Tụ điện là gì? Cách đọc giá trị tụ điện

Tụ điện là linh kiện thông dụng mà chúng ta dễ dàng bắt gặp trong các bo mạch thiết bị điện tử hiện nay. Vậy tụ điện là gì? Những thông số nào của tụ điện mà kỹ thuật viên sửa chữa laptop cần lưu ý? Bài viết dưới đây sẽ có câu trả lời cho bạn.

1. Tụ điện là gì?

Tụ điện là một linh kiện có khả năng tích trữ điện tích giữa hai bản cực bên trong nó. Tụ điện không cho phép nguồn điện một chiều đi qua, chỉ cho phép nguồn điện xoay chiều đi qua nó mà thôi. Trong sơ đồ mạch, ký hiệu của tụ điện là C. 

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong laptop để cân bằng điện áp, tạo giao động và nhiều ứng dụng khác. 

2. Thông số quan trọng của tụ điện

Trên tụ điện có hai thông số quan trọng nhất đó chính là giá trị Điện dung của tụ điện (Fara) và hiệu điện thế hay Điện áp hoạt động của tụ điện (Vôn). 

Trong đó, giá trị Điện dung của tụ điện thể hiện khả năng có thể tích trữ nguồn điện nhiều hay ít. Những tụ điện có giá trị điện dung cỡ Fara là những tụ điện rất lớn và chúng ta thường sử dụng những tụ có đơn vị nhỏ hơn là µF, nF, pF.

Còn giá trị Điện áp hoạt động là mức điện áp tối đa mà tụ có thể chịu đựng được. Nếu vượt quá hoặc bằng mức điện áp này thì tụ điện có thể bị nổ. Do đó, khi sử dụng chúng ta phải hiểu về hai thông số này.

3. Phân loại tụ điện

Tụ điện có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Trong đó phổ biến nhất là phân loại theo tính chất lý hóa, ứng dụng và cấu tạo, hình dạng.

3.1. Phân loại tụ điện theo tính chất lý hóa và ứng dụng

• Tụ điện phân cực: Là loại cực phải cấp đúng nguồn cực dương âm vào giữa hai bản tụ. Thường được sử dụng trong nguồn điện một chiều. Tụ điện phân cực đa số là tụ hóa và chúng ta có thể nhận biết thông qua những vạch âm trên thân tụ điện.
• Tụ điện không phân cực: Là loại tụ không phân cực âm, dương. Tụ điện không phân cực thường là tụ giấy, tụ gốm, tụ mica… 
• Tụ điện hạ (thấp) áp và cao áp: Do điện áp làm việc mà có phân biệt “tương đối” này.
• Tụ lọc (nguồn) và tụ liên lạc (liên tầng): Tụ điện dùng vào mục tiêu cụ thể thì gọi tên theo ứng dụng, và đây cũng là phân biệt “tương đối”.
• Tụ điện tĩnh và tụ điện động (điều chỉnh được): Đa số tụ điện có một trị số điện dung “danh định” nhưng cũng có các loại tụ điện cần điều chỉnh trị số cho phù hợp yêu cầu của mạch điện, như tụ điện trong mạch cộng hưởng hay dao động chẳng hạn.

3.2. Phân loại tụ điện theo cấu tạo và dạng thức

• Tụ điện gốm (tụ đất): Gọi tên như thế là do chúng được làm bằng ceramic, bên ngoài bọc keo hay nhuộm màu. Gốm điện môi được dùng là COG, X7R, Z5U v.v…
• Tụ gốm đa lớp: Là loại tụ gốm có nhiều lớp bản cực cách điện bằng gốm. Tụ này đáp ứng cao tần và điện áp cao hơn loại tụ gốm “thường” khoảng 4 --> 5 lần.
• Tụ giấy: Là tụ điện có bản cực là các lá nhôm hoặc thiếc cách nhau bằng lớp giấy tẩm dầu cách điện làm dung môi.
• Tụ mica màng mỏng: cấu tạo với các lớp điện môi là mica nhân tạo hay nhựa có cầu tạo màng mỏng (thin film) như Mylar, Polycarbonate, Polyester, Polystyrene (ổn định nhiệt 150 ppm / C).
• Tụ bạc – mica: là loại tụ điện mica có bàn cực bằng bạc, khá nặng. Điện dung từ vài pF đến vài nF, độ ồn nhiệt rất bé. Tụ này dùng cho cao tần là … hết biết.
• Tụ hóa học: Là tụ giấy có dung môi hóa học đặc hiệu --> tạo điện dung cao và rất cao cho tụ điện. Nếu bên ngoài có vỏ nhôm bọc nhựa thì còn gọi là tụ nhôm.
• Tụ siêu hóa (Super Chemical Capacitance): dùng dung môi đất hiếm, tụ này nặng hơn tụ nhôm hóa học và có trị số cực lớn, có thể đến hàng Farad. Tụ có thể dùng như một nguồn pin cấp cho vi xử lý hay các mạch đồng hồ (clock) cần cấp điện liên tục.
• Tụ hóa sinh: Là Siêu tụ điện thay thế cho pin trong việc lưu trữ điện năng trong các thiết bị điện tử di động, dùng alginate trong tảo biển nâu làm nền dung môi --> lượng điện tích trữ siêu lớn và giảm chỉ 15% sau mỗi chu kỳ 10.000 lần sạc.
• Tụ tantalum: Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ.
• Tụ vi chỉnh và tụ xoay: Có loại gốm, loại mica và loại kim loại.

4. Cách đọc giá trị tụ điện

Bạn có thể tham khảo các cách đọc giá trị tụ điện phổ biến như sau:

• Tụ hoá (Là tụ có hình trụ) trị số được ghi trực tiếp trên thân. VD: 10 Micro, 100 Micro, 470 micro,…

• Tụ giấy và tụ gốm (Hình dẹt) trị số được ký hiệu trên thân bằng ba số. Bạn lấy hai chữ số đầu tiên nhân với 10 mũ số thứ 3. Ví dụ, nếu trên tụ gốm có ghi “473K”, thì giá trị của tụ sẽ là 47 x 10^3 pF = 47 nF = 0.047µF.

Nếu xuất hiện chữ cái sau mã số, như chữ K hoặc J, thì đó chỉ là mã dung sai, không phải đơn vị của điện dung. Các chữ cái này biểu thị sai số của tụ điện.

5. Kiểm tra giá trị điện dung

Để kiểm tra giá trị điện dung của tụ thì người ta sẽ sử dụng đồng hồ số có chức năng đo tụ hoặc sử dụng một đồng hồ đo tụ chuyên dụng.

Lưu ý: Hãy xả tụ khi kiểm tra tụ.

Đầu tiên, để xả tụ bạn có thể sử dụng điện trở hoặc đèn sợi đốt để xả tụ. Sau đó, bạn tiến hành đo tụ. Nếu kết quả đo đúng bằng thông số được ghi trên tụ thì có nghĩa là tụ đó tốt. 

Chú ý: Đồng hồ vạn năng kim thì sẽ không kiểm tra được giá trị của tụ mà nó chỉ được xác định được chập chạm hay rò rỉ mà thôi. Do đó, để chính xác các bạn nên sử dụng thang đo tụ của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số hoặc một đồng hồ đo tụ điện chuyên nghiệp.

Các tình huống thường gặp

1. Cốt lõi kiến thức về tụ điện?

Với dòng điện 1 chiều thì tụ có giá trị vô cùng. Dòng một chiều không đi qua tụ. Với dòng xoay chiều thì tụ có giá trị trở kháng phụ thuộc vào tần số dòng xoay chiều. Dòng xoay chiều đi qua tụ, trụ như là một điện trở nhưng không tổn hao (lí tưởng).

2. Tôi có thể kiếm được một tụ điện có điện dung tuỳ ý không?

Bạn không thể kiếm được một tụ điện với điện dung tuỳ ý, vì tụ điện chỉ có một số giá trị nhất định .VD với tụ giấy và gốm có các loại sau 5 pico, 10p, 22p, 33p, 47p, 56p, 68p, 100p, 220p, 1 nano, 2,2n; 3,3n ; 4,7n ; 5,6n ; 6,8n ; 10n ; 22n , 33n , 47n, 56n, 68n, 100n, 220n, 470n. Với tụ hoá có các giá trị thông dụng 0.47 micro; 1 micro , 2,2 micro ; 3,3 micro ; 4,7 micro ; 5,6 micro ; 10micro, 22micro, 47micro, 100micro, 220micro, 470 micro, 1000 micro, 2200micro, 4700 micro.

3. Tụ hay bị hỏng ở dạng gì?

Tụ giấy và tụ gốm hay hỏng ở dạng bị dò hoặc bị chập. Tụ hóa lại hay hỏng ở dạng bị khô (giảm điện dung) hoặc bị nổ do điện áp vượt quá giá trị chịu đựng.

4. Cách kiểm tra tụ trong mạch?

Nếu nghi tụ bị hỏng ta phải hút rỗng một chân ra khỏi mạch hoặc tháo ra ngoài để đo. Với tụ giấy hay tụ gốm thì dùng thang 1K ohm hay 10K ohm để kiểm tra. Tụ tốt là sau khi phóng nạp kim đồng hồ phải trở về vị trí cũ, nếu kim không trở về hoặc lên = 0 ohm là tụ bị dò hoặc chập.

Với tụ hoá thì dùng thang 1 ohm hoặc 10 ohm kiểm tra độ phóng nạp và phải so sánh với một tụ cùng trị số điện dung và mới, nếu độ phóng nạp bằng nhau là tụ còn tốt, nếu độ phóng nạp kém tụ mới là tụ bị giảm điện dung.

5. Có thể tạo ra tụ với giá trị tùy ý không?

Được, nhưng bạn cần chú ý về dấu, điện áp định mức và giá trị tính tùy theo cách đấu song song hoặc nối tiếp các tụ điện lại với nhau, cụ thể:

• Khi đấu tụ điện song song thì ta được một tụ có điện dung bằng tổng điện dung các tụ : C = C1 + C2.
• Khi tụ điện đấu nối tiếp thì điện dung tương đương sẽ giảm theo công thức C = C1xC2 / ( C1 + C2 ).

Trên đây là chia sẻ của HOCVIENiT.vn về các kiến thức liên quan đến tụ điện là gì? Những thông số quan trọng của tụ điện. Nếu có bất cứ thắc mắc nào về các kiến thức liên quan đến máy tính thì bạn có thể để lại bình luận bên dưới bài viết này. Và đừng quên đón đọc các bài viết mới nhất của HOCVIENiT.vn nhé.