Tụ điện là gì? Tụ điện dùng để làm gì?

Bạn đã nghe rất nhiều đến các cụm từ: tụ điện xe máy, tụ điện quạt, tụ điện điều hòa, tụ điện vợt muỗi,… nhưng vẫn không hiểu bộ phận này là gì, có đặc điểm và công dụng như thế nào? Nếu bạn cũng đang tìm hiểu về linh kiện điện tử này thì hãy cùng chúng tôi tìm hiểu cụ thể trong bài viết dưới đây nhé.

Tụ điện là gì?

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được ứng dụng rộng rãi trong các mạch lọc, mạch dao động và mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều. Đây là linh kiện phổ biến và đã được nhắc đến khá nhiều môn học vật lý hay cuộc sống hằng ngày.

Tụ điện là gì?
Tụ điện là gì?

Tụ điện có tên gọi tiếng anh là Capacitor và thường được viết tắt là chữ “C”. 

Đơn vị của tụ điện là Fara (F), theo đó:

1F = 10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

Ký hiệu của tụ điện
Ký hiệu của tụ điện

Đặc điểm của tụ điện là gì?

Trên một tụ điện sẽ được thiết kế 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện hay tích tụ điện tích. Hai bề mặt dẫn điện này sẽ được ngăn cách bởi điện môi (dielectric) – là những chất không dẫn điện như: giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica… Khi 2 bề mặt có sự chênh lệch về điện thế, tụ điện cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Chính bởi vậy, tụ điện còn được gọi là tụ điện xoay chiều.

Trong hệ thống điện, có 2 cách lắp tụ điện phổ biến nhất là: mắc song song và mắc nối tiếp.

Tụ điện mắc nối tiếp
Tụ điện mắc nối tiếp
  • Công thức tính giá trị điện dung Ctđ:  tđ = (1/C1) + (1/C2) + (1/C3)
  • Nếu chỉ 2 tụ điện mắc nối tiếp thì Ctđ = C1.C2 / ( C1 + C2 )
  • Điện áp của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: U tđ = U1 + U2 + U3
Tụ điện mắc song song
Tụ điện mắc song song
  • Điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại:  C = C1 + C2 + C3
  • Điện áp chịu đựng của cả tụ điện bằng với điện áp của tụ có điện áp thấp nhất.

Đặc điểm của tụ điện là muốn có lượng điện năng tồn tại bên trong nên dễ gây nguy hiểm đến cho người dùng nếu không được kiểm tra thường xuyên. Bởi vậy, người dùng nên sử dụng đồng hồ đo tụ điện kiểm tra tụ điện để đảm bảo độ an toàn, chính xác cao.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện

Với những người am hiểu thì tụ điện được coi là một acquy mini bởi chúng có khả năng lưu trữ năng lượng điện. Tuy nhiên, cấu tạo và nguyên lý làm việc của tụ điện thì hoàn toàn khác so với acquy. Cụ thể là:

Cấu tạo của tụ điện

– Tụ điện có cấu tạo gồm ít nhất hai dây dẫn điện ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này sẽ  được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi. Dây dẫn của tụ điện có thể là: giấy bạc, màng mỏng,…

– Điện môi là các chất không dẫn điện như: thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí… Các điện môi này có chức năng làm tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện. 

Cấu tạo của tụ điện
Cấu tạo của tụ điện

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Nguyên lý phóng nạp của tụ điện: Các tụ điện sẽ thực hiện lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích để tạo ra dòng điện. Nhưng tụ điện không có tự khả năng sinh ra các điện tích electron. Đây cũng là điểm khác biệt lớn giữa tụ điện với ắc quy.

Nguyên lý nạp xả của tụ điện là tính chất đặc trưng; cũng là vấn đề cơ bản trong nguyên lý làm việc của tụ điện. Cũng vậy mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều. 

Nguyên lý nạp xả của tụ điện sẽ được thấy rõ ràng khi điện áp của hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian. Lúc này, khi ta cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ và xuất hiện tia lửa điện do dòng điện tăng vọt.

Các loại tụ điện phổ biến hiện nay

Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại tụ điện khác nhau; trong đó có 7 loại tụ điện thông dụng được sử dụng nhiều nhất, đó là:

Tụ điện gốm (tụ đất): đây là một thiết bị không phân cực, do đó bạn có thể nối nó trong mạch điện theo hướng nào cũng được. Trong loại tụ điện này thì vật liệu gốm là chất điện môi.

Đặc biệt, hai chân của tụ gốm sẽ được thiết kế bằng nhau do nó không phân cực, còn ở các loại tụ hóa thì thường có một chân dài một chân ngắn để xác định hai cực dễ dàng.

Tụ gốm được chia thành hai loại:

  • Các tụ gốm loại 1 có tính độ ổn định cao và tiêu hao thấp nên được sử dụng trong mạch cộng hưởng.
  • Các tụ gốm loại 2 có hiệu suất thể tích cao cho các ứng dụng đệm, by-pass và khớp nối.

Tụ gốm đa lớp: là loại tụ gốm có nhiều lớp cách điện bằng gốm. Do có nhiều lớp nên loại tụ này sẽ đáp ứng cao tần và điện áp cao hơn loại tụ gốm “thường” khoảng 4 –> 5 lần.

Các loại tụ điện
Các loại tụ điện phổ biến hiện nay
  • Tụ giấy: đây là loại tụ điện có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc và sử dụng các lớp giấy làm dung môi
  • Tụ mica màng mỏng: loại tụ điện này sử dụng lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có cầu tạo màng mỏng
  • Tụ hóa: là tụ có phân cực (-), (+) và thường có hình trụ
  • Tụ xoay: tụ điện này có thể xoay để đổi giá trị điện dung
  • Tụ Lithium Ion: đây là loại tụ có năng lượng cực cao dùng để tích điện 1 chiều

Tụ điện dùng để làm gì

Từ phân loại và nguyên lý hoạt động của các loại tụ điện mà chúng tôi vừa nếu trên thì các bạn có thể thấy tụ điện có nhiều công dung, nhưng có 4 công dụng chính đó là:

  • Lưu trữ năng lượng điện giống như một chiếc ắc-quy mini. Bên cạnh đó, tụ điện sẽ lưu trữ mà không làm tiêu hao năng lượng điện.
  • Cho phép điện áp xoay chiều đi qua, từ đó tụ điện có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Đặc biệt,  khi tần số điện xoay chiều thì dung kháng càng nhỏ. Điều này sẽ hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.
  • Khả năng nạp xả điện thông minh, ngăn điện áp 1 chiều và cho phép điện áp xoay chiều lưu thông dễ dàng từ đó giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.
  • Lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng cách loại bỏ pha âm.

Ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống

Từ những công dụng kể trên, các loại tụ điện đang được ứng dụng khá phổ biến trong cuộc sống:

  • Sử dụng cho các thiết bị điện tử, và trở thành 1 linh kiện không thể thiếu
  • Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi:  tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại
  • Xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử
  • Ứng dụng cho các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự như: dùng trong máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,…
  • Cung cấp và tích trữ năng lượng
  • Xử lý các tín hiệu, khởi động động cơ và mạch điều chỉnh,…
  • Là linh kiện không thể trong bo mạch của bếp từ, quạt, máy lạnh….
tụ điện dùng để làm gì
Tụ điện sử dụng trong mạch tạo dao động

Trên đây là những thông tin giúp quý vị có thể hiểu rõ tụ điện là gì và tất tần tật những thông tin cơ bản nhất về tụ điện. Chúng tôi mong rằng, người dùng sẽ có thêm nhiều những kiến thức về tụ điện và hiểu được tầm quan trọng của linh kiện điện tử này. 

About Quynh Vu

Tôi là Quỳnh Vũ. Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm nghiên cứu, đánh giá chuyên sâu về các sản phẩm điện máy, xe máy, ô tô và các kiến thức liên quan. Hy vọng những thông tin tôi chia sẻ sẽ giúp ích cho quý vị và các bạn!

View all posts by Quynh Vu →

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *