Tụ điện là gì? Ứng dụng và nguyên lý làm việc của tụ điện bếp từ

Bạn muốn tìm hiểu:

• Tụ điện là gì?
• Ứng dụng của tụ điện
• Công dụng - chức năng của tụ điện
• Nguyên lý làm việc của tụ điện
• Cách kiểm tra tụ điện
• Cách đo tụ điện bằng đồng hồ vạn năng
• …

Bài viết Tụ điện là gì? Ứng dụng và nguyên lý làm việc của tụ điện bếp từ mà Thuviencongnghe.org chia sẻ dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về linh kiện quan trọng này của bếp từ.

I. Tụ điện là gì?

 

Dựa vào chất liệu của dung môi mà người ta phân loại ra các loại tụ điện như tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa. Đây cũng là 3 loại tụ điện được chế tạo và sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Trong đó:

• Tụ giấy và tụ gốm có trị số nhỏ hơn 470 nanofara - không phân cực. 2 loại tụ điện này thường có hình dẹt, thường được ký hiệu 3 số như 471J, 223K,...Các ký tụ số tương ứng cho giá trị, các ký tự chữ tương ứng với sai số của tụ điện

• Tụ hóa là tụ phân cực âm, dương  (-) , (+)  thường có hình trụ, có trị số lớn từ 0,47 micro fara trở lên, thậm chí là hàng nghìn micro fara. Tụ hóa có các trị số thường được ký hiệu lên thân của tụ điện dễ dàng nhận biết như 10 micro hay 100 micro,....

II. Cách đọc tụ điện

Cách đọc tụ điện như thế nào? Để đọc đúng trị số và ý nghĩa của tụ điện không hề đơn giản. Nếu bạn chưa biết cách đọc tụ điện chính xác, hãy đọc tụ điện theo hướng dẫn sau đây:

1, Cách đọc tụ hoá

Tụ hoá ghi điện dung là 185 µF / 320 V

Vì tụ hóa có các trị số được ký hiệu trên thân tụ điện. Vì thế nên cách đọc tụ hóa rất đơn giản, chỉ cần xem giá trị và đọc trực tiếp giá trị có trên tụ.

2, Cách đọc tụ giấy, tụ gốm

Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu, cách đọc tụ gốm và tụ giấy khó hơn đọc tụ hóa. Tuy nhiên, bạn chỉ cần áp dụng công thức đọc tụ điện như sau:

Lấy hai chữ số đầu nhân với 10. Chẳng hạn ký hiệu trị số trên tụ là 474K trong đó:

• Phấn ký tự số là Giá trị tụ = 47 x  10 4  = 470000 p (đơn vị là picô Fara) = 470 n Fara  = 0,47  µF
• Ký hiệu ký tự chữ K hoặc J ở cuối là sai số tụ 5%  hay 10% .

3. Ý nghĩ của giá trị điện áp được ký hiệu trên thân tụ điện

Tất cả các tụ điện đều có các ký hiệu thể hiện giá trị điện áp cùng với giá trị điện dung. Các ký hiệu này để người dùng có thể nhận biết được giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, nếu điện áp quá tải sẽ khiến tụ bị nổ.

Vì vậy, để tránh các sự cố quá tải làm nổ điện áp, người ta thường tiến hành lắp tụ vào mạch điện có điện áp là U, lắp tụ điện có giá trị điện áp cao nhất gấp khoảng 1,4 lần. Để không bị nổ tụ điện thường xuyên. Chẳng hạn mạch điện 12V phải lắp tụ 16V hoặc mạch điện 24V phải lắp tụ điện 35V…

III. Công thức tụ điện

Công thức của tụ điện được tính theo cách mắc và lắp tụ điện. Thông thường, có 2 cách mắc tụ điện là cách mắc nối tiếp và cách mắc song song.

1. Các tụ điện mắc nối tiếp

• Tụ điện mắc nối tiếp có điện dung (C tđ) có công thức: 1 / C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 )
• Nếu chỉ có 2 tụ mắc nối tiếp thì tính theo công thức C tđ = C1.C2 / ( C1 + C2 )
• Khi mắc nối tiếp các tụ điện thì điện áp của tụ chính là tổng điện áp của các tụ cộng lại. Có công thức là U tđ = U1 + U2 + U3

Khi mắc nối tiếp các tụ điện ( chỉ mắc các tụ hoá) ta cần chú ý lắp trái chiều của các tụ hóa:

2. Tụ điện mắc song song

• Các tụ điện mắc song song sẽ có điện dung bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại và được tính bằng công thức là: C = C1 + C2 + C3
• Điện áp chịu đựng của tụ điện bằng điện áp của tụ nào có điện áp thấp nhất.
• Nếu mắc mạch điện toàn là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

IV. Nguyên lý làm việc của tụ điện

Như chúng tôi đã đề cập ở thư mục tụ điện là gì? Tụ điện là linh kiện thụ động, nó không có khả năng tạo ra năng lượng điện. Nhưng nó có thể lưu trữ năng lượng từ một nguồn năng lượng như pin hoặc một tụ điện tích điện khác.

Hầu hết các tụ điện đều được nối với ít nhất hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại hoặc các bề mặt được cách nhau bằng một môi trường điện môi. Một dây dẫn có thể là một lá mỏng, màng mỏng, hạt nung kết kim loại, hoặc chất điện phân. Chất điện môi không dẫn điện làm tăng khả năng tích điện của tụ điện.

Khi một tụ điện được gắn trên pin, một điện trường được phát triển nhờ điện môi, sinh ra điện tích dương và điện tích âm âm tích tụ trên mặt, một mặt âm và một mặt dương.

Điện dung được định nghĩa là tỷ số của điện tích trên mỗi dây, dẫn đến sự khác biệt giữa chúng. Đơn vị của điện dung trong si (SI) là farad (F), được xác định là một trong culông mỗi volt (1 C / V). Giá trị điện dung của tụ điển hình để sử dụng trong thiết bị điện tử nói chung dao động từ khoảng 1 picofarad (pF) (10 -12  F) xuống còn khoảng 1 millifarad (MF) (10 -3  F).

Điện dung của tụ điện tỷ lệ với diện tích bề mặt của các tấm (dây dẫn) và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng. Trong thực tế, chất điện môi giữa hai bề mặt dẫn điện sẽ làm rò rỉ một lượng nhỏ dòng điện nhưng rò rỉ rất ít, không đáng kể..

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử để ngăn chặn dòng điện trực tiếp khi dòng điện xoay chiều đi qua.  

| Xem ngay: Cảm ứng điện từ là gì?

V. Ứng dụng của tụ điện

• Chức năng của tụ điện cũng gần giống như một chiếc ắc quy được lắp ráp trong các thiết bị điện tử. Tuy nguyên lý làm việc của tụ điện và ắc quy hoàn toàn khác nhau.
• Chức năng của tụ điện là khả năng lưu trữ năng lượng điện như ắc quy. Tụ điện có chức năng nạp và xả rất nhanh. Không tiêu hao năng lượng điện, thiết kế nhỏ, và gọn nhẹ. Đây là một ưu thế của tụ điện so với ắc quy.
• Tụ điện còn có chức năng phóng nạp nhanh, đây là tính chất quan trọng để tụ điện có thể dẫn điện xoay chiều.  
• Công dụng của tụ điện còn là cách để làm giảm độ gợn sóng của nguồn trong các nguồn xoay chiều, tụ ngắn mạch đối với dòng điện xoay chiều và hở mạch đối với dòng điện 1 chiều.
• Ứng dụng của tụ điện được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong kỹ thuật điện và điện tử. Đặc biệt là trong các thiết bị điện tử thì tụ điện là một linh kiện quan trọng không thể thiếu được.
• Công dụng của tụ điện còn làm chức năng cho điện áp xoay chiều đi qua cũng như khả năng ngăn điện áp một chiều lại. Giúp truyền tín hiệu giữa các tầng khuyếch đại có sự chênh lệch về điện áp một chiều.
• Dựa vào nguyên lý làm việc của tụ điện lọc nguồn, nó có thể lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu (giúp loại bỏ pha âm) thành điện áp một chiều bằng phẳng
• Với điện áp xoay chiều thì chức năng của tụ điện còn làm thêm nhiệm vụ dẫn điện, còn với điện  một chiều thì công dụng của tụ điện lại trở thành tụ lọc.

VI. Cách đo tụ điện bằng đồng hồ vạn năng

Trong quá trình mắc và sử dụng tụ điện trong các mạch nguồn, tụ giấy và tụ gốm thường hỏng như bị chập, rò rỉ thậm chỉ nổ tụ điện. Để có thể nhanh chóng phát hiện tụ dò rỉ hoặc bị chập bạn có thể nhìn vào hình minh họa sau:
 

1. Cách đo tụ gốm + tụ giấy bằng đồng hồ vạn năng

Cách đo tụ điện thường sử dụng đồng hồ vạn năng. Đối với tụ gốm, có ba tụ C1, C2 và C3 có điện dung bằng nhau, trong đó C1 là tụ điện vẫn đang hoạt động tốt, C2 là tụ bị rò rỉ và C3 là tụ bị chập.

• Cách đo tụ điện C1 (Tụ đang hoạt động tốt) kim đồng hồ vạn năng hướng lên 1 chút rồi trở về vị trí cũ. (Nếu tụ nhỏ quá < 1nF thì kim sẽ không phóng nạp)
• Cách đo tụ điện C2 (Tụ điện đang bị rò rỉ) ta thấy kim của đồng hồ vạn năng hướng lên lưng chừng thang đo rồi đứng in và không trở về vị trí cũ.
• Cách đo  tụ điện C3 (Tụ điện đang bị chập) ta thấy kim lên = 0 Ω và không trở về.

Cách đo tụ điện bằng đồng hồ vạn năng đối với tụ gốm và tụ giấy mà bạn cần lưu ý là phải để đồng hồ vạn năng ở thang x1KΩ hoặc x10KΩ. Sau khi đó các tụ vài lần, hãy xoay kim đồng hồ để kim hoạt động tốt và chính xác hơn.

2. Cách đo tụ hoá bằng đồng hồ vạn năng

So với tụ gốm và tụ giấy thì tụ hóa có phần bền bỉ hơn, loại tụ điện này rất ít khi bị dò hay bị chập. Tuy nhiên, tụ hóa rất hay gặp trường hợp hỏng ở dạng bị khô (khô hoá chất bên trong lớp điện môi). Khi lớp điện môi kém dẫn đến việc điện dung của tụ bị giảm đáng kể.

Nếu muốn kiểm tra tụ hóa bằng đồng hồ vạn năng. Giới chuyên môn thường thường so sánh độ phóng nạp của tụ đang nghi ngờ bị hỏng với một tụ hóa  đang hoạt động tốt có cùng điện dung.

• Khi kiểm tra tụ hoá C2 có trị số 100µF xem tụ điện có bị giảm điện dung hay không, ta dùng tụ C1 đang hoạt động tốt và có cùng điện dung để đo so sánh.
• Cách đo tụ hóa bằng đồng hồ vạn năng là để đồng hồ ở thang từ x1Ω đến x100Ω
• Tiến hành đo cả hai tụ và so sánh độ phóng nạp của các tụ điện, khi đo ta đảo chiều kim đo vài lần như khi đo tụ gốm và tụ giấy.
• Khi đo tụ điện, nhận thấy độ phóng nạp của 2 tụ bằng nhau thì cả 2 tụ đều đang hoạt động tốt. Tuy nhiên, nếu tụ cũ đã sử dụng có độ phóng nạp kém hơn thì chắc chắn tụ điện của bạn đang bị khô hoá chất bên trong lớp điện môi.
• Trong trường hợp kim của đồng hồ vạn năng hướng lên mà không trở về vị trí lúc đầu là tụ bị dò.

Đến đây, bạn đã biết tụ điện là gì, nguyên lý làm việc của tụ điện, công dụng, các chức năng của tụ điện chưa? Tụ điện là một linh kiện không thể thiếu được trong mỗi thiết bị điện tử, thiết bị điện cũng như mỗi sản phẩm bếp từ. Với bài viết chia sẻ này, hy vọng sẽ giúp bạn có thêm kiến thức về tụ điện cũng như cung cấp đến bạn một tài liệu hay về một linh kiện quan trọng bên trong bếp từ.
 

Tụ điện trong bếp từ