Bài học cùng chủ đề
Tụ điện SVIP
I. TỤ ĐIỆN
Tụ điện là linh kiện gồm hai vật dẫn điện đặt gần nhau, ngăn cách bằng lớp cách điện gọi là điện môi. Mỗi vật dẫn gọi là bản tụ.
Kí hiệu của tụ điện trong mạch điện:
Trong mạch điện, tụ điện có nhiệm vụ tích điện và phóng điện.
Một số loại tụ điện
Điện môi là chất không dẫn điện vì rất ít điện tích tự do. Tuy nhiên, nếu đặt vào đó một điện trường đủ mạnh, vượt quá giới hạn đánh thủng, thì các liên kết giữa điện tích trái dấu bị phá vỡ, tạo ra điện tích tự do và khi đó điện môi trở thành vật dẫn điện – hiện tượng này gọi là sự đánh thủng điện môi.
- Khi tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản tụ với hai cực của nguồn điện một chiều: bản nối với cực dương tích điện dương, bản nối với cực âm tích điện âm. Hai bản tụ mang điện tích trái dấu nhưng có độ lớn bằng nhau. Độ lớn điện tích này gọi là điện tích của tụ điện.
- Sau khi tụ điện được tích điện, nếu ngắt nguồn và nối hai bản tụ qua điện trở (hoặc bóng đèn), dòng điện sẽ xuất hiện do tụ phóng điện, làm điện tích trên tụ giảm nhanh. Quá trình này gọi là sự phóng điện của tụ điện.
Tích điện cho tụ điện
Câu hỏi:
@202026068430@
II. ĐIỆN DUNG CỦA TỤ ĐIỆN
1. Điện dung
Độ lớn điện tích \(Q\) mà tụ điện tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai bản của nó.
\(Q=CU\)
Trong đó:
- \(C\) là điện dung của tụ điện, đơn vị là fara (F);
- \(Q\) là điện tích, đơn vị là culông (C);
- \(U\) là hiệu điện thế, đơn vị là vôn (V).
\(\rarr\) 1 fara (F) là điện dung của một tụ điện khi đặt hiệu điện thế 1 vôn (V) vào hai bản tụ thì tụ tích được điện tích 1 culông (C) trên mỗi bản.
❗ Một số đơn vị của điện dung:
+ 1 micrôfara (kí hiệu là μF) = 10-6 F
+ 1 nanôfara (kí hiệu là nF) = 10-9 F
+ 1 picôfara (kí hiệu là pF) = 10-12 F
Trên vỏ tụ điện thường ghi rõ hai thông số chính:
- Điện dung ($C$): thể hiện khả năng tích điện.
- Điện áp định mức (\(U_{\max}\) ): là hiệu điện thế tối đa mà tụ điện có thể chịu được an toàn.
Ngoài ra, một số tụ còn ghi thêm:
- Tần số làm việc tối ưu, đặc biệt với tụ dùng cho dòng điện xoay chiều.
- Giới hạn nhiệt độ hoạt động, ví dụ: -40 °C đến +85 °C.
Các thông số kĩ thuật trên vỏ tụ điện
Câu hỏi:
@202026069368@
2. Điện dung của bộ tụ điện
Tụ điện có thể được mắc nối tiếp hoặc mắc song song để tạo thành bộ tụ điện. Dưới đây là đặc điểm của từng cách mắc:
Ghép nối tiếp | Ghép song song |
|---|---|
|
|
Hiệu điện thế bộ tụ: \(U=U_1+U_2+...+U_{n}\) | Hiệu điện thế bộ tụ: \(U=U_1=U_2=...=U_{n}\) |
Điện tích bộ tụ: \(Q=Q_1=Q_2=...=Q_{n}\) | Điện tích bộ tụ: \(Q=Q_1+Q_2+...+Q_{n}\) |
Điện dung bộ tụ: \(\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_1}+\dfrac{1}{C_2}+...+\dfrac{1}{C_n}\) | Điện dung bộ tụ: \(C=C_1+C_2+...+C_{n}\) |
III. NĂNG LƯỢNG CỦA TỤ ĐIỆN
Năng lượng của tụ điện khi được tích điện với điện tích \(Q\):
\(W=\dfrac{QU}{2}=\dfrac{Q^2}{2C}=\dfrac{CU^2}{2}\)
Trong đó:
- \(Q\) là điện tích, đơn vị là culông (C);
- \(U\) là hiệu điện thế, đơn vị là vôn (V);
- \(C\) là điện dung, đơn vị là fara (F);
- \(W\) là năng lượng, đơn vị là jun (J).
Năng lượng của tụ điện cũng chính là năng lượng điện trường trong tụ điện.
Câu hỏi:
@202026071864@
IV. ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN TRONG CUỘC SỐNG
Tụ điện có chức năng chính là tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường giữa hai bản tụ.
Chức năng này được ứng dụng trong nhiều thiết bị điện như:
- Động cơ xe máy, máy hàn: sử dụng nguyên lí phóng điện của tụ để tạo tia lửa hoặc năng lượng mạnh trong thời gian ngắn.
- Mạch khuếch đại: cung cấp năng lượng ổn định hoặc tăng cường tín hiệu.
Ngoài ra, tụ điện còn có các chức năng khác như:
- Lưu trữ điện tích;
- Lọc dòng điện: cho dòng xoay chiều đi qua, chặn dòng điện một chiều;
- Giảm nhiễu tín hiệu, ổn định điện áp trong mạch điện.