Khái niệm tụ điện? Phân loại, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Tụ điện là thiết bị điện được sử dụng phổ biến cho các hệ thống điện gia đình và cả công nghiệp. Thông qua bài viết này, Tủ điện Bách Khoa sẽ giúp bạn sẽ có cái nhìn rõ ràng hơn về tầm quan trọng và đa dạng của nó trong lĩnh vực công nghiệp và công nghệ điện.

Giới thiệu về tụ điện

Khái niệm

Tụ điện (Capacitor) là một loại linh kiện điện tử được sử dụng để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện. Nó được cấu thành từ hai tấm dẫn điện được tách nhau bằng một vật liệu cách điện. Các tấm dẫn điện và chất cách điện tạo ra một trường điện giữa chúng, và năng lượng điện tích được tích tụ trong trường này.

Công dụng chính là lưu trữ và cung cấp năng lượng điện trong một khoảng thời gian ngắn. Khi một nguồn điện được kết nối với thiết bị này, năng lượng điện được tích tụ trong tụ thông qua quá trình sạc. Sau đó, khi cần tụ có thể giải phóng năng lượng điện đã tích tụ thông qua quá trình xả.

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Ví dụ: Trong các mạch điện tử, tụ điện được sử dụng để lọc nhiễu, cung cấp điện cho các thiết bị nhạy cảm, và tạo hiệu ứng độ trễ trong mạch. Trong ngành công nghiệp điện, sản phẩm này có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng phụ trợ. Tạo độ pha trong mạch điện xoay chiều, và điều chỉnh công suất.

Tủ điện được sử dụng để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện
Tủ điện được sử dụng để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện

Cấu tạo

Cấu tạo gồm ít nhất hai dây dẫn điện, thường có hình dạng tấm kim loại. Hai tấm này được đặt song song và được cách nhau bởi một lớp chất điện môi. Dây dẫn trong tụ có thể được làm từ giấy bạc, màng mỏng hoặc các vật liệu khác.

Chất điện môi được sử dụng trong tụ có thể là các chất không dẫn điện.

Ví dụ: thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí.

Các chất điện môi này không dẫn điện để tăng khả năng lưu trữ năng lượng điện của thiết bị. Tên gọi của Capacitor cũng phụ thuộc vào loại chất điện môi được sử dụng giữa hai tấm dẫn điện.

4 Loại tụ thông dụng

Tụ phân cực

Tụ phân cực (electrolytic) được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử và công nghiệp. Nó có khả năng lưu trữ năng lượng điện lớn và có hiệu suất cao. Tụ phân cực sử dụng một chất điện phân cực để tạo ra đặc tính phân cực, thường là một lớp oxy hóa trên bề mặt tấm dẫn điện kim loại. Các loại tụ phân cực thông dụng bao gồm tụ nhôm và tụ tantalum.

Tụ không phân cực

Tụ không phân cực (tụ film hoặc tụ ceramic), không yêu cầu chất điện phân cực. Loại tụ này có khả năng chịu được điện áp cao và thời gian đáp ứng nhanh. Tụ không phân cực thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ ổn định cao và tần số cao. Chẳng hạn như mạch lọc, mạch nạp và mạch xung.

Tụ xoay

Được thiết kế để tạo ra một trường điện xoay giữa hai tấm dẫn điện, tạo ra hiệu ứng điện xoay và điều chỉnh công suất. Tụ xoay thường được sử dụng trong các hệ thống điện xoay chiều và ứng dụng như điều khiển tốc độ động cơ và điều chỉnh điện áp.

Tụ Lithium ion

Tụ Lithium ion (Li-ion) là loại sử dụng công nghệ Lithium ion để lưu trữ và giải phóng năng lượng điện. Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính bảng, laptop và xe điện. Tụ Li-ion có mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và khả năng sạc lại.

Nguyên lý hoạt động

Sản phẩm có khả năng lưu trữ năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường bằng cách tích tụ các electron. Nó cũng có khả năng giải phóng các điện tích này để tạo thành dòng điện. Điều này được gọi là tính chất phóng nạp của tụ, làm cho tụ có khả năng dẫn điện trong cả hai chiều.

Khi điện áp trên hai bản mạch không thay đổi đột ngột mà thay đổi theo thời gian, quá trình nạp hoặc xả tụ có thể gây ra hiện tượng nổ, tạo ra tia lửa điện. Điều này xảy ra do dòng điện tăng vọt. Nguyên lý này được gọi là nguyên lý nạp và xả của tụ, và nó là một khái niệm phổ biến trong lĩnh vực này.

Nguyên lý hoạt động của Tụ điện
Nguyên lý hoạt động của Tụ điện

5 ứng dụng trong thực tế của tụ điện

Tủ điện có tính ứng dụng cao trên thực tế
Tủ điện có tính ứng dụng cao trên thực tế

Công thức tính điện dung

Tụ mắc nối tiếp

Trong trường hợp này, điện dung tương đương Ceq được tính bằng công thức sau:

1 / Ceq = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3) + …

Trong trường hợp chỉ có hai tụ mắc nối tiếp, công thức trở thành:

Ceq = (C1 * C2) / (C1 + C2)

Điện áp chịu đựng của tụ tương đương khi mắc nối tiếp là tổng của điện áp trên các tụ.

Ueq = U1 + U2 + U3 + …

Khi mắc nối tiếp các tụ, chúng ta cần chú ý về chiều của tụ. Cực âm của tụ phía trước phải được nối với cực dương của tụ sau.

Tụ mắc song song

Trong trường hợp tụ mắc song song, điện dung tương đương Ceq được tính bằng tổng của các điện dung của các tụ:

Ceq = C1 + C2 + C3 + …

Điện áp chịu đựng của tụ tương đương khi mắc song song được xác định bởi điện áp của tụ có giá trị điện áp thấp nhất trong số các tụ

Ueq = min(U1, U2, U3, …)

Khi mắc song song các tụ, đặc biệt là tụ có cực. Chúng ta cần chú ý rằng chúng phải được đấu cùng chiều âm và dương.

Bài viết liên quan:

TỦ TỤ BÙ - HƯỚNG DẪN CÁCH KIỂM TRA DUNG LƯỢNG ĐIỆN TỦ TỤ BÙ

Đơn vị nào cung cấp thiết bị điện chất lượng

Ở Việt Nam, có một số đơn vị cung cấp thiết bị tụ điện chất lượng. Tủ điện Bách Khoa là một đơn vị có uy tín trong lĩnh vực sản xuất tủ điện và cung cấp thiết bị điện.

Công ty tập trung vào việc cung cấp sản phẩm chất lượng, đáng tin cậy và phục vụ cho nhu cầu của mọi khách hàng. Nếu bạn cần thêm thông tin về báo giá tủ điện công nghiệp, hãy liên hệ với Bách Khoa Việt Nam để được hỗ trợ tận tâm, chính xác.

Link nội dung: https://diendanxaydung.net.vn/tu-dien-la-he-thong-gom-a42346.html