh.com.vn, sẽ giúp ích ít nhiều cho quý vị có nhiều thông tin hữu ích liên quan.