Linh kiện điện tử - Tụ điện. Giới thiệu và ứng dụng trong thực tế

Có thể nói tụ điện là “người bạn đồng hành” đối với những người làm sửa chữa điện tử công nghiệp tại Đà Nẵng hay với các bạn học ngành điện - điện tử. Vậy tụ điện là gì? Nó có ứng dụng như thế nào mà tôi lại nói tụ điện là “người bạn đồng hành” của những ai học và làm về điện tử? Cùng tìm hiểu trong nội dung bài viết này nhé bạn!

Đối với các bạn học điện- điện tử thì tụ điện là một linh kiện quen thuộc, có thể nhận biết và sử dụng được tụ điện. Tuy nhiên nếu hỏi tụ điện là gì thì không mấy bạn có thể trả lời đầy đủ và chính xác được. Tìm câu trả lời trong phần giới thiệu chung về tụ điện nhé!

Giới thiệu chung về tụ điện

Tụ điện là gì?

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu. (Theo Wikipedia)

Nói một cách dễ hiểu tụ điện là một thiết bị có khả năng chứa điện tích và phóng ra điện tích khi cần.

Ký hiệu tụ điện

Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor).

Đơn vị của tụ điện

Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như: MicroFara, NanoFara, PicoFara.

1F=10-6MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

Sự phóng nạp của tụ điện

Như đã nói ở trên tụ điện có khả năng nạp điện và phóng điện khi cần, vậy nó phóng điện và nạp điện như thế nào, cùng tìm hiểu nào!

* Tụ nạp điện

Khi công tắc K1 đóng, dòng điện từ nguồn U sẽ đi qua bóng đèn để nạp vào tụ, từ đó làm sáng bóng đèn, khi tụ nạp đầy thì dòng nạp giảm bằng 0 vì vậy bóng đèn sẽ tắt.

* Tụ phóng điện

Khi tụ đã nạp đầy, công tắc K1 mở, công tắc K2 đóng, dòng điện từ cực dương (+) của tụ sẽ phóng qua bóng đèn về cực âm (-) làm bóng đèn sáng, khi tụ phóng hết điện thì bóng đèn tắt trở lại.

Như vậy các bạn có thể thấy tụ điện sẽ phóng điện từ cực dương sang cực âm. Thời gian tích điện của tụ điện sẽ phụ thuộc vào điện dung của tụ, điện dung của tụ càng lớn thì thời gian tích điện càng lâu.

* Điện dung:

Điện dung là đại lượng nói lên 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 làm chất điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực theo công thức

C = ξ . S / d

Trong đó C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F)

ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện.

d : là chiều dày của lớp cách điện.

S : là diện tích bản cực của tụ điện.

Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic vừa giới thiệu đến các bạn khái niệm, ký hiệu, đơn vị và sự phóng nạp của tụ điện. Các bạn nắm rõ đừng để quên nữa nhé! Tiếp sau đây chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các loại tụ điện và ứng dụng của nó.

Phân loại tụ điện

Có 2 cách phân loại tụ điện:

Phân loại tụ điện theo tính chất lý hóa và ứng dụng

Theo cách phân loại này có 5 loại tụ điện:

+ Tụ điện phân cực: là loại tụ điện có 2 đầu (-) và (+) rõ ràng và do đó bạn không thể mắc ngược đầu trong mạng điện DC. Tụ điện phân cực thường là tụ hóa học và tụ tantalum.

Ví dụ:

Tụ 2200UF - 35V - linh kiện điện tử Vietnic

+ Tụ điện không phân cực: là tụ điện không quy định cực tính, bạn có thể đấu nối "thoải mái" vào mạng AC lẫn DC.

Ví dụ:

Linh kiện điện tử - Tụ CBB 474J ( 470NF = 0.47UF ) - 100V 

+ Tụ điện hạ áp và cao áp: Đây là cách phân loại dựa vào điện áp làm việc. Cách phân biệt này mang tính tương đối.

Ví dụ:

Tụ cao áp CBB 104J (100NF) - 100V

Linh kiện điện tử - Tụ CBB 104J (100NF) - 100V

Tụ giảm áp

+ Tụ lọc (nguồn) và tụ liên lạc (liên tầng): Tụ điện dùng vào mục tiêu cụ thể thì gọi tên theo ứng dụng, và đây cũng là phân biệt mang tính tương đối mà thôi.

Ví dụ:

Tụ nguồn 10000UF - 100V

Linh kiện điện tử - Tụ 10000UF - 100V

Tụ liên lạc

+ Tụ điện tĩnh và tụ điện động (điều chỉnh được): Đa số tụ điện có một trị số điện dung "danh định" nhưng cũng có các loại tụ điện cần điều chỉnh trị số cho phù hợp yêu cầu của mạch điện, như tụ điện trong mạch cộng hưởng hay dao động chẳng hạn.

Phân loại theo cấu tạo và dạng thức

Theo cách phân loại này có các loại tụ điện như sau:

+ Tụ điện gốm (tụ đất): sở dĩ nó có tên như thế là do chúng được làm bằng ceramic, bên ngoài bọc keo hay nhuộm màu. Gốm điện môi được dùng là COG, X7R, Z5U…

Ví dụ:

Tụ GỐM 104 - sản phầm của cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic

+ Tụ gốm đa lớp: Là loại tụ gốm có nhiều lớp bản cực cách điện bằng gốm. Tụ này đáp ứng cao tần và điện áp cao hơn loại tụ gốm "thường" khoảng 4 - 5 lần.

Ví dụ:

Linh kiện điện tử - Tụ CERAMIC 105 - 1UF - Tụ kẹo

+ Tụ giấy : Là tụ điện có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc cách nhau bằng lớp giấy tẩm dầu cách điện làm dung môi.

Ví dụ:

Linh kiện điện tử - Tụ giấy cao áp 330nF/250V

+ Tụ mica màng mỏng : cấu tạo với các lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có cấu tạo màng mỏng (thin film) như Mylar, Polycarbonate, Polyester, Polystyrene (ổn định nhiệt 150 ppm/C).

+ Tụ bạc - mica: là loại tụ điện mica có bàn cực bằng bạc, khá nặng. Điện dung từ vài pF đến vài nF, độ ổn nhiệt rất bé. Tụ này dùng cho cao tần là thích hợp nhất.

Ví dụ:

Tụ Silver Mica 15000pF-1000V

+ Tụ hóa học: Là tụ giấy có dung môi hóa học đặc hiệu --> tạo điện dung cao và rất cao cho tụ điện. Nếu bên ngoài có vỏ nhôm bọc nhựa thì còn gọi là tụ nhôm.

Ví dụ:

Tụ hóa 1000uF-35V

Tụ 1000UF - 35V - sản phầm của cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic

+ Tụ siêu hóa (Super Chimical Capacitance) : dùng dung môi đất hiếm, tụ này nặng hơn tụ nhôm hóa học và có trị số cực lớn, có thể đến hàng Farad. Tụ có thể dùng như một nguồn pin cấp cho vi xử lý hay các mạch đồng hồ (clock) cần cấp điện liên tục.

+ Tụ hóa sinh:  là Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng trong các thiết bị điện tử di động, dùng Alginate trong tảo biển nâu làm nền dung môi --> lượng điện tích trữ siêu lớn và giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc.

+ Tụ tantalum : Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ.

Ví dụ:

Tụ Tantalum 47uF-10V

+ Tụ vi chỉnh và tụ xoay : Có loại gốm, loại mica và loại kim loại.

Trên đây là cách phân loại và những loại tụ điện theo từng cách phân loại. Phần tiếp theo linh kiện điện tử Vietnic sẽ giới thiệu rõ hơn về các loại tụ điện được sử dụng phổ biến và ứng dụng của nó.

Ứng dụng của tụ điện trong thực tế

Ứng dụng chung của tụ điện trong mạch điện

Tụ điện là một trong những linh kiện điện tử thụ động phổ biến nhất trong các mạch điện. Về bản chất chỉ với nguyên tắc nạp và xả của tụ điện thì tụ điện được ứng dụng với các mục đích sau:

Tụ điện làm linh kiện để ổn định điện áp trong các bo mạch nguồn

Người ta thường sử dụng những tụ hóa có giá trị điện dung lớn nhằm mục đích lọc phẳng điện áp một chiều.

Tụ điện trong bo mạch nguồn

Tụ điện là một linh kiện quan trọng trong các mạch tạo xung, tạo dao động

Tụ điện dùng cho mạch tạo dao động

Tụ điện được dùng trong các mạch nguồn, mạch sạc vợt muỗi, mạch giảm tốc độ quạt,...

Tụ điện dùng để hạn chế hạn dòng trong mạch nguồn không sử dụng biến áp

Tụ điện dùng để tạo độ lệch pha giữa hai cuộn dây trong động cơ xoay chiều một pha, quạt, máy bơm nước,...

Tụ điện dùng cho máy bơm nước

Một số tụ điện phổ biến và ứng dụng của nó

Tụ điện là một thành phần vô cùng quan trọng trong điện tử, mỗi loại tụ điện được sử dụng cho một mục đích khác nhau. Sau đây chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu về các chức năng của từng loại tụ điện để có thể biết khi nào nên sử dụng loại tụ điện nào nhé!

Tụ hóa

* Tính chất:

Tụ hóa là tụ có phân biệt cực tính (nếu phân cực ngược sẽ bị hỏng), tụ hóa có dung môi làm bằng hóa chất nên sau khi sử dụng một thời gian dài sẽ bị khô, làm giảm khả năng phóng/nạp của tụ. Tụ hóa thường có điện dung lớn (cỡ uF).

Ví dụ:

Tụ 1000uF - 50V - sản phầm của cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic

* Ứng dụng của tụ hóa:

+ Đối với các mạch nguồn xung, tụ hóa được dùng để lọc nguồn đầu vào hay lọc nguồn đầu ra.

+ Đối với mạch nguồn xung trong đầu đĩa, đầu thu kts thường sử dụng tụ hóa 50V40uF nối từ cuộn hồi tiếp vào chân mồi của IC nguồn.

+ Đối với các mạch loa, tụ hóa được dùng để khi mở công suất lớn không bị cháy loa và ổn định công suất tiếng cho loa. Các bạn có thể thấy, loa sau một thời gian dài sử dụng sẽ có hiện tượng loa một bên to một bên nhỏ, đó là do có một con tụ hóa nào đó bị khô, và khi đó bạn phải thay các con tụ hóa nằm cạnh IC công suất tiếng và các con tụ nằm gần đường output của loa là được.

Ví dụ:

Tụ hóa dùng cho loa

Tụ kẹo(tụ CBB, tụ film)

*Tính chất

Tụ kẹo là tụ không phân cực, nó chỉ cho dòng điện xoay chiều đi qua và cản dòng điện một chiều. Tụ kẹo thường có điện dung nhỏ cỡ nF.

Tụ CBB473K-630V (47nF;0.047uF)

* Ứng dụng

Tụ kẹo được dùng để hạ áp trong các mạch đơn giản như đèn ngủ, đèn led cầm tay, vợt muỗi,... Vì các mạch này dùng điện áp và dòng nhỏ nên nếu dùng biến áp để hạ áp thì sẽ rất cồng kềnh và tốn kém, tụ có trị số càng lớn thì sẽ cho dòng điện đi qua càng lớn và ngược lại.

Tụ kẹo được sử dụng trong đèn led cầm tay

Tụ gốm và tụ gốm đa lớp

+ Tụ gốm và tụ gốm đa lớp có chức năng phân dòng, lọc nhiễu trong các mạch cao tần, mạch điều khiển số sử dụng IC.

+ Tụ gốm được sử dụng trong các mạch sử dụng IC điều khiển rơle , vì mỗi khi rơ le đóng cắt sẽ tạo ra tia lửa điện tạo nhiễu, nếu nhiễu này bị lọt vào IC sẽ gây treo hoặc reset IC.

Tụ cao tần

+ Tụ XY được mắc song song với biến áp xung, một đầu bên sơ cấp, một đầu bên thứ cấp nối mass có tác dụng hạn chế tối đa xung rò từ bên sơ cấp sang bên thứ cấp và chống sock điện.

+ Tụ cao áp thường kết hợp với 1 con trở và 1 con diode để dập xung cao áp.

Tụ mica

* Tính chất

Tụ mica chịu được dòng cao.

*Ứng dụng:

Tụ mica được dùng nhiều trong các mạch dao động, mạch cộng hưởng.

Chúng ta thường bắt gặp chúng trong mạch bóng đèn huỳnh quang, nguồn atx,...

Tụ bếp từ, tụ quạt

Tụ không phân cực được sử dụng trong bếp từ, tụ quạt. Trong quạt điện, động cơ điện 1 pha tụ điện có tác dụng làm lệch từ trường để khởi động quạt, nếu nó chết quạt sẽ không quay.

Tụ lọc nhiễu

Tụ lọc nhiễu được sử dụng để lọc nhiễu cao tần. Nhiễu cao tần có thể là xung xuất hiện sau khi sét đánh hoặc do các thiết bị điện khác gây ra đi theo đường điện lưới vào mạch.

Tụ chống sét (MOV)

Tụ chống sét được mắc song song với nguồn AC IN và nằm sau cầu chì. Tụ chống sét giúp bảo vệ quá áp trong mạch này.

Kết luận

Tụ điện là một linh kiện điện tử không thể thiếu được trong các thiết bị điện - điện tử. Hy vọng với những chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn đọc hiểu hơn về tụ điện - một linh kiện điện tử khá là quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi khi muốn mua tụ điện hay muốn biết rõ hơn về loại linh kiện này nhé!

Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic chuyên cung cấp tụ điện và các linh kiện điện tử tại Đà Nẵng hân hạnh được đồng hành cùng thành công của bạn! Nếu có bất cứ thắc mắc nào vui lòng comment bên dưới để được hỗ trợ tư vấn một cách nhanh chóng. Hoặc liên hệ với chúng tôi qua:

Địa chỉ : 816 Tôn Đức Thắng, P. Hòa Khánh, Q. Liên Chiểu, TP Đà Nẵng

ĐT : 0905601343

Website : www.vietnic.vn

Xem thêm các bài viết hữu ích:

1. Tầm quan trọng của linh kiện điện tử trong ngành công nghiệp

2. Giới thiệu về Arduino và ứng dụng arduino

3. Giới thiệu về điện trở, phân loại và ứng dụng

4. Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy biến tần

5. Giới thiệu chung về cảm biến và cảm biến công nghiệp

6. Tìm hiểu công việc lắp ráp linh kiện điện tử ở Nhật Bản

7. Transistor là gì? Có bao nhiêu loại transistor?