GIỚI THIỆU

Tụ điện là tập hợp của hai hay nhiều vật dẫn ngăn cách nhau bởi lớp điện môi. Tụ điện có tác dụng ngăn cách dòng điện một chiều và cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Khi mắc phối hợp với cuộn cảm sẽ hình thành mạch cộng hưởng.

Hình 1. Hình dạng một số loại tụ điện

PHÂN LOẠI

Tụ điện được phân loại theo:

• Vật liệu làm lớp điện môi giữa hai bản cực: tụ xoay, tụ giấy, tụ mica, tụ gốm, tụ nilon, tụ dầu, tụ hóa…
• Cách thức đóng gói: tụ cắm, tụ dán…

Một số loại tụ điện được minh họa trong hình 1.

KÝ HIỆU

Trong sơ đồ mạch điện, người ta ký hiệu các tụ điện như hình 2.

Hình 2. Ký hiệu tụ điện trong mạch điện
a) Tụ có giá trị cố định; b) Tụ biến đổi hoặc tụ xoay
c) Tụ bán chỉnh hoặc tụ tinh chỉnh; d) Tụ hoá

THÔNG SỐ

a) Trị số điện dung (C): cho biết khả năng tích lũy năng lượng điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ đó.

Đơn vị đo là Fara (F). Trong thực tế, người ta thường dùng các ước số của fara: micro Fara (µF), nano Fara (nF), pico Fara (pF).

b) Điện áp định mức (Uđm): là trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực của tụ điện mà vẫn đảm bảo an toàn, tụ không bị đánh thủng.

Riêng tụ hóa, khi mắc vào mạch nguồn phải đặt đúng chiều điện áp: cực dương của tụ về phía cực dương của nguồn, cực âm của tụ về phí cực âm của nguồn. Ở trong mạch điện, cực dương của tụ hóa phải mắc vào nơi có điện áp cao hơn. Nếu mắc ngược có thể sẽ làm hỏng tụ hóa.

c) Dung kháng của tụ điện (X_C): là đại lượng biểu hiển sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó:

X_C = 1/(2πfC)

Trong đó:

• X_C: dung kháng của tụ, tính bằng Ôm (Ω)
• f: tần số của dòng điện qua tụ, tính bằng Hertz (Hz)
• C: điện dung của tụ điện, tính bằng Fara (F)

Nhận xét:

• Nếu dòng điện một chiều (f = 0Hz), lúc này X_C = 1/0 = ∞Ω. Tụ điện cản trở hoàn toàn, không cho dòng điện một chiều chạy qua.
• Nếu là dòng điện xoay chiều, tần số f càng cao thì dung kháng X_C càng thấp. Như vậy dòng điện có tần số càng cao, qua tụ điện càng dễ.

CÁCH MẮC TỤ ĐIỆN

Tụ điện mắc nối tiếp:

• Điện dung tương đương: 1/C_td = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/C_n
• Điện áp tổng: U = U₁ + U₂ + … + U_n
• Nếu mắc tụ hóa nối tiếp thì cực âm của tụ trước phải nối với cực dương của tụ sau

Tụ điện mắc song song:

• Điện dung tương đương: C_td = C₁ + C₂ + … + C_n
• Điện áp chịu của tụ tương đương bằng điện áp chịu của tụ thấp nhất
• Nếu mắc tụ hóa song song thì mắc cùng chiều âm dương

ĐỌC THÔNG SỐ CỦA TỤ ĐIỆN

Trên tụ điện hóa thường ghi hai thông số là:

• Điện áp định mức, đơn vị là Volt (V)
• Trị số điện dung, đơn vị là micro Fara

Với tụ gốm thường chỉ ghi một con số mà không ghi đơn vị, cách đọc giống với điện trở gián nhưng đơn vị là pico Fara. Ví dụ ghi 101 thì giá trị là 100pF, 104 thì giá trị là 100nF…

ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN

Cũng giống với điện trở, tụ điện được sử dụng phổ biến trong các mạch chỉnh lưu, mạch lọc, mạch tạo trễ, tạo dao động, v.v.