Tụ điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý phóng nạp của tụ điện

Tụ điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý phóng nạp của tụ điện là chủ đề hôm nay pgdninhphuoc.edu.vn cùng bạn tìm hiểu. Hãy đọc thật kĩ bài viết sau để hiểu rõ hơn nhé.!

Tụ điện là một loại linh kiện mà chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp ở hầu hết các bảng mạch điện tử hiện nay. Vậy tụ điện là gì? Chúng có cấu tạo, nguyên lý làm việc, ký hiệu, công thức như thế nào?

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất và chế tạo đồ điện tử, đồng thời cũng được giới thiệu khá nhiều trong chương trình giáo dục phổ thông. Chính vì vậy mà nhu cầu tìm hiểu về chúng cũng ngày càng tăng cao, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết nhất về tụ điện và những ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày để bạn tham khảo.

Tụ điện là gì?

tụ điện là một thiết bị điện tử thụ động gồm hai cực đặt song song, ngăn cách với nhau bằng một lớp điện môi. Khi có sự chênh lệch điện thế ở hai bề mặt thì xuất hiện các điện tích cùng điện tích nhưng trái dấu. Tụ điện có đặc tính cách điện một chiều nhưng có thể cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng điện tích. Chúng được sử dụng phổ biến trong các mạch điện tử: mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động, v.v.

Tụ điện là gì?
Tụ điện là gì?

Vậy tụ điện phẳng là gì? Trong bài học về tụ điện lớp 11, tụ điện phẳng là tụ điện gồm hai bản kim loại phẳng, lớn, ngăn cách nhau bởi một lớp điện môi. Đặc biệt, điện trường trong tụ điện phẳng là điện trường đều.

Cũng theo bài học về tụ điện trong sách Vật Lý 11, tụ điện được kí hiệu trên sơ đồ mạch điện là:

ký hiệu tụ điện
ký hiệu tụ điện

Cấu tạo của tụ điện

Thông thường, một tụ điện bao gồm ít nhất hai dây dẫn điện, thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi.

Chất điện môi dùng cho tụ điện có thể là vật liệu không dẫn điện như thủy tinh, giấy, giấy tẩm, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí. Bản chất không dẫn điện của các chất điện môi này sẽ giúp tăng khả năng lưu trữ năng lượng điện của tụ điện.

Cấu tạo của tụ điện
Cấu tạo của tụ điện

Tùy thuộc vào vật liệu cách điện ở giữa bản, tụ điện có tên tương ứng. Ví dụ nếu lớp cách điện là không khí thì ta có tụ không khí, nếu là tụ giấy thì có tụ gốm, nếu là lớp hóa chất thì ta gọi là tụ hóa học.

Nguyên lý phóng điện và tích điện của tụ điện

Nguyên lý phóng điện tích của tụ điện được hiểu là khả năng tích trữ năng lượng điện giống như một cục pin nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường của tụ điện. Nó lưu trữ các điện tử bên trong và giải phóng các điện tích này để tạo ra dòng điện, tương tự như pin. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn giữa tụ điện và pin là tụ điện không có khả năng tạo ra điện tích.

công thức tụ điện

điện dung

Mọi vật nói chung đều có khả năng tích điện và khả năng này được đặc trưng bởi điện dung C được xác định chung trên điện tích bằng biểu thức:

C = QUỸ

Trong đó:

  • C: là điện dung, đơn vị là fara;
  • Q: là điện tích, đơn vị là culông, là độ lớn điện tích tích trong vật;
  • U: hiệu điện thế, có đơn vị là hiệu điện thế, là hiệu điện thế ở vật khi tích điện.

Điện dung của tụ điện

Công thức tính điện dung của tụ điện phẳng là:

công thức tính toán tụ điện
công thức tính toán tụ điện

Trong đó:

  • S: là diện tích đối diện giữa hai bản.
  • d: là khoảng cách giữa hai bản

năng lượng tụ điện

Khi tụ điện tích điện thì giữa hai bản tụ điện sẽ xuất hiện một điện trường và trong tụ điện sẽ tích trữ một năng lượng. Gọi là năng lượng điện trường trong tụ điện.

Công thức tính năng lượng điện trường:

Công thức tính năng lượng điện trường của tụ điện
Công thức tính năng lượng điện trường của tụ điện

Các loại tụ điện

Như đã giới thiệu ở trên, việc phân loại tụ điện thường dựa vào vật liệu cách điện giữa hai bản của nó. Như sau:

  • Tụ điện: là tụ điện có cực tính (-), (+) và luôn có dạng hình trụ. Trên thân tụ thể hiện giá trị điện dung từ 0,47 µF đến 4700 µF.
  • Tụ giấy, tụ mica, tụ gốm: là loại tụ không phân cực, có dạng phẳng, không phân biệt âm dương. Giá trị điện dung được biểu thị trên thân bằng ba con số, điện dung của tụ điện khá nhỏ chỉ khoảng 0.47 µF.
  • Tụ xoay: là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng trong khi dò đài.
  • Tụ điện Lithium ion: có năng lượng cực cao để sạc DC

Công dụng của tụ điện là gì?

Với cấu tạo và nguyên lý hoạt động như vậy thì tụ điện có tác dụng gì? Trên thực tế, tụ điện có nhiều công dụng, nhưng bốn công dụng chính đã được biết đến:

  • Khả năng tích trữ năng lượng điện, tích trữ điện tích hiệu quả là tác dụng được biết đến nhiều nhất của tụ điện. Việc sử dụng lưu trữ này tương tự như sử dụng pin. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của tụ bù được người dùng chú ý là tích trữ mà không tiêu tốn năng lượng điện.
  • Công dụng tiếp theo của tụ điện là cho điện áp xoay chiều đi qua, giúp nó có thể dẫn điện như một loại điện trở đa năng. Đặc biệt khi tần số xoay chiều (điện dung của tụ điện) càng lớn thì điện dung càng nhỏ. Hỗ trợ đắc lực cho điện áp được luân chuyển qua tụ điện.
  • Với nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh, ngăn chặn điện áp DC, cho điện áp AC lưu thông, hỗ trợ truyền dẫn tín hiệu giữa các tầng ampli có sự chênh lệch điện thế.
  • Công dụng nổi bật thứ tư là tụ điện lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.
Công dụng của tụ điện
Công dụng của tụ điện

Tụ điện dùng để làm gì?

Tụ điện chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật điện và điện tử, là thành phần không thể thiếu trong các thiết bị điện tử. Mỗi mạch tụ đều có một công dụng nhất định như truyền tín hiệu, lọc nhiễu, lọc nguồn, tạo dao động, v.v.

Các ứng dụng của tụ điện được ứng dụng trong đời sống:

  • Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi, tụ lưu trữ năng lượng cho âm ly
  • Tụ điện có thể tạo bộ nhớ kỹ thuật số động cho máy tính nhị phân sử dụng ống điện tử.
  • Tụ điện cũng được sử dụng trong sản xuất đặc biệt cho các vấn đề quân sự, ứng dụng trong máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân, v.v.
Ứng dụng của tụ điện trong hệ thống âm thanh xe hơi
Ứng dụng của tụ điện trong hệ thống âm thanh xe hơi

Trên thực tế, ứng dụng lớn nhất của tụ điện là ứng dụng thành công trong việc cung cấp năng lượng, lưu trữ năng lượng,… Ngoài ra còn nhiều tác dụng khác như xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều hòa,… Hiện nay, hầu hết tụ điện là một chi tiết không thể thiếu trong các sản phẩm bếp từ, được coi là linh kiện. quan trọng nhất trong mạch của bếp từ.

Trên đây là một số thông tin, kiến ​​thức cơ bản về tụ điện cũng như ý nghĩa của tụ điện trong cuộc sống. Hi vọng bài viết này sẽ giúp ích nhiều cho bạn đọc trong việc tìm hiểu cũng như sử dụng tụ điện trong cuộc sống. Hãy theo dõi các bài viết khác của chúng tôi để có thêm nhiều kiến ​​thức bổ ích nhé!


Danh Mục: Là Gì

Leave a Comment