Ở phần tư vấn dịch vụ hôm nay, Điện Lạnh AZ sẽ chia sẻ về khái niệm tụ điện là gì, phân loại của tụ điện, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện. Đặc biệt là cách kiểm tra tụ điện sống hay chế chi tiết từ A – Z cho người mới bắt đầu.
XEM NGAY
Tụ điện là gì ?
Tụ điện (Capacitor) là một linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích trữ và phóng điện dưới dạng điện trường. Tụ điện được sử dụng phổ biến trong các mạch điện – điện tử để lọc, ghép, chống nhiễu, khởi động động cơ….
- Ký hiệu trên sơ đồ: Thường là hai đường song song, một số loại tụ phân cực có ký hiệu “+” ở cực dương.
- Đơn vị đo: Farad (F), thường dùng các giá trị nhỏ hơn như µF (microfarad), nF (nanofarad), pF (picofarad).
Các loại tụ điện phổ biến
Tụ điện được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí, nhưng phổ biến nhất là dựa vào vật liệu điện môi và tính chất phân cực:
1. Tụ điện phân cực (tụ hóa):
- Có cực tính rõ ràng (cực dương (+) và cực âm (-)).
- Thường có dạng hình trụ và điện dung lớn.
- Lưu ý: Phải lắp đúng cực khi sử dụng trong mạch điện một chiều (DC) để tránh tụ bị nổ.
- Ví dụ: Tụ hóa nhôm, tụ tantalum.
2. Tụ điện không phân cực:
- Không có cực tính, có thể lắp theo bất kỳ chiều nào trong mạch điện xoay chiều (AC) hoặc một chiều.
- Thường có kích thước nhỏ, điện dung thấp và độ bền cao.
- Ví dụ: Tụ gốm, tụ giấy, tụ mica, tụ màng mỏng.
Cấu tạo của tụ điện
Một tụ điện cơ bản gồm ba phần chính:
1. Hai bản cực dẫn điện
Là tấm kim loại (thường làm bằng nhôm, đồng, kẽm…) có khả năng dẫn điện tốt.
Hai bản cực được đặt song song hoặc cuộn tròn (đối với tụ hóa) để tăng diện tích tiếp xúc.
Một bản cực nối ra cực dương, bản còn lại nối ra cực âm (nếu là tụ phân cực).
2. Điện môi (chất cách điện)
Nằm giữa hai bản cực, đóng vai trò ngăn cách không cho dòng điện trực tiếp đi qua nhưng cho phép tích trữ điện trường.
Vật liệu điện môi có thể là:
- Gốm (tụ gốm)
- Mica (tụ mica)
- Giấy tẩm dầu (tụ giấy)
- Polyester, polypropylene (tụ màng nhựa)
- Oxit nhôm hoặc tantalum (tụ hóa)
- Không khí (tụ xoay)
Điện môi càng có hằng số điện môi ε cao thì điện dung của tụ càng lớn.
3. Vỏ bảo vệ
Bao bọc bên ngoài để bảo vệ bản cực và điện môi khỏi tác động cơ học, độ ẩm, hóa chất.
Chất liệu vỏ có thể là nhôm, nhựa, thủy tinh, epoxy…
Trên vỏ thường in thông số kỹ thuật như: điện dung, điện áp làm việc, dung sai, ký hiệu phân cực.
Tham khảo thêm:
Nguyên lý hoạt động của tụ điện
Nguyên lý hoạt động của tụ điện dựa trên khả năng tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường.
Quá trình nạp điện
Khi một hiệu điện thế (điện áp) được đặt vào hai bản cực của tụ điện, các điện tích sẽ bắt đầu di chuyển:
- Các electron tự do từ nguồn điện sẽ di chuyển đến một bản cực, làm cho bản cực này tích tụ điện tích âm.
- Đồng thời, các electron trên bản cực còn lại sẽ bị hút về cực dương của nguồn điện, làm cho bản cực này tích tụ điện tích dương.
Lớp điện môi nằm giữa hai bản cực ngăn cản dòng electron chạy trực tiếp qua, do đó các điện tích âm và dương bị “kẹt lại” trên hai bản cực, tạo ra một điện trường giữa chúng. Quá trình nạp điện này tiếp tục cho đến khi hiệu điện thế giữa hai bản cực bằng với hiệu điện thế của nguồn điện.
Quá trình phóng điện
Khi ngắt nguồn điện và nối hai bản cực của tụ điện với một thiết bị tiêu thụ (ví dụ: một bóng đèn), các electron tích tụ ở bản cực âm sẽ di chuyển qua mạch điện đến bản cực dương để cân bằng điện tích. Quá trình này tạo ra một dòng điện ngắn và nhanh, làm cho thiết bị hoạt động (bóng đèn sẽ sáng lên).
Quá trình phóng điện sẽ kết thúc khi điện tích trên hai bản cực trở về trạng thái cân bằng (hiệu điện thế giữa hai bản cực bằng 0). Tụ điện có thể nạp và phóng điện lặp đi lặp lại.
Hướng dẫn cách kiểm tra tụ điện còn tốt hay đã bị hỏng
Bạn có thể kiểm tra tụ điện còn tốt hay không bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng, cả loại kim và loại số.
1. Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng kim
Bước 1: Chuyển đồng hồ về thang đo đo điện trở (Ω) ở mức cao (ví dụ: R x 1k hoặc R x 10k).
Bước 2: Chạm hai que đo vào hai chân tụ điện.
Bước 3: Quan sát kim đồng hồ:
- Nếu kim vọt lên rồi từ từ trở về 0, tụ điện còn tốt. Quá trình này thể hiện tụ đang nạp điện.
- Nếu kim đứng yên ở 0, tụ bị chập, ngắn mạch.
- Nếu kim không nhúc nhích, tụ bị hở, đứt.
2. Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng số
Bước 1: Chuyển đồng hồ về chế độ đo điện dung (Capacitance).
Bước 2: Gắn que đo của đồng hồ vào hai chân tụ điện.
Bước 3: Quan sát giá trị hiển thị trên màn hình:
- Nếu giá trị hiển thị gần bằng với giá trị ghi trên thân tụ, tụ còn hoạt động tốt.
- Nếu giá trị hiển thị là “OL” (Open Line – hở mạch) hoặc rất nhỏ, tụ đã hỏng.
Lưu ý quan trọng: Trước khi kiểm tra, cần xả hết điện tích còn lại trong tụ điện, đặc biệt là các tụ có điện dung lớn, để đảm bảo an toàn. Bạn có thể dùng một bóng đèn hoặc một điện trở có giá trị lớn (khoảng 1kΩ) nối vào hai đầu tụ để xả.