Tụ điện là gì? Ký hiệu, cấu tạo, công dụng và cách đọc thông số tụ điện

Tụ điện là linh kiện thường gặp trong các loại máy móc, thiết bị điện. Vậy tụ điện là gì? Cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như cách đọc thông số trên tụ điện thế nào? Tham khảo bài viết sau đây để được giải đáp đầy đủ.

Tụ điện là gì?

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động có vai trò quan trọng trong các mạch điện. Nó được cấu tạo bởi hai bản cực kim loại đặt song song và ngăn cách bởi một lớp điện môi (dielectric) – chất không dẫn điện như giấy, gốm, mica, thủy tinh… Đặc tính nổi bật của tụ điện là khả năng cách điện một chiều nhưng lại cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp.

Ký hiệu và đơn vị của tụ điện

Trong các sơ đồ mạch điện, tụ điện được ký hiệu là “C” – viết tắt của Capacitor. Đơn vị đo của tụ điện là điện dung (Capacitance), có đơn vị đo là Fara (F). Tuy nhiên, Fara là đơn vị rất lớn nên trong thực tế, các giá trị thường được biểu diễn theo:

• 1 Fara (F) = 10⁶ MicroFara (µF) = 10⁹ NanoFara (nF) = 10¹² PicoFara (pF)

Mức điện dung của tụ điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, kiểu dáng, khoảng cách giữa hai bản cực và chất điện môi. Công thức tính điện dung của tụ điện như sau:

C = ξ . S / d

Trong đó:

• C: Ký hiệu điện dung của tụ điện.

• ξ:  Hằng số điện môi của lớp cách điện.

• D: Độ dày lớp cách điện.

• S: Diện tích bản cực tụ điện.

Cấu tạo của tụ điện

Như đã đề cập, tụ điện gồm hai bản cực kim loại đặt song song và được ngăn cách bởi lớp điện môi. Chất cách điện trong lớp điện môi quyết định loại tụ điện. Ví dụ:

• Tụ có lớp điện môi bằng gốm gọi là tụ điện gốm.

• Tụ có lớp điện môi bằng mica gọi là tụ điện mica.

• Tụ có lớp điện môi bằng giấy gọi là tụ giấy...

Xem thêm:

• Cách sử dụng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện, điện áp, tụ điện
• Top 3 đồng hồ đo tụ điện (điện dung) cho kết quả chính xác cao

Nguyên lý hoạt động của tụ điện

Tụ điện hoạt động theo hai nguyên lý chính: phóng nạp và nạp xả.

• Nguyên lý phóng nạp: Khi có sự chênh lệch điện áp giữa hai bản cực, tụ điện sẽ tích trữ năng lượng bằng cách giữ lại các electron và phóng điện khi cần thiết. Tuy nhiên, tụ điện không thể tự tạo ra điện tích mà chỉ có thể lưu trữ và giải phóng nó.

• Nguyên lý nạp xả: Khi điện áp thay đổi liên tục, tụ điện có thể dẫn dòng điện xoay chiều nhờ quá trình nạp và xả liên tục. Nếu điện áp không thay đổi theo thời gian, dòng điện qua tụ sẽ bằng 0.

Các loại tụ điện phổ biến

Trên thị trường hiện có rất nhiều loại tụ điện với kiểu dáng, kích thước, chất liệu khác nhau. Dưới đây sẽ là 4 loại tụ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay:

• Tụ hóa: Là loại tụ có phân cực, gồm cực dương (+) và cực âm (-). Tụ hóa có điện dung lớn, từ 0,47 µF đến 4700 µF, thường được dùng trong các mạch nguồn và mạch lọc.

• Các loại tụ giấy, tụ thủy tinh, tụ mica, tụ gốm: Không có cực tính, thường có dạng dẹt với điện dung nhỏ, khoảng từ vài pF đến vài nF. Loại tụ này được sử dụng trong các mạch tín hiệu cao tần và mạch lọc nhiễu.

• Tụ xoay: Có thể điều chỉnh giá trị điện dung bằng cách xoay trục. Tụ xoay thường được ứng dụng trong các thiết bị điều chỉnh tần số, như radio. 

• Tụ Lithium-ion: Dòng tụ này thường được sử dụng trong các dòng pin Li-ion dùng cho các thiết bị điện cầm tay. 

Công dụng của tụ điện là gì?

Tụ điện hiện đang được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, điện lạnh. Vậy công dụng của tụ điện là gì? Tương tự như ắc quy, tụ điện có khả năng tích trữ năng lượng hiệu quả mà không gây tiêu hao lượng điện.

Đồng thời, với dòng điện xoay chiều tụ cho phép điện áp đi qua và dẫn điện như một điện trở. Điện dung của tụ điện càng lớn, dung kháng càng nhỏ giúp điện áp di chuyển qua tụ nhanh chóng hơn.

Ngoài ra, tụ điện còn giúp điện áp xoay chiều dễ dàng truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại với mức chênh lệch điện thế. Tụ điện còn giúp lọc điện áp xoay chiều thành 1 chiều nhờ phương pháp bỏ pha âm.

Cách đọc thông số tụ điện chính xác

Với tụ hoá, cách đọc thông số khá đơn giản, giá trị điện dung thường được in trực tiếp trên thân tụ, đơn vị tính là µF.

Đối với tụ gốm, tụ giấy cách đọc có phần phức tạp hơn. Giá trị điện dung thường được ký hiệu bằng ba chữ số:

• Hai chữ số đầu tiên là giá trị điện dung.

• Chữ số thứ ba là lũy thừa của 10.

• Ví dụ: "473K" có nghĩa là 47 × 10³ = 47000 pF = 47 nF = 0.047 µF.

Nếu xuất hiện chữ cái sau mã, ví dụ chữ K hoặc J thì đó là mã dung sai, không phải là đơn vị của điện dung. Các chữ cái này biểu thị sai số của tụ điện.

Hy vọng với những thông tin về tụ điện là gì được cung cấp trên đây sẽ giúp ích cho bạn. Ngoài ra, nếu bạn đang cần tìm đồng hồ vạn năng hay ampe kìm để đo tụ điện, hãy liên hệ Hotline 0904810817 - 0979244335.