Tụ điện SVIP

1. ĐIỆN MÔI TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

Những chất được cấu tạo từ các chất chứa ít hoặc không có hạt mang điện tự do, không cho điện tích chạy qua được gọi là điện môi, ví dụ: nhựa, cao su, sứ, thủy tinh,... Khi tích điện cho khối điện môi, điện tích dư sẽ nằm ngay tại vị trí được đưa vào.

Khi điện môi được đặt vào một vùng không gian có điện trường, mỗi nguyên tử của điện môi bị phân cực và làm cho cả khối điện môi bị phân cực với hai mặt tích điện trái dấu nhau, dẫn đến điện trường tổng hợp bên trong khối điện môi có độ lớn nhỏ hơn cường độ điện trường ngoài.

Mỗi chất điện môi được đặc trưng bởi hằng số điện môi, kí hiệu là \(\varepsilon\).

Hằng số điện môi và điện trường giới hạn của một số điện môi

2. TỤ ĐIỆN

➤ Khái niệm tụ điện

Tụ điện được sử dụng trong các thiết bị điện như: quạt điện, tủ lạnh, ti vi, động cơ,... với các hình dạng khác nhau.

 Một số loại tụ điện

Tụ điện là một loại linh kiện điện tử gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi môi trường cách điện (điện môi). Mỗi vật dẫn được gọi là một bản tụ điện.

Kí hiệu của tụ điện trong mạch điện:

Trong mạch điện, tụ điện có nhiệm vụ tích điện và phóng điện.

- Để tích điện cho tụ điện, người ta nối hai bản cực của tụ điện với hai cực của nguồn điện một chiều. Bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm. Điện tích trên hai bản tụ điện có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu. Độ lớn của điện tích trên một bản tụ điện được gọi là điện tích của tụ điện.

 Tích điện cho tụ điện

- Sau khi tích điện cho tụ điện, ta bỏ nguồn điện ra và nối hai bản tụ điện với một điện trở (hoặc bóng đèn), sẽ có dòng điện chạy qua điện trở và điện tích trên tụ điện giảm nhanh. Đó là sự phóng điện của tụ điện.

 ➤ Điện dung của tụ điện

Với mỗi tụ điện nhất định, độ lớn điện tích \(Q\) mà tụ điện tích được tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai bản của nó.

\(Q=CU\)

Đại lượng \(C\) là một hằng số đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế xác định và gọi là điện dung của tụ điện.

Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện khi đặt một hiệu điện thế \(U\) vào hai bản tụ điện. Nó được tính bằng tỉ số giữa điện tích \(Q\) của tụ điện và hiệu điện thế \(U\) đặt vào hai bản tụ điện.

\(C=\dfrac{Q}{U}\)

Trong đó, \(Q\) tính bằng đơn vị culông (c), \(U\) tính bằng đơn vị vôn (V) thì đơn vị của điện dung \(C\) là fara (kí hiệu là F).

Vậy, 1 fara là điện dung của một tụ điện mà nếu đặt hiệu điện thế 1 V vào hai bản tụ điện thì điện tích của tụ điện là 1 C.

Chú ý: tụ điện thường sử dụng trong thực tế có điện dung vào khoảng từ 10^-12 F đến 10^-6 F nên người ta cũng thường dùng các đơn vị:

+ 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 được ghi hai thông số quan trọng là điện dung của tụ điện và hiệu điện thế tối đa được sử dụng. Tùy từng loại tụ điện mà có thể có thêm các thông số khác như tần số dòng điện, khoảng nhiệt độ mà tụ điện hoạt động bình thường,...

 Các thông số kĩ thuật trên vỏ tụ điện

3. GHÉP TỤ ĐIỆN

➤ Bộ tụ điện ghép nối tiếp

Bộ tụ điện ghép nối tiếp

Ghép nối tiếp n tụ điện chưa tích điện có điện dung \(C_1,C_2,...,C_n\) với nhau rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế \(U\). Hiệu điện thế, điện tích và điện dung của bộ tụ sẽ có mối liên hệ với các đại lượng tương ứng của mỗi tụ theo các công thức sau:

\(U=U_1+U_2+...+U_n\)

\(Q=Q_1=Q_2=...=Q_n\)

\(\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_1}+\dfrac{1}{C_2}+...+\dfrac{1}{C_n}\)

➤ Bộ tụ điện ghép song song

Bộ tụ điện ghép song song

Ghép n tụ điện chưa tích điện có điện dung \(C_1,C_2,...,C_n\) song song với nhau rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế \(U\). Hiệu điện thế, điện tích và điện dung của bộ tụ sẽ có mối liên hệ với các đại lượng tương ứng của mỗi tụ theo công thức sau:

\(U=U_1=U_2=...=U_n\)

\(Q=Q_1+Q_2+...+Q_n\)

\(C=C_1+C_2+...+C_n\)

1. Tụ điện là một loại linh kiện điện tử gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi môi trường cách điện (điện môi). Mỗi vật dẫn được gọi là một bản tụ điện.

2. Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện khi đặt một hiệu điện thế \(U\) vào hai bản tụ điện. Nó được tính bằng tỉ số giữa điện tích \(Q\) của tụ điện và hiệu điện thế \(U\) đặt vào hai bản tụ điện.

\(C=\dfrac{Q}{U}\)