Nguyên lí làm việc của tụ điện

Tụ điện là một linh kiện có tích trữ năng lượng điện dưới dạng điện trường. Đây là thiết bị điện không thể thiếu được trong các công trình, trường học, bệnh viện hay trong các gia đình. Vậy nguyên lí làm việc của tụ điện là gì mà lại được sử dụng nhiều như vậy? Hãy cùng YESCO tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

1. Tụ điện là gì?

Tụ điện là một linh kiện điện tử có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện. Chúng được cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song và ngăn cách bởi lớp điện môi. Trường hợp xảy ra sự chênh lệch điện thế tại hai điểm bề mặt, các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Theo đó, tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều, nhưng đồng thời lại cho dòng điện xoay chiều đi qua dựa vào nguyên lí phóng nạp. Tụ điện được sử dụng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nguồn – lọc nhiễu, mạch tạo dao động, mạch truyền tín hiệu xoay chiều,…

Các mạch điện tử này thông thường sẽ được bảo vệ bởi hệ thống máng cáp, thang cáp mạ kẽm nhúng nóng. Chúng giúp phân chia, tách nhóm cho dây dẫn điện đảm bảo thuận tiện cho sửa chữa, bảo dưỡng hay quản lý dễ dàng.

Kí hiệu: Tụ điện có kí hiệu là “C”, là chữ viết tắt của Capacitior

Đơn vị: Tụ điện có đơn vị là Fara (F). Cụ thể, 1 Fara = 1F = 10-6 MicroFara = 10-9 NanoFara = 10-12 PicoFara.

Tụ điện là một linh kiện có 2 cực thụ động lưu giữ điện năng. Hay tích điện tích qua 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường.

Thông thường, 2 bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bởi điện môi không dẫn điện như: gốm, giấy, mica, giấy tẩm hóa chất,…

Khi hai bề mặt xuất hiện sự chênh lệch điện thế, nó sẽ cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Theo đó, các bề mặt này sẽ có điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Máng điện sơn tĩnh điện 200×100 là sản phẩm không thể thiếu để bảo vệ hệ thống dây dẫn nối với tụ điện. Chúng có nhiều ưu điểm nổi bật trong thi công hay lắp đặt.

2. Nguyên lí hoạt động của tụ điện

Nguyên lí hoạt động của tụ điện

Tụ điện hoạt động với nguyên lí sau:

Nguyên lí phóng nạp của tụ điện được xem là khả năng tích trữ điện năng như một ắc-quy nhỏ, thông thường là hoạt động dưới dạng năng lượng điện trường. Tụ điện có tác dụng lưu giữ hiệu quả các electron rồi phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. Tuy nhiên, điểm khác nhau giữa tụ điện và ắc quy chính là tụ điện không có khả năng sinh ra các điện tích electron.

Nguyên lí xả nạp của tụ điện là tính chất đặc trưng, đồng thời đây cũng là nguyên lí hoạt động cơ bản trong quá trình tụ điện làm việc. Dựa vào tính chất này mà tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Trường hợp điện áp của 2 bản mạch vẫn giữ nguyên không thay đổi, không đột ngột biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hay xả tụ thì rất dễ gây ra hiện tượng nổ kèm theo tia lửa điện do dòng điện tăng vọt. Do đó, đây cũng là nguyên lí cả nạp của tụ điện khá phổ biến.

3. Công dụng của tụ điện

Tụ điện có 4 công dụng chính đó là:

• Tụ điện có công dụng được biết đến nhiều nhất là bởi khả năng lưu giữ điện năng, lưu giữ điện tích hiệu quả. Nó cũng hoạt động hiệu quả giống ắc – quy trong việc lưu trữ. Nhưng ưu điểm lớn nhất của tụ điện là lưu giữ mà không làm tiêu hao điện năng.
• Bên cạnh đó, tụ điện còn cho phép dòng điện áp xoay chiều đi qua, giúp cho tụ điện có thể dẫn điện giống như một điện trở đa năng. Đặc biệt là khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ càng lớn), thì dung kháng càng nhỏ. Đây được xem là công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.

Để tìm hiểu về các loại tụ điện thông dụng, bạn có thể click tại đây.

• Tụ điện có khả năng nạp xả thông minh, ngăn điện áp một chiều và cho phép điện áp xoay chiều lưu thông. Điều này sẽ giúp cho tín hiệu được truyền đi giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.
• Cuối cùng, tụ điện có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều bằng phẳng bằng cách loại bỏ tạp âm.

4. Ứng dụng của tụ điện trong cuộc sống

• Tụ điện được sử dụng phổ biến trong kĩ thuật điện và điện tử là chủ yếu.
• Ứng dụng trong âm thanh xe ô tô như: tụ điện có công dụng lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại âm thanh.
• Ngoài ra, tụ điện còn có thể dùng để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử.
• Tụ điện còn được sử dụng trong những chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ điện dùng trong các máy phát điện, radar, thí nghiệm vật lí hay cũ khí hạt nhân,…
• Trong thực tế, tụ điện được sử dụng nhiều nhất trong việc cung cấp nguồn năng lượng, tích trữ năng lượng,… Ngoài ra, còn có rất nhiều những công dụng khác như xử lý tín hiệu , mạch điều chỉnh, khởi động động cơ… Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển thì các tụ điện gần như là một linh kiện điện tử không thể thiếu được trong bếp từ, nó đóng vai trò quan trọng trong bo mạch của sản phẩm này.

Trên đây là những kiến thức về tụ điện, nguyên lí làm việc của tụ điện,… Hi vọng sẽ giúp giúp bạn đọc nắm bắt rõ hơn để vận dụng trong thực tế.