Cũng giống như các linh kiện điện và điện tử chẳng hạn như điện trở, transistor, IC, tụ điện là một trong những linh kiện được sử dụng nhiều nhất trong thiết kế mạch điện và điện tử. Đôi khi tụ điện được gọi là tụ điện. Nó đóng một vai trò quan trọng trong các ứng dụng nhúng. Các thành phần này có thể đạt được ở các xếp hạng khác nhau. Nó bao gồm hai tấm kim loại được ngăn cách bởi chất điện môi hoặc chất không dẫn điện. Có các loại tụ điện có sẵn trên thị trường , nhưng sự khác biệt giữa các tụ điện này thường được làm bằng vật liệu điện môi được sử dụng trong các tấm. Một số tụ điện trông giống như ống, một số tụ điện được thiết kế bằng vật liệu gốm và nhúng vào một loại nhựa epoxy để bao phủ chúng. Bài viết này giới thiệu tổng quan về tụ điện là gì, tụ điện làm việc và cấu tạo của tụ điện.
Tụ điện là gì?
Tụ điện là một vật dẫn điện hai đầu và được ngăn cách bởi một chất cách điện. Các thiết bị đầu cuối này lưu trữ năng lượng điện khi chúng kết nối với nguồn điện. Một thiết bị đầu cuối lưu trữ năng lượng dương và thiết bị đầu cuối kia lưu trữ điện tích âm. Quá trình sạc và phóng điện của tụ điện có thể được định nghĩa là, khi năng lượng điện được thêm vào tụ điện được gọi là sạc trong khi giải phóng năng lượng từ tụ điện được gọi là phóng điện.
Điện dung có thể được định nghĩa là, nó là lượng năng lượng điện được lưu trữ trong tụ điện ở 1 vôn và nó được đo bằng đơn vị Farad ký hiệu là F. Tụ điện phân tách dòng điện trong mạch DC (dòng điện một chiều) và ngắn mạch trong AC ( dòng điện xoay chiều) mạch. Điện dung của tụ điện có thể được tăng lên theo ba cách như
- Tăng kích thước tấm
- Sắp xếp các đĩa gần nhau hơn
- Làm cho chất điện môi tốt nếu có thể
Tụ điện bao gồm các chất điện môi được làm từ mọi loại vật liệu. Trong radio bán dẫn, sự thay đổi được thực hiện bởi một tụ điện biến đổi có không khí ở giữa các bản của nó. Trong hầu hết các mạch điện và điện tử, các linh kiện này được bao bọc bởi các chất điện môi làm bằng vật liệu gốm như thủy tinh, mica, nhựa hoặc giấy ngâm trong dầu.
Cấu tạo của một tụ điện
Dạng đơn giản nhất của tụ điện là 'tụ điện bản song song' và cấu tạo của nó có thể được thực hiện bởi hai bản kim loại được đặt song song với nhau ở một khoảng cách nào đó.
Nếu một nguồn điện áp được nối qua tụ điện trong đó + Ve (cực dương) được nối với cực dương của tụ điện và cực âm được nối với –Ve (cực âm) của tụ điện. Khi đó, năng lượng được tích trữ trong tụ điện tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào.
Cấu tạo của một tụ điện
Q = CV
Trong đó 'C' là hằng số tỷ lệ, được gọi là điện dung của tụ điện. Điện dung đơn vị của tụ điện là Farad. Theo phương trình Q = CV, 1 F = coulomb / vôn. Từ phương trình trên, chúng ta có thể kết luận rằng điện dung phụ thuộc vào hiệu điện thế và điện tích, nhưng điều này không đúng. Điện dung của tụ điện chủ yếu phụ thuộc vào kích thước của các bản và chất điện môi giữa hai bản.
C = ε A / d
Điện dung của tụ điện chủ yếu phụ thuộc vào diện tích bề mặt của mỗi bản, khoảng cách giữa hai bản và độ bền của vật liệu giữa hai bản.
Các mạch cơ bản của một tụ điện
Mạch cơ bản của một tụ điện chủ yếu gồm tụ điện mắc nối tiếp và tụ điện mắc song song.
Tụ điện được kết nối trong loạt
Khi mắc nối tiếp hai tụ C1 và C2 thì mạch điện như hình dưới đây.
Tụ điện được kết nối trong loạt
Khi mắc nối tiếp hai tụ C1 và C2 thì hiệu điện thế từ nguồn phân áp thành V1 và V2 trên hai bản tụ. Điện tích tổng thể sẽ là điện tích của toàn bộ điện dung
Vôn V = V1 + V2
Dòng điện trong bất kỳ đoạn mạch nối tiếp nào đều giống nhau
Như vậy tổng điện dung của đoạn mạch trên là C tổng = Q / V
Chúng ta biết rằng V = V1 + V2
= Q / (V1 + V2)
Tổng điện dung của các tụ điện mắc nối tiếp C1, C2
1 / CTotal = 1 / C1 + 1 / C2
Do đó, khi một đoạn mạch có số tụ điện là “n” mắc nối tiếp
1 / Tổng CT = 1 / C1 + 1 / C2 + ………… .. + 1 / Cn
Tụ điện được kết nối song song
Khi mắc song song hai tụ C1 và C2 thì mạch điện như hình dưới.
Tụ điện được kết nối song song
Khi mắc song song hai tụ C1 và C2 thì hiệu điện thế từ nguồn điện có giá trị như nhau trên hai bản tụ. Điện tích ở tụ thứ nhất C1 sẽ là Q1 và điện tích ở tụ thứ hai là C2 sẽ là Q2. Do đó, phương trình có thể được viết dưới dạng
C1 = Q1 / V và C2 = Q2 / V
Do đó, khi một đoạn mạch có “n” số tụ điện mắc song song
C Tổng = C1 + C2 + ………… .. + Cn
Đo điện dung
Điện dung có thể được định nghĩa là lượng năng lượng điện tích trữ trong tụ điện được sử dụng trong mạch (Đơn vị của điện dung là Farad). 3 bước sau đây thảo luận về cách đo điện dung khi biết điện áp và điện tích của tụ điện.
Đo điện dung
Tìm hiểu phí mang theo trong tụ điện
Phí thường xuyên có vấn đề để đo trực tiếp. Bởi vì đơn vị của ampe, dòng điện được định nghĩa là 1 coulomb / Sec, nếu dòng điện và khoảng thời gian dòng điện áp dụng được biết, có thể hình dung để tính ra điện tích. Bạn chỉ cần nhận được điện tích trong coulomb bằng cách nhân số ampe trong thời gian tính bằng giây
Ví dụ, nếu tụ điện có dòng điện 20 Amp đặt vào nó trong 5 giây thì điện tích là 100 coulombs hoặc 20 lần 5.
Đo điện thế
Phép đo điện áp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng vôn kế hoặc đồng hồ vạn năng bằng cách đặt điện áp .
Chia điện tích cho điện áp
Một tụ điện mang điện tích 100 coulomb và hiệu điện thế của tụ điện là 10 vôn thì điện dung sẽ bằng 100 chia cho 10.
Đừng bỏ lỡ: Tính toán mã màu tụ điện
Như vậy, đây là tất cả những gì về tụ điện và tụ điện hoạt động, chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc mã màu tụ điện hoạt động vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi cho bạn, các loại tụ điện là gì?
