Bình ngưng là gì? Các ứng dụng của tụ điện. Tụ điện hoạt động như thế nào? Cấu tạo của tụ điện bao gồm những gì bên trong. Điện áp hoạt động của tụ điện là gì? Tụ điện làm gì? Đơn vị đo của tụ điện là gì? Trong bài viết này, tôi xin chia sẻ với các bạn những vấn đề trên.
Các loại tụ điện
Bình ngưng là gì?
Tụ điện là linh kiện điện tử hoạt động trên nguyên tắc tích điện [tích điện] và phóng điện. Tụ điện là linh kiện không thể thiếu trong các mạch điện tử. Ngoài ra, tụ điện còn được dùng để khởi động – động cơ một pha; Mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu AC, …
Tụ bù có tên tiếng anh là “Capacitor”, viết tắt là “C”
Đơn vị giá trị của tụ điện là gì?
Đơn vị đo của tụ điện được gọi là điện dung.
Định nghĩa về điện dung nói lên khả năng tích điện trên hai cực của tụ điện và điện dung phụ thuộc vào diện tích của tấm, vật liệu cách điện, khoảng cách giữa hai bản, được tính bằng công thức:
-
trong đó C: điện dung của tụ điện
-
ξ: hằng số điện môi của lớp cách điện.
-
D: chiều dày lớp cách nhiệt.
-
S: diện tích tấm ngưng tụ.
Đơn vị được sử dụng để đo giá trị của tụ điện là fara. viết tắt “F”.
Trên thực tế, tụ điện sử dụng có giá trị rất nhỏ so với 1Fara, ta có các đơn vị chuyển đổi như sau: MicroFara [µF], NanoFara [nF], PicoFara [pF].
Cấu tạo bình ngưng
Tụ điện gồm hai bản cực song song, giữa bản này có một lớp cách điện gọi là chất điện môi. Tụ điện cũng được phân loại theo chất điện môi. Ví dụ: tụ giấy – lớp điện môi là giấy, tương tự ta có tụ gốm [sứ], điện hóa, v.v.
xây dựng chuyên sâu
Tụ điện tích – như phóng điện?
Nguyên lý hoạt động của tụ điện [nguồn ảnh từ Internet]
sạc tụ điện : Quan sát đoạn mạch trên, ta thấy rằng khi công tắc S1 đóng và công tắc S2 mở thì dòng điện sẽ được cung cấp từ nguồn đến tụ điện – tụ điện sẽ tích điện. Khi tụ được sạc đầy nó sẽ không nhận nữa, cường độ dòng điện trên mạch giảm xuống 0
phóng điện tụ điện : Không giống như mạch nạp tụ điện, khi công tắc S1 mở và công tắc S2 đóng, tụ điện sẽ ở trạng thái phóng điện. Khi tụ điện phóng điện hoàn toàn thì cường độ dòng điện trong mạch cũng bằng 0.
Bản tóm tắt : Tụ điện có khả năng tích điện, phóng điện và lưu trữ điện năng như một cục pin thu nhỏ. Như bạn đã biết, dòng điện là sự chuyển động của các electron. Sự khác biệt giữa tụ điện và pin => Tụ điện tích trữ hiệu quả các êlectron và phóng điện các điện tích này để tạo ra dòng điện. Pin tạo ra điện tích.
Tụ điện làm gì?
- Tụ điện là linh kiện điện tử có khả năng tích trữ năng lượng điện, tích điện hiệu quả. Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều phẳng bằng cách loại bỏ pha âm => Nguyên lý tụ lọc nguồn
- Để vượt qua điện áp xoay chiều và chặn điện áp một chiều, người ta dùng tụ điện để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có hiệu điện thế một chiều.
- Với nguồn điện xoay chiều [AC], tụ điện dẫn điện, và với nguồn điện một chiều, tụ điện trở thành tụ lọc
Các loại tụ điện và công thức tính giá trị tụ điện
Tụ điện cũng có hai kiểu kết nối cơ bản là nối tiếp và song song. Hoặc sự kết hợp của hai cách trên.
Các tụ điện mắc nối tiếp:
Giá trị điện dung tương đương [Ctd] bằng nghịch đảo của giá trị điện dung.
Theo phương trình:
1 / C = [1 / C1] + [1 / C2] + [1 / C3]
Khi mắc nối tiếp, hiệu điện thế của tụ điện tương đương với tổng hiệu điện thế của các tụ điện cộng lại.
U td = U1 + U2 + U3
Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là tụ hoá học ta cần chú ý đến chiều của tụ, điện cực âm của tụ phải nối với điện cực dương của tụ sau:
Tụ điện song song:
Xem thêm Nghĩa của Bản sao trích lục là gì
Các tụ điện mắc song song có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ điện ghép lại.
Theo công thức: C td = C1 + C2 + C3 Hiệu điện thế chịu đựng của tụ điện tương đương với hiệu điện thế của tụ điện có hiệu điện thế thấp nhất.
Nếu là tụ điện thì phải mắc các tụ điện cùng chiều dương và cùng chiều âm.
Bình ngưng là gì? Nguyên lý hoạt động như thế nào? Đây là câu hỏi mà nhiều người đặt ra khi nhận thấy hầu hết các thiết bị điện trong nhà đều có nhưng không biết công dụng của chúng như thế nào. Vì vậy, chúng ta hãy đi cùng nhau thuế giá trị gia tăng Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, bao gồm hai điện cực đặt song song và ngăn cách nhau bằng một lớp cách điện. Khi sự chênh lệch điện thế xảy ra tại hai điểm bề mặt, các bề mặt sẽ xuất hiện các điện tích giống nhau nhưng trái dấu.
Tụ điện có đặc tính cách điện một chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều chạy qua do nguyên lý phóng điện chân không. Chúng được sử dụng trong các mạch điện tử như: mạch lọc nhiễu nguồn, mạch dao động, mạch truyền tín hiệu xoay chiều …
- Kí hiệu: Tụ điện có ký hiệu là “C”, là chữ viết tắt của Capacitior.
- Đơn vị tụ điện: Farah [P]. Cụ thể, 1 Fara = 1F = 10-6MicroFara = 10-9 NanoFara = 10-12 PicoFara.
- Tụ điện là một thiết bị lưỡng cực âm để lưu trữ năng lượng điện. Hoặc sự tích tụ điện tích trên hai bề mặt dẫn điện trong điện trường.
- Hai bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bằng chất cách điện không dẫn điện như gốm, giấy, giấy tẩm hóa chất, mica, v.v.
- Khi hai bề mặt có hiệu điện thế sẽ cho dòng điện xoay chiều chạy qua. Các bề mặt sẽ có điện tích giống nhau nhưng ngược dấu.
Ký hiệu tụ điện
Cấu tạo tụ điện sẽ chứa ít nhất hai dây dẫn điện, thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này được đặt song song với nhau, ngăn cách nhau bằng một lớp cách nhiệt.
kết cấu
Chất điện môi dùng để ngăn cách hai bề mặt là vật liệu không dẫn điện như thủy tinh, gốm sứ, mica, giấy, phim nhựa, hoặc không khí. Các chất cách điện này không dẫn điện để tăng khả năng lưu điện của tụ điện.
Tùy theo vật liệu cách điện giữa các bản tụ mà tụ điện sẽ có tên gọi tương ứng. Ví dụ lớp điện môi ở đây là không khí thì ta có tụ khí, gốm ta gọi là tụ gốm, giấy ta gọi là tụ giấy …
# Các loại tụ điện phổ biến
mối quan hệ hợp tác: Là tụ điện có cực âm [-], cực dương [-] và luôn có dạng hình trụ. Trên thân của tụ điện sẽ xuất hiện giá trị điện dung từ 0,47 µF đến 4700 F.
Tụ giấy, tụ gốm và tụ mica: Nó là một tụ điện không phân cực và có hình dạng phẳng không phân biệt cực dương và cực âm. Số trên thân được biểu thị bằng ba chữ số. Tụ điện thường có điện dung rất thấp, chỉ khoảng 0,47 độ F.
tụ điện: Tụ điện là tụ điện có thể xoay chiều để thay đổi giá trị điện dung. Tụ điện này thường được lắp trong radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi điều chỉnh.
Tụ điện lithium-ion: Công suất cực cao được sử dụng để lưu trữ điện một chiều.
Nguyên lý phóng điện tích của tụ điện là khả năng tích trữ năng lượng điện giống như một cục pin nhỏ, dưới dạng năng lượng điện trường. Nó lưu trữ hiệu quả các electron và giải phóng điện tích để tạo ra dòng điện. Nhưng sự khác biệt lớn nhất giữa tụ điện và pin là tụ điện không có khả năng tạo ra điện tích.
Nguyên lý hoạt động của tụ điện
Nguyên lý phóng điện và nạp điện của tụ điện là một đặc điểm nổi bật, và đây cũng là nguyên lý cơ bản trong hoạt động của tụ điện. Nhờ đặc điểm này mà tụ điện có khả năng dẫn dòng điện xoay chiều.
Nếu giữ nguyên hiệu điện thế hai bản tụ, không thay đổi đột ngột theo thời gian mà khi ta nối hoặc phóng điện vào tụ điện thì rất dễ gây ra cháy nổ do tia lửa điện do cường độ dòng điện tăng lên. Đây cũng là nguyên tắc phóng điện của tụ điện rất phổ biến.
Xem thêm Nghĩa của Sơ đồ nguyên lý mạch điện là gì
Từ phân loại và nguyên lý hoạt động của tụ điện dùng trong công việc điện riêng lẻ, chúng ta thu được 4 công dụng chính, đó là:
Tác dụng được biết đến nhiều nhất là khả năng tích điện, tích điện hiệu quả. Nó cũng có chức năng lưu trữ tương tự như pin. Tuy nhiên, ưu điểm lớn nhất của tụ điện là lưu trữ mà không tiêu tốn năng lượng.
Nó cho phép điện áp xoay chiều chạy qua, làm cho tụ điện dẫn điện giống như một điện trở đa dụng. Đặc biệt khi tần số nguồn điện xoay chiều [điện dung của tụ điện càng lớn] thì điện dung càng nhỏ. Điều này hỗ trợ tốt cho điện áp được lưu thông qua tụ điện.
Với tính năng sạc và xả thông minh, nó ngăn chặn điện áp DC và cho phép điện áp AC được tuần hoàn. Điều này sẽ giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại với sự chênh lệch điện áp.
Công dụng cuối cùng là một tụ điện lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều phẳng bằng cách loại bỏ pha âm.
5.1 Tụ điện mắc nối tiếp
Hai tụ điện mắc nối tiếp: C tđ = C1.C2 / [C1 + C2].
Ba tụ điện liên tiếp: 1 / C td = [1 / C1] + [1 / C2] + [1 / C3]
Khi mắc nối tiếp như vậy thì hiệu điện thế chịu đựng của tụ điện bằng tổng các hiệu điện thế của hai bản tụ: “U tđ = U1 + U2 + U3.
Chú ý: Nếu mắc nối tiếp các tụ điện thì tụ điện phải cùng chiều với tụ điện. Trước hết phải nối cực âm của tụ điện với cực dương của tụ điện như sơ đồ dưới đây:
5.2 Kết nối tụ điện song song
Các tụ điện mắc song song sẽ có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ điện ghép lại: C = C1 + C2 + C3.
NB:
- Điện áp chịu đựng của tụ điện có giá trị tương đương, bằng điện áp tụ điện có hiệu điện thế cực tiểu.
- Nếu là tụ hóa học thì các tụ phải mắc cùng chiều dương, theo chiều âm.
Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và đây là linh kiện gần như không thể thiếu. Mỗi mạch tụ sẽ có một công dụng rõ ràng như: truyền tín hiệu, lọc nguồn điện, lọc nhiễu, dao động …
# Các tụ trong mạch lọc nguồn:
Tụ điện trong mạch lọc nguồn
Trong mạch lọc nguồn ở hình trên, tụ điện có tác dụng lọc điện áp một chiều, sau khi chỉnh lưu phẳng để cung cấp cho tải. Ta thấy nếu không có tụ điện thì điện áp một chiều sau diode là điện áp gợn sóng, khi có tụ điện thì điện áp này được lọc tương đối phẳng, tụ điện càng cao thì điện áp một chiều càng ổn định.
# Tụ điện trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông
Tụ điện trong mạch dao động đa hài tạo ra xung vuông
- Bạn có thể cài đặt mạch trên với các thông số cho trong sơ đồ.
- Hai đèn báo sử dụng tín hiệu LED song song với các điện cực CE của transistor, và chú ý đúng chiều âm và dương.
Các ứng dụng của tụ điện được ứng dụng trong cuộc sống:
- Tụ điện được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện và điện tử.
- Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi: Tụ lưu trữ năng lượng cho loa phóng thanh.
- Tụ điện có thể được sử dụng để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân bằng cách sử dụng các ống điện tử.
- Tụ điện được sử dụng trong các nhà sản xuất đặc biệt cho mục đích quân sự, tụ điện được sử dụng trong máy phát điện, radar, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân, v.v.
Thực tế mà nói, tụ điện là ứng dụng lớn nhất trong việc cung cấp điện, lưu trữ năng lượng, v.v. Ngoài ra còn rất nhiều công dụng khác như xử lý tín hiệu, chỉnh mạch, khởi động động cơ,… thì tụ điện là một linh kiện gần như không thể thiếu của các sản phẩm bếp từ. Nó là thành phần quan trọng nhất trong bảng mạch của bếp từ.
Bài tổng hợp những kiến thức gì về tụ điện? Nguyên lý và ứng dụng thực tế của tụ điện. Hy vọng nó sẽ giúp bạn Học điện ô tô Vào VATC để hiểu rõ hơn. Tôi hy vọng bạn có kiến thức thú vị.
Xem thêm: Diode là gì? và các ứng dụng của Diode trong thực tế?
Qua: thegioidienco.vn