Tìm hiểu tụ điện là gì? Cấu tạo, công dụng và cách đo

Tụ điện chính là một thiết bị linh kiện điện tử thụ động đóng một vai trò đặc biệt quan trọng và gần như không thể thiểu được ở trong hầu hết các loại mạch điện hiện nay. Tuy nhiên để hiểu chi tiết tụ điện là gì, nắm được thông tin cấu tạo của tụ điện và nguyên lý hoạt động của linh kiện này ra sao thì chỉ có những kỹ sư chuyên ngành. Hôm nay cùng CtiSupply theo dõi và tìm hiểu những thông tin tổng quan về tụ điện để hiểu rõ hơn về linh kiện điện tử hữu ích này trong bài viết sau đây.

Tổng quan tụ điện là gì?

Tụ điện là gì? Tụ điện (Capacitor) được biết đến là 1 linh kiện điện tử thụ động có cấu tạo gồm 2 bản cực được đặt song song nhau ngăn cách bởi một lớp điện môi. Trên tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều tuy nhiên lại có thể cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ vào nguyên lý phóng nạp.

• Tụ điện hiện có ký hiệu là C
• Đơn vị của tụ điện: Fara

Cấu tạo

Cấu tạo của tụ điện sẽ gồm 2 dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại. Hai bề mặt này sẽ được đặt song song với nhau và ngăn cách bởi một lớp điện môi. Dây dẫn tụ điện có thể sử dụng loại giấy bạc, màng mỏng,…

Điện môi sử dụng cho tụ điện là những chất không có tính dẫn điện như: thủy tinh, gốm, mica, giấy, giấy tẩm hóa chất, màng nhựa hoặc có thể là không khí. Các điện môi này sẽ không dẫn điện được nhằm giúp tăng khả năng tích trữ năng lượng điện có trong tụ điện.

Công dụng tụ điện là gì?

Trong bài viết tìm hiểu về tụ điện là gì hôm nay chúng ta cũng sẽ được biết chi tiết những công dụng mà thiết bị này mang lại là gì sau đây:

• Tụ điện sẽ giúp cho biết khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện, lưu trữ điện tích hiệu quả bằng cách so sánh với khả năng lưu trữ như ắc quy. Ưu điểm lớn nhất của các tụ điện mang lại đó chính là lưu trữ mà không làm tiêu hao bớt đi năng lượng điện.
• Các tụ điện cũng cho phép điện áp xoay chiều đi qua, giúp có thể dẫn điện được giống như một điện trở đa năng. Đặc biệt, khi tần số điện xoay chiều (điện dung của tụ điện càng lớn) thì dung kháng sẽ càng nhỏ. Điều này hỗ trợ đắc lực giúp cho việc điện áp sẽ được lưu thông tốt hơn qua tụ điện.
• Tụ điện có khả năng nạp, xả thông minh, ngăn điện áp 1 chiều, cho điện áp xoay chiều lưu thông nên có thể giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch điện thế rất tốt.
• Tụ điện còn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều thông qua phương pháp loại bỏ pha âm.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của tụ điện là gì? Tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng ở dạng năng lượng điện trường bằng cách lưu trữ những electron.

Chúng cũng có thể phóng ra các điện tích này để nhằm tạo thành dòng điện. Đây là tính chất phóng nạp của tụ điện, nhờ tính chất này mà tụ điện sẽ có khả năng dẫn được các dòng điện xoay chiều.
Nếu điện áp của 2 bản mạch không bị thay đổi đột ngột mà biến thiên theo thời gian, khi ta cắm nạp hoặc xả tụ điện sẽ rất dễ gây ra hiện tượng cháy nổ có tia lửa điện do dòng điện bất ngờ tăng vọt. Đây là nguyên lý nạp xả của tụ điện khá phổ biến hiện nay.

Cách đo tụ điện bằng đồng hồ vạn năng như thế nào?

Kiểm tra tụ giấy, tụ gốm

Tụ giấy và tụ gốm sẽ thường bị hỏng, bị dò rỉ hoặc bị chập do đó để giúp phát hiện tình trạng tụ điện bị dò rỉ hoặc bị chập bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo đạc và nhận biết thông qua:

• Khi đo tụ vẫn còn hoạt động tốt kim sẽ phóng lên 1 chút rồi sau đó trở về vị trí cũ. (Lưu ý các tụ có giá trị nhỏ quá <1nF thì kim sẽ không phóng nạp)
• Khi đo tụ gặp tình trạng bị dò ta sẽ thấy kim lên lưng chừng thang đo và sau đó dừng lại chứ không trở về vị trí cũ.
• Khi đo tụ gặp tình trạng bị chập ta thấy kim lên đến = 0 Ω và không trở về lại vị trí cũ

Kiểm tra tụ hóa

Cách sử dụng đồng hồ vạn năng kiểm tra tụ hóa của tụ điện là gì? Để kiểm tra tụ hoá C2 có trị số 100µF của tụ điện có bị giảm điện dung hay không, ta có thể sử dụng tụ C1 còn mới có cùng mức điện dung và đo đạc để so sánh.

Đặt đồng hồ ở thang từ x1Ω – x100Ω (điện dung càng lớn thì nên để thang đo càng thấp). Tiến hành đo vào 2 tụ và so sánh độ phóng nạp sau đó ta đảo chiều que đo vài lần để cho kết quả chính xác nhất

Nếu 2i tụ phóng nạp bằng nhau là tụ cần kiểm tra còn tốt, nếu tụ C2 phóng nạp kém hơn thì tụ C2 đã bị khô. Còn trong trường hợp kim lên mà không trở về lại vị trí cũ có nghĩa là tụ bị dò.

Ứng dụng

Ứng dụng của tụ điện là gì? Hiện tụ điện đang được đưa vào ứng dụng khá rộng rãi trong nhiều mạch điện, thiết bị để sử dụng trong đa dạng các lĩnh vực khác nhau như:

• Kỹ thuật điện và điện tử.
• Hệ thống âm thanh xe hơi.
• Xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân dùng đến ống điện tử.
• Trong những chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, các máy phát điện, radar, thí nghiệm vật lý, vũ khí hạt nhân,…
• Áp dụng vào nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng, xử lý tín hiệu, mạch điều chỉnh, khởi động động cơ,….

Hi vọng qua những chia sẻ mà CtiSupply mang lại đã giúp bạn có thể trả lời được cho mình thắc mắc tụ điện là gì, hiểu về nguyên lý hoạt động, công dụng và những cách có thể đo đạc kiểm tra tụ điện để từ đó ứng dụng tốt vào quá trình học tập, làm việc của mình!