Tụ Điện Cấu Tạo Và Ứng Dụng / 2023 / Top 20 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 12/2022 # Top View | Nhatngukohi.edu.vn

Tụ Điện Là Gì? Cấu Tạo, Nguyên Lý, Phân Loại Và Ứng Dụng Của Tụ Điện / 2023

TỤ ĐIỆN LÀ GÌ?

1. Định nghĩa Tụ điện là gì? 

Tụ điện là linh kiện có tích trữ năng lượng điện dưới dạng điện trường. Chúng có hai bề mặt thường bằng tấm kim loại dẫn điện được ngăn cách bởi lớp điện môi cách điện. Khi hai bề mặt có chênh lệch điện áp sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.

Tụ điện là gì ?

2. Cấu tạo – Nguyên Lý làm việc của Tụ điện.

Tụ điện có cấu tạo rất đơn giản. Chúng bao gồm 2 bản cực bằng kim loại ở bên trong. Giữa 2 bản cực này là chất điện môi cách điện. Chúng có thể là: không khí, giấy, mica, dầu, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh… Một số tụ điện có tên gọi theo điện môi của chúng. Ví dụ như: tụ gớm, tụ hoá, tụ giấy…

Tụ điện được bọc kín hoàn toàn, chỉ đưa ra 2 chân của bản cực để sử dụng.

Một tụ điện có hai nguyên lý làm việc cơ bản: 1. Nguyên lý phóng nạp 2. Nguyên lý nạp xả – Chúng ta đã biết, bản chất của tụ điện là tích trữ năng lượng điện trường bằng cách lưu trữ các electron, nó có khả năng phóng ra các điện tích này để tạo thành dòng điện. Nó tương tự như hoạt động của một ac quy, nhưng tụ điện không tự sinh ra các hạt điện tích. – Nếu điện áp của hai bản mạch biến thiên theo thời gian mà ta cắm nạp hoặc xả tụ rất dễ gây ra hiện tượng nổ có tia lửa điện do dòng điện tăng vọt. Đây là nguyên lý nạp xả của tụ điện.

3. Phân loại Tụ điện.

Ở bài viết này, Tụ điện sẽ được phân loại theo 2 cách: Phân loại theo mục đích sử dụng và Phân loại theo chất điện môi trường:

Dựa theo mục đích sử dụng:

– Tụ cố định: Là loại tụ có trị số điện dung cố định. Trị số này được in cụ thể trên thân vỏ của tụ điện. Chúng có hai dạng: – Tụ có cực (polar): Tụ có cực tính dương và âm quy định rõ cho 2 chân tụ, được ký hiệu trên thân tụ. Lưu ý: Không được đấu sai chân cực tụ. – Tụ không phân cực (nonpolar): tụ có hai cực như nhau, tức là không phân biệt chân dương và âm. Chúng ta có thể đấu chân tuỳ ý, chỉ quan tâm đến điện áp đánh thủng mà thôi. – Tụ biến đổi hay tụ điện xoay: là loại tụ có trị số điện dung điều chỉnh thay đổi được, theo mục đích sử dụng.

Chia theo chất điện môi trường

– Tụ hóa: Có bản cực là những lá nhôm, điện môi là lớp oxit nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân. Tụ hoá có điện dung khá lớn và điện áp làm việc <500V. Tụ hoá có phân biệt cực tính dương và âm. – Tụ hóa tantalum: Là dạng tụ hoá có cấu tạo từ tantalum. Tụ Tantalum có đặc điểm là: kích thước nhỏ, điện dung lớn, điện áp làm việc <100V, cần phân biệt cực khi đấu nối. – Tụ giấy: Có hai bản cực là những lá nhôm hoặc thiếc, ở giữa có lớp cách điện là giấy tẩm dầu và cuộn lại thành ống. Tụ giấy không phân biệt cực tính. – Tụ màng: Có chất điện môi là màng chất dẻo như: Polypropylene, polystyrene, polycarbonate,… Có hai loại tụ màng chính: Loại foil & Loại được kim loại hóa. ( Loại này có khả năng tự phục hồi khi bị đánh thủng do quá điện áp mà không bị hư luôn. ) – Tụ gốm (tụ sứ ceramic): Có chất điện môi là gốm, tráng trên bề mặt nó lớp bạc để làm bản cực. Là loại tụ không phân cực tính. – Tụ mica: Được chế tạo gồm nhiều miếng mica mỏng được xếp xen kẻ với các miếng thiếc. +Các miếng thiếc lẻ nối với nhau tạo thành một bản cực + Các miếng thiếc chẵn nối với nhau tạo thành một bản cực Thường tụ mica có dạng hình khối chữ nhật, kích thước rất nhỏ.

4. Ý nghĩa các ký hiệu của tụ điện

Ý nghĩa các ký hiệu trên vỏ tụ điện là gì?

Trên thân vỏ của tụ điện thường có ghi các thông tin như: 100μF 250V. Ý nghĩa của chúng như sau: 100μF : Là giá trị điện dung của tụ điện. 250V : Giới hạn điện áp đặt vào 2 bản của tụ điện, vượt quá giới hạn này tụ điện có thể bị đánh thủng. Làm hỏng tụ điện, không sử dụng được nữa.

5. Cách đọc trị số tụ điện

– Cách đọc trị số tụ hóa: Với tụ hoá thì cách đọc giá trị rất đơn giản. Giá trị của tụ hóa được ghi trực tiếp trên thân tụ. Ví dụ: Tụ hóa có giá trị 1000µF/50V được ghi trên thân tụ

– Cách đọc trị số tụ gốm và tụ giấy: Giá trị của hai loại tụ này thường được ký hiệu riêng. Đo đó, chúng có quy ước cách đọc như sau: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10ˣ. Với x là số thứ 3 trong dãy kí tự Ví dụ: Tụ gốm ghi 105, thì được hiểu là: 10 x 105 = 1000000 = 1 µF

6. Công thức tính điện tích

Khi nói đến tụ điện, là nói đến điện tích, nói đến khả năng tích trữ điện. Cho nên để biết được công thức tính tụ điện, chúng ta hãy tìm hiểu về công thức tính điện tích trước.

Q = C.U

Điện dung là gì?

Điện dung tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực. >> Từ đó suy ra điện dung tụ điện. Công thức tính điện dung. Trong đó: εr : Điện thẩm tương đối (so với chân không) của lớp cách điện ε0 ≈ 1÷(9*109*4*π)≈8.854187817*10-12 : Hằng số điện thẩm S : Diện tích của bản cực [m²] d : Khoảng cách giữa 2 bản cực, hay độ dày của lớp cách điện [m] Xét về mặt lưu trữ, ta có: 1F = 1A x 1V x 1giây = 1A x 1V x 1/3600 giờ = 0.278 mWh

Trong thực tế, năng lượng được lưu trữ ở dạng pin như: pin AA, AAA, pin trong các điện thoại…với các dung lượng như 100 Wh… Một viên pin của các dòng smartphone hiện nay có dung lượng khoảng 5-10 Wh, của máy tính bảng là khoảng 15 – 30 Wh còn của laptop là khoảng 40-100 Wh.

7. Tụ điện mắc nối tiếp và Tụ điện mắc song song

Tụ điện mắc nối tiếp

Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: Utd = U1 + U2 + U3. Lưu ý: Các tụ hoá cần mắc đúng chiều cực tụ.

Tụ điện mắc song song

Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại: Utd = U1 + U2 + U3: Lưu ý: Các tụ hoá cần mắc đúng chiều cực tụ.

 Tất cả tài liệu: https://plctech.com.vn/category/tai-lieu/

TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH

Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy

HCM: Số 111E Đường 22 – Phước Long B – Quận 9

Liên hệ: Mr Chính 0984 957 127

Website: https://plctech.com.vn/

Fanpage: https://www.facebook.com/PLCTechHN

Email: plctech.daotao@gmail.com

Tụ Điện Là Gì? Ứng Dụng Của Tụ Điện. Cách Sử Dụng Tụ Điện / 2023

Tụ điện là gì? Các ứng dụng của tụ điện. Tụ điện hoạt động như thế nào? Cấu tạo của tụ điện gồm có những gì bên trong. Điện áp hoạt động của tụ điện có mấy loại? Tụ điện có tác dụng gì? Đơn vị đo tụ điện là gì? Ở bài viết này xin chia sẻ đến các bạn những vấn đề trên.

Các loại tụ điện

Tụ điện là gì?

Tụ điện là linh kiện điện tử hoạt động trên nguyên lý tích trữ điện (nạp) 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 1 pha; mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều,…

Tụ điện có tên tiếng Anh là ” Capacitor “, được viết tắt chữ cái đầu là ” C ”

Đơn vị đo giá trị tụ điện là gì?

Đơn vị đo của tụ điện được gọi là ” điện dung “.

Định nghĩa điện dung nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực, được tính theo công thức :

C = ξ . S / d

Trong đó C : điện dung tụ điện

ξ :  hằng số điện môi của lớp cách điện.

d : chiều dày lớp cách điện.

S : diện tích bản cực của tụ điện.

Đơn vị được dùng để đo giá trị tụ điện là Fara. Được viết tắt ” F “.

Trong tực tế tụ điện được dùng có giá trị rất nhỏ so với 1Fara ta có các đơn vị qui đổi trị số thường dùng như sau : MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF).

1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F

1 µ Fara = 1.000 n Fara

1 n Fara = 1.000 p Fara

Cấu tạo của tụ điện

Tụ điện có cấu tạo là hai bản điện cực được ghép song song với nhau, ở giữa có một lớp cách điện được gọi là điện môi. Tụ điện còn được phân loại theo vật liệu cách điện. Ví dụ : tụ điện giấy – lớp cách điện là giấy, tương tự ta có tụ điện gốm (sứ), tụ điện hóa,…

Cấu tạo tụ điện

Tụ điện nạp – xả như thế nào?

Nguyên lý hoạt động tụ điện (ảnh nguồn Internet)

Tụ điện nạp : Quan sát mạch điện trên ta thấy rằng, khi khóa S1 đóng và khóa S2 mở thì dòng điện từ nguồn sẽ cấp cho tụ điện – tụ điện sẽ được nạp. Khi nạp đầy tụ điện sẽ không nhận nữa, dòng điện trên mạch giảm bằng 0

Tụ điện xả : Ngược lại với mạch nạp tụ, khi khóa S1 mở và khóa S2 đóng tụ điện sẽ ở trạng thái xả. Khi xả hết điện tích trong tụ điện thì dòng điện trên mạch cũng bằng 0

Tụ điện có tác dụng gì?

Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, tụ được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch về điện áp một chiều.

Với điện AC (xoay chiều) thì tụ dẫn điện còn với điện DC (một chiều) thì tụ lại trở thành tụ lọc

Các kiểu mắc tụ điện và công thức tính giá trị tụ điện

Tụ điện cũng có 2 kiểu mắc cơ bản là : nối tiếp và song song. Hoặc mắc hỗn hợp 2 loại trên.

Tụ điện mắc nối tiếp :

Giá trị điện dung tương đương (Ctđ) bằng tổng nghịch đảo giá trị điện dung.

Theo công thức :

 1/ C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) Khi mắc nối tiếp thì điện áp của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại.

U tđ = U1 + U2 + U3 Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau:

Tụ điện mắc song song :

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại

Theo công thức : C td = C1 + C2 + C3 Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất. Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

Ứng dụng của tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử không thể thiếu trong các bo mạch điều khiển từ công nghiệp đến dân dụng như : Tivi, tủ lạnh, máy giặt,…

Để khởi động – động cơ 1 pha thì bắt buộc phải dùng tụ điện để kích hoạt motor. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta chọn tụ điện thích hợp. Gồm có tụ ngậm và tụ đề.

Bên trong các máy hàn điện tử sử dụng tụ điện khá nhiều dùng nạp và phóng điện trong mạch khuếch đại. Để làm nóng chảy kim loại thì cần một dòng điện khá lớn, máy hàn cơ tăng dòng điện bằng lõi kim loại và dây đồng. Nhược điểm tiêu thụ điện cao, trọng lượng nặng.

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng.

Cảm biến biến quang là gì ?

Nguyễn Long Hội

Email: hoi.nguyen@huphaco.vn

Tụ Điện Dùng Để Làm Gì? Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng Của Tụ Điện / 2023

Tụ điện là gì ?

Tụ điện là một linh kiện điện tử được cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song và ngăn cách với nhau bằng lớp điện môi. Tụ điện hoạt động dựa trên nguyên lý trữ điện và phóng điện.

Khi hai bề mặt của tụ điện có sự chênh lệch về điện thế, linh kiện này cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Có thể coi tụ điện là một ắc quy mini bởi khả năng tích điện và phóng điện của nó. Nhưng tụ điện có cấu tạo và nguyên lý làm việc khác với ắc quy

Đây là một linh kiện không thể thiếu trong mạch điện tử và có ứng dụng phổ biến trong thực tế.

Công thức tính điện dung của tụ điện mắc song song:

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Tụ điện hoạt động chủ yếu dựa vào nguyên lý tích trữ điện năng như một chiếc ắc quy mini dưới dạng năng lượng điện trường. Tụ điện lưu trữ các Electron và phóng ra các điện tích này và tạo ra dòng điện.

Khác với ắc quy, tụ điện không thể tự sinh ra các Electron mà chỉ có thể tích trữ từ nguồn điện. Nguyên lý nạp xả (tích trữ và phóng điện) này đã giúp tụ điện có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Cấu tạo bên trong của một tụ điện

Tụ điện gồm hai bản cực và lớp cách điện. Cụ thể:

Hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại (hai bản cực) được đặt song song với nhau.

Lớp điện môi là các chất không dẫn điện như giấy, thủy tinh, mica, gốm,… Lớp điện môi này sẽ làm tăng khả năng tích trữ năng lượng cho tụ điện.

Tên gọi của tụ điện cũng phụ thuộc vào chất liệu của lớp dung môi cách điện:

Tụ hóa (có hình trụ): tụ được phân thành cực dương và cực âm và có giá trị điện dung trong khoảng từ 0.47μF đến 4,700μF.

Tụ giấy, tụ mica và tụ gốm (tụ không phân cực) có hình dẹt, không phân cực âm dương. Ba loại tụ điện này có điện dung nhỏ, chỉ khoảng ≤0.47μF xuất hiện trong các mạch điện tần số cao, mạch lọc nhiễu.

Tụ xoay có thể thay đổi giá trị điện dung. Ứng dụng phổ biến của loại tụ này là được sử dụng trong Radio để thay đổi tần số khi dò đài.

Tụ Lithium ion là loại tụ có năng lượng cao được sử dụng để tích điện 1 chiều.

Những ứng dụng thực tế của tụ điện

Dựa theo các loại tụ điện mà người ta sẽ áp dụng vào những công trình, mạch điện riêng. 4 công dụng chính đó là:

Tụ điện giống như một chiếc ắc quy mini khi nó có thể tích trữ và phóng điện. Điểm cộng cho tụ điện đó là trong quá trình lưu trữ điện sẽ không làm tiêu hao năng lượng điện.

Tụ điện ngăn cản điện áp một chiều nhờ cơ chế nạp xả thông minh. Nó cho phép điện áp xoay chiều lưu thông và truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch tán đại có chênh lệch điện thế.

Tụ điện cho phép dòng điện xoay chiều đi qua nên nó hoạt động như một điện trở đa năng. Nếu tần số điện xoay chiều (điện dung) càng lớn thì dung kháng càng nhỏ tạo điều kiện cho điện áp lưu thông qua tụ điện một cách dễ dàng.

Tụ điện có thể lọc điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều nhờ việc loại bỏ pha âm của dòng điện.

Tụ điện được ứng dụng nhiều không chỉ trong các mạch điện tử mà còn trong đời sống, đặc biệt là đối với lĩnh vực tự động hóa. Trong thực tế, tụ điện được ứng dụng để cung cấp, tích trữ năng lượng,…

Bên cạnh đó, nó còn có nhiều tác dụng xử lý tín hiệu, khởi động mạch điều chỉnh, động cơ,… Tụ điện đang là một linh kiện không thể thiếu của bo mạch bếp từ…

Sử dụng tụ điện trong kỹ thuật điện, điện tử

Tụ điện giúp trữ năng lượng cho bộ khuếch đại nên được ứng dụng trong hệ thống âm thanh ô tô.

Trong các chế tạo đặc biệt về quân sự, máy phát điện, radar, vũ khí hạt nhân,… cũng đều rất cần đến tụ điện.

Tụ điện có thể xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân có sử dụng các ống điện tử.

Tụ Điện Là Gì ? Cấu Tạo &Amp; Nguyên Lý Làm Việc Của Tụ Điện / 2023

Sơ lược các khái niệm về tụ điện và nguyên lý hoạt động của chúng

Tụ điện là gì – Chắc hẳn khi nói về tụ điện, ai cũng đã từng nghe qua, ít nhất cũng đã được học về tụ điện ở chương trình phổ thông. Tuy nhiên, theo thời gian cuộc sống cơm áo, gạo tiền, công việc.. khiến lượng kiến thức này đã “bay mất”. Bạn không nhớ về khái niệm, cấu tạo hay nguyên lý của nó.

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động được cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song và được ngăn cách bởi lớp điện môi. Sự chênh lệch điện thế giữa 2 bản cực của bề mặt tụ điện sẽ xuất hiện các điện tích có cùng điện lượng ở 2 bản cực nhưng chúng trái dấu nhau.

Tụ điện còn có tính chất cách điện 1 chiều. Nhưng nhờ nguyên lý phóng nạp nó có thể cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tụ điện có ký hiệu là C – Capacitior và đơn vị của nó là Fara, viết tắ là F. Tụ điện được sử dụng nhiều trong các mạch điện tử như: mạch truyền tín hiệu xoay chiều; mạch lọc nguồn, lọc nhiễu hay mạch tạo dao động…

Cấu tạo của tụ điện gồm những gì

Như đã nói tụ điện có cấu tạo bởi 2 bản cực đặt song song và được ngăn cách bởi một lớp điện môi. Do đó nó cần ít nhất 2 dây dẫn điện ở 2 đầu bản cực. Thông thường dây dẫn của tụ có thể là giấy bạc, màng mỏng… và điện môi có thể là thủy tinh, mica, không khí, màng nhựa, gốm, giấy tẩm hóa chất…

Các loại tụ điện được phân loại và đặt tên dựa vào chất liệu điện môi của tụ.

Tụ điện gốm hay còn gọi là tụ đất được bao bọc bởi 1 lớp ceramic. Được bọc keo hoặc nhuộm màu giúp bảo vệ tụ sử dụng lâu hơn. Các loại gốm như: COG, X7R, Z5U thường được dùng để sản xuất loại tụ này.

Loại tụ này có cấu tạo gồm nhiều lớp bản cực và được cách điện bằng gốm. Đây là loại tụ sử dụng điện áp cao và cao tầng lớ hơn các loại tụ điện thông thường từ 4 đến 5 lần.

Với tụ điện này thì các bản cực được làm bằng lá nhôm hay lá thiếc lát mỏng và cuộn thành vòng. Chúng được ngăn cách với nhau bằng điện môi là giấy được tẩm dầu.

Lớp điện môi của loại tụ này là nhựa nhân tạo có kết cấu mỏng như: polycarrbonate, polyester hay milar.

Đây là loại tụ sử dụng cho các mạch cao tần vì nó có điện dung từ vài pF đến vài nF. Các bàn cực được làm bằng bạc nên đây là loại tụ được xem là “nặng nhất” trong các loại tụ điện khác.

Là loại tụ dùng dung môi hóa học ở nhóm hiếm nhằm giúp nó có trị số lớn. Giúp nó có thể dùng như một nguồn pin giúp các mạch đồng hồ hoặc vi xử lý hoạt động liên tục lên đến hàng F.

Loại tụ này được sử dụng thay thế cho pin vì nó có tác dụng lưu trữ điện năng siêu lớn. Có thể sử dụng cho các thiết bị điện tử, di động.

Đây là loại tụ điện có giá trị rất nhỏ nhưng nó có thể xoay để đổi giá trị của điện dung. Được sử dụng trong các mạch radio giúp người sử dụng có thể thay đổi đài trong khi dò (thay đổi tần số cộng hưởng).

Các tụ điện tuy sử dụng các loại dung môi và các bảng cực khác nhau. Nhưng nhìn chung tụ điện có 4 loại công dụng chính sau đây:

Khả năng lưu trữ năng lượng điện khá giống với bình ác-quy. Nhưng ưu điểm của nó là không làm tiêu hao năng lượng điện.

Tụ điện cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Từ đó nó có thể dẫn điện như một điện trở đa năng. Giúp hỗ trợ điện áp được lưu thông tốt hơn. Khi điện dung càng lớn (tức tần số điện xoay chiều lớn) thì dung kháng càng nhỏ.

Giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có chênh lệch điện thế. Vì nguyên lý hoạt động của tụ điện là khả năng nạp xả thông minh. Ngăn điện áp 1 chiều và cho phép điện áp xoay chiều lưu thông.

Tụ điện có thể lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều bằng cách loại bỏ pha âm của tụ điện…

Phía trên là những chia sẻ về tụ điện cũng như các loại tụ điện có trên thị trường hiện nay. Cấu tạo và công dụng của các loại tụ điện. Hy vọng, bài viết đã cung cấp được những thông tin hữu ích về tụ điện dành cho bạn.