Tụ điện

Cấu tạo tụ gốm (bên trái) và tụ hóa (bên phải)

     Tụ điện là một 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 cường độ, nhưng trái dấu. Thực chất đây là một linh kiện có khả năng tích trữ và phóng điện.

     Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron - nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.

     Điện dung (C) là đại lượng vật lý nói lên khả năng tích điện giữa 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 giữ hai bản cực. Đơn vị của đại lượng điện dung là Fara [F]. Trong thực tế đơn vị Fara là trị số rất lớn, do đó thường dùng các đơn vị đo nhỏ hơn như micro Fara (1µF=10⁻⁶F), nano Fara (1nF=10⁻⁹F), pico Fara (1pF=10⁻¹²F).

     Tụ điện phân cực (có cực xác định) hoặc theo cấu tạo còn gọi là tụ hóa. Thường trên tụ quy ước cực âm phân biệt bằng một vạch màu sáng dọc theo thân tụ, khi tụ mới chưa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dương. Khi đấu nối phải đúng cực âm - dương. Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF đến 4.700μF, thường dùng trong các mạch tần số làm việc thấp, dùng lọc nguồn.

     Tụ điện không phân cực (không xác định cực dương âm); theo cấu tạo có thể là tụ giấy, tụ gốm, hoặc tụ mica. Tụ xoay chiều thường có trị số điện dung nhỏ hơn 0,47μF và thường được sử dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.

     Tụ điện có trị số biến đổi, hay còn gọi tụ xoay, là tụ có thể thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được sử dụng trong kỹ thuật Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài (kênh tần số).

     

     Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trị điện dung, đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị nổ. Vì vậy khi lắp tụ điện vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng lắp tụ điện có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần.

     Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu, lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động...