Công dụng của tụ điện là gì?

(Website tài trợ bởi: cong tu dong)
Tụ điện là một trong những linh kiện điện tử cơ bản nhưng giữ vai trò vô cùng quan trọng trong hầu hết các mạch điện và hệ thống điện hiện nay. Từ thiết bị gia dụng, máy phát điện cho đến các mạch điện tử phức tạp, tụ điện đều xuất hiện với nhiều chức năng khác nhau. Vậy công dụng của tụ điện là gì, vì sao tụ điện có thể tích trữ năng lượng, lọc điện áp và hỗ trợ vận hành động cơ? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và những ứng dụng thực tế phổ biến nhất của tụ điện.

Tụ điện là gì? Khái niệm và vai trò của tụ điện trong mạch điện

Trong các hệ thống điện dân dụng, công nghiệp cũng như mạch điện tử hiện đại, tụ điện là một trong những linh kiện được sử dụng phổ biến nhất. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ công dụng của tụ điện là gì, tụ điện hoạt động như thế nào và vì sao linh kiện này lại xuất hiện ở hầu hết các mạch điện.

​

Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, được cấu tạo từ hai bản dẫn điện đặt song song và ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện gọi là điện môi. Khi có hiệu điện thế đặt vào hai bản cực, tụ điện sẽ xảy ra hiện tượng tích điện: một bản tích điện dương, bản còn lại tích điện âm, tạo ra điện trường giữa hai bản.

Đại lượng đặc trưng quan trọng nhất của tụ điện là điện dung, ký hiệu là C, đơn vị đo là Farad (F). Điện dung cho biết khả năng tích trữ điện tích của tụ điện ở một mức điện áp nhất định. Trong thực tế, các tụ điện thường có giá trị từ picoFarad (pF), nanoFarad (nF), microFarad (µF) cho đến Farad đối với các tụ công suất lớn.

Nhờ khả năng tích trữ và phóng điện, tụ điện đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc ổn định, lọc và điều khiển dòng điện trong mạch.

Công dụng của tụ điện là gì trong mạch điện và hệ thống điện?

Vậy công dụng của tụ điện là gì và tại sao tụ điện lại được sử dụng rộng rãi đến như vậy? Trên thực tế, tụ điện có rất nhiều công dụng khác nhau, tùy thuộc vào vị trí lắp đặt và mục đích sử dụng trong mạch điện.

Thứ nhất, công dụng của tụ điện là tích trữ năng lượng điện
Công dụng cơ bản nhất của tụ điện là tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Khi được nạp điện, tụ điện có thể lưu trữ một lượng năng lượng nhất định và phóng ra khi cần thiết. Mặc dù năng lượng lưu trữ không lớn như ắc quy, nhưng tụ điện có ưu điểm là nạp và xả điện rất nhanh.

Chính vì vậy, tụ điện thường được sử dụng trong các mạch cần năng lượng tức thời trong thời gian ngắn, ví dụ như mạch flash máy ảnh, mạch khởi động động cơ hoặc mạch nguồn xung.

Thứ hai, công dụng của tụ điện là lọc và làm phẳng điện áp
Trong các mạch chỉnh lưu từ xoay chiều sang một chiều, điện áp đầu ra thường bị gợn sóng. Lúc này, công dụng của tụ điện là lọc điện áp, giúp san phẳng điện áp DC, giảm nhiễu và ổn định nguồn điện cung cấp cho tải.

Tụ điện lọc nguồn được sử dụng rất phổ biến trong bộ nguồn, adapter, biến tần, máy phát điện và các thiết bị điện tử dân dụng.

Thứ ba, công dụng của tụ điện là cho dòng điện xoay chiều đi qua và chặn dòng điện một chiều
Một đặc điểm quan trọng của tụ điện là không cho dòng điện một chiều đi qua sau khi đã nạp đầy, nhưng lại cho phép dòng điện xoay chiều đi qua. Nhờ đặc tính này, công dụng của tụ điện là ghép tín hiệu AC, tách DC trong các mạch khuếch đại, mạch âm thanh và mạch truyền tín hiệu.

Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện tạo ra trở kháng dung kháng, khiến dòng điện qua tụ sớm pha hơn điện áp.

Thứ tư, công dụng của tụ điện là bù công suất phản kháng
Trong các hệ thống điện công nghiệp, đặc biệt là hệ thống sử dụng nhiều động cơ, công suất phản kháng thường rất lớn. Công dụng của tụ điện là bù công suất phản kháng, giúp nâng cao hệ số công suất (cosφ), giảm tổn thất điện năng và tránh bị phạt tiền điện.

Các tủ tụ bù công suất phản kháng thường được lắp đặt trong nhà máy, xí nghiệp và trạm điện.

Thứ năm, công dụng của tụ điện là khởi động và hỗ trợ động cơ
Trong các động cơ điện một pha, tụ điện được dùng để tạo lệch pha, giúp động cơ khởi động và vận hành ổn định. Đây là lý do tụ điện thường xuất hiện trong quạt điện, máy bơm nước, máy nén và nhiều thiết bị gia dụng khác.

Cấu tạo của tụ điện, điện tích và khả năng ngăn cản dòng điện

Để hiểu rõ hơn công dụng của tụ điện là gì, cần nắm được cấu tạo và nguyên lý làm việc của linh kiện này.

​

Cấu tạo của tụ điện
Về cơ bản, cấu tạo của tụ điện gồm các bộ phận chính sau:

• Hai bản cực (chân tụ điện) làm bằng kim loại dẫn điện
• Lớp điện môi ở giữa, có thể là giấy, gốm, mica, màng nhựa, thủy tinh hoặc không khí
• Vỏ bảo vệ bên ngoài, thường làm bằng nhựa hoặc nhôm (đối với tụ hóa)

Chính lớp điện môi quyết định giá trị điện dung, khả năng chịu điện áp và ứng dụng của tụ điện.

Tụ điện ngăn cản dòng điện nào?
Tụ điện ngăn cản dòng điện một chiều (DC). Khi đặt điện áp một chiều vào tụ điện, dòng điện chỉ tồn tại trong thời gian ngắn để nạp tụ. Khi tụ đã nạp đầy, dòng điện qua tụ bằng 0.

Ngược lại, tụ điện cho dòng điện xoay chiều (AC) đi qua nhờ quá trình nạp – xả liên tục theo chu kỳ của điện áp xoay chiều. Đây là cơ sở cho nhiều công dụng quan trọng của tụ điện trong mạch AC.

Điện tích của tụ điện
Điện tích của tụ điện là độ lớn điện tích xuất hiện trên mỗi bản cực khi tụ được tích điện. Hai bản cực có điện tích bằng nhau về độ lớn nhưng trái dấu nhau. Điện tích này tỷ lệ thuận với điện dung và điện áp đặt vào tụ.

Công ty TNHH TTTT Global
Địa chỉ: Landmark 4, Vinhomes Central Park, 720A Điện Biên Phủ, P.Thạnh Mỹ Tây, TP.HCM, Việt Nam
Website: https://ttttglobal.com
Email: info@ttttglobal.com
Điện thoại: 0286 2728334