Tụ điện và công dụng của các loại tụ điện thông dụng trong thực tế

Tụ điện và công dụng của các loại tụ điện

5

(100%)

2

votes

(100%)votes

Tụ điện được biết đến là thiết bị điện tử quan trọng trong các mạch lọc, mạch dao động và các loại mạch truyền dẫn tín hiệu xoay chiều. Tụ điện xuất hiện trong cuộc sống của chúng ta hàng ngày, hàng giờ cho nhiều ứng dụng, nhằm lưu trữ năng lượng cho các thiết bị điện tử.

Là một trong những linh kiện không thể thiếu của thiết bị điện tử, tuy nhiên không phải ai cũng biết và hiểu rõ về tụ điện. Do đó, bài viết dưới đây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu rõ hơn về thiết bị hữu dụng này.

Nguyên lý làm việc của tụ điện

Tụ điện có nguyên lý làm việc khá đơn giản như sau:

– Nguyên lý phóng nạp: đây là khả năng tích trữ năng lượng điện, nó đóng vai trò như một ắc qui nhỏ dưới dạng năng lượng điện trường, có thể lưu trữ hiệu quả các electron và phóng ra các điện tích này để tạo ra dòng điện. Khác với ắc quy, tụ điện không có khả năng sinh ra các điện tích electron.

– Nguyên lý nạp xả của tụ điện: có thể nói đây là đặc trưng cơ bản trong nguyên lý làm việc của tụ điện, nhờ đó mà tụ điện có khả năng dẫn được điện xoay chiều. Nếu điện áp của hai bản mạch biến thiên theo thời gian, mà chúng ta thực hiện cắm nạp hoặc xả tụ sẽ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện, nguyên nhân là do dòng điện tăng vọt.

Cấu tạo của tụ điện

Tụ điện có cấu tạo bởi hai bản cực kim loại, được đặt song song với nhau, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi.

Chất điện môi thường được làm từ giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất,… Và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như: tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa.

Thông thường, trên mỗi tụ điện thường được ghi các trị số điện áp, giá trị này mang ý nghĩa là khả năng mà tụ điện có thể chịu được. Nếu ngừi dùng mà sử dụng quá giá trị này, sẽ dẫn đến tụ bị nổ.

Khi các gia đình lắp hệ thống điện năng lượng mặt trời độc lập sẽ phải lắp thêm bộ lưu trữ điện. Bộ lưu trữ điện sẽ tích tụ điện được chuyển đổi từ năng lượng mặt trời để cho các gia đình sử dụng vào buổi tối.

Công dụng của tụ điện

– Chức năng cơ bản nhất của tụ điện là khả năng lưu trữ năng lượng điện và điện tích hiệu quả, mà không làm tiêu hao năng lượng điện.

– Tụ điện còn giúp lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng phẳng, bằng cách loại bỏ pha âm

– Nhờ nguyên lý nạp xả, tụ điện giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế.

– Tụ điện cho phép điện áp xoay chiều đi qua, để 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. Điều này hỗ trợ đắc lực cho việc điện áp được lưu thông qua tụ điện.

Các loại tụ điện thông dụng

Tùy theo đặc điểm, tính chất mà tụ điện được chia thành những loại sau đây:

Theo tính chất lý hóa

Theo tính chất lí hóa, tụ điện có thể chia thành các loại sau:

– Tụ điện phân cực: tụ điện này có 2 đầu, thường là tụ hóa học và tụ tantalium. Nhờ có trị số lớn hơn, mà loại tụ này thường được dùng trong các mạch có tần số thấp, hoặc có thể dùng để lọc nguồn vô cùng hiệu quả.

– Tụ điện không phân cực: loại tụ này không có quy định cực tính, cùng với đó là điện dung nhỏ, nên tụ được sử dụng nhiều trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.

– Tụ điện hạ áp và cao áp

– Tụ lọc và tụ liên tầng: dựa vào mục tiêu cụ thể để gọi tên tụ theo ứng dụng, phân biệt này chỉ mang tính chất “tương đối”.

– Tụ điện tĩnh và tụ điện động: nếu như tụ điện tĩnh không điều chỉnh được trong tủ điện, thì tụ điện động là tụ điều chỉnh được. Đây là đặc điểm để phân biệt 2 tụ điện này.

– Tụ xoay: tụ này có khả năng thay đổi giá trị điện dung.

Theo cấu tạo và dạng thức

Với cấu tạo và dạng thức, chúng ta có các loại tụ điện sau:

– Tụ gốm: được làm bằng ceramic, bên ngoài được bọc keo hoặc nhuộm màu. Gốm điện môi được dùng là COG, X7R, Z5U,…

– Tụ giấy: có bản cực là lá nhôm hoặc thiếc, điện môi là giấy tẩm dầu cách điện

– Tụ hóa học: đây là tụ giấy có dung môi hóa học, có khả năng tạo điện dung cao cho tụ điện.

– Tụ siêu hóa: loại tụ này sử dụng dung môi rất hiếm. Tụ siêu hóa thường nặng hơn tụ nhôm hóa học và có trị số cực lớn.

– Tụ mica màng mỏng: mica nhân tạo hay nhựa có cấu tạo màng mỏng chính là điện môi của tụ.

– Tụ bạc mica: đây là loại tụ có bàn cực bằng bạc, khá nặng, điện dung của chúng từ vài pF đến vài nF, có độ ồn nhiệt rất bé.

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế

Tụ điện được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong kỹ thuật điện và điện tử, trở thành một linh kiện quan trọng không thể thiếu.

Thiết bị còn được ứng dụng trong động cơ của máy xịt rửa xe cao áp, bởi tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại được sử dụng

Đặc biệt, trong các chế tạo về vấn đề quân sự, tụ điện được ứng dụng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,… có ý nghĩa vô cùng to lớn.

Việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng là một trong những ứng dụng thực tế lớn nhất của tụ điện. Hơn nữa, tụ điện còn có tác dụng: xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,… vô cùng hiệu quả.

Ngoài ra, tụ điện còn có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử.

Trong cuộc sống hiện đại như ngày nay, bếp từ là một trong những thiết bị được sử dụng ngày càng rộng rãi, nhằm đáp ứng nhu cầu nấu nướng không thể thiếu trong mỗi gia đình. Có lẽ bạn chưa biết, hầu hết các sản phẩm bếp từ đều được trang bị một tụ điện. Không chỉ là một trong năm linh kiện quan trọng nhất trong mỗi thiết bị điện tử, tụ điện còn là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của bếp từ.

Một số chú ý khi sử dụng tụ điện

– Nhiệt độ làm việc của tụ điện là nhiệt độ ở vùng đặt tụ điện khi mạch điện hoạt động. Do đó, bạn cần phải đảm bảo nhiệt độ làm việc cao nhất của tụ điện phải cao hơn so với nhiệt độ tại vùng đặt tụ điện.

– Trong trường hợp các tụ có mức rò điện cao, sẽ dẫn đến hiện tượng tiêu tán điện năng biến đổi thành nhiệt trong tụ điện. Điều này dẫn đến nhiệt độ trong tụ điện cao hơn xung quanh, gây ra các hư hỏng hoặc nổ tụ vo cùng nguy hiểm.

Như vậy, có thể thấy tụ điện là một trong những thiết bị đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống hiện đại như ngày nay. Không có linh kiện này, các thiết bị sẽ không thể nào hoạt động được. Do đó, có kiến thức và nắm bắt những thông tin cơ bản này là điều mà người dùng cần quan tâm để nhằm hiểu rõ hơn về những thiết bị, dụng cụ xung quanh mình hoạt động và vận hành như thế nào.

Tham khảo thêm: Các loại đầu nối ống nước phổ thông

Hy vọng, với những thông tin mà chúng tôi chia sẽ trên đây sẽ thực sự hữu ích đối với người dùng nếu có nhu cầu tìm hiểu và quan tấm đến vấn đề này.