Tụ điện nạp, xả và lọc nhiễu ra sao?

• Hai bản kim loại
• Lớp cách điện

Bạn sẽ học được gì

• Mô tả được cấu tạo của tụ điện.
• Giải thích được tụ nạp và xả như thế nào.
• Hiểu vì sao tụ đặt gần vi mạch giúp nguồn ổn định hơn.

Cần biết trước

Nên biết điện áp, dòng điện và điện trở là gì.

Tụ điện được cấu tạo ra sao?

Tụ điện được tạo từ hai bản kim loại và một vật liệu cách điện gọi là chất điện môi. Điều làm tụ đặc biệt là khả năng tích trữ năng lượng.

Điện dung cho biết lượng điện tích được tích trữ ứng với một hiệu điện thế: Q = C × V. Đơn vị chuẩn của điện dung là fara. Mỗi tụ còn có giới hạn điện áp tối đa; vượt quá mức này có thể phá hỏng linh kiện.

• Bản kim loại
• Chất điện môi
• Chân nối

Tụ nạp và xả như thế nào?

Khi điện tích dương và âm tụ lại trên các bản của tụ, tụ được nạp. Nếu mạch tạo ra một đường cho các điện tích tìm đến nhau, chúng rời khỏi tụ và tụ xả.

Trong mô hình tụ lý tưởng, nếu điện áp giữa hai đầu tụ ổn định thì không có dòng nạp hoặc xả. Tụ thật vẫn có thể có dòng rò nhỏ.

• Pin
• Tụ điện
• Nạp
• Bóng đèn
• Xả

Tụ không giữ năng lượng mãi mãi. Mọi tụ điện đều có thể rò một lượng dòng rất nhỏ qua lớp điện môi, và rò điện làm năng lượng tích trữ cạn dần.

Tụ lọc nhiễu nguồn như thế nào?

Tụ tách (decoupling capacitor) giúp giảm nhiễu tần số cao trên đường nguồn. Nó được nối giữa nguồn cấp và đất.

Gợn cao tần có thể đi qua tụ xuống đất trong khi dòng một chiều tiếp tục đến vi mạch. Khi điện áp nguồn tụt trong thoáng chốc, tụ tách cũng có thể cấp năng lượng trong thời gian ngắn; điện áp của nó giảm khi cấp điện tích.

• Nhiễu trên đường nguồn
• Tụ tách
• Vi mạch

Ví dụ trong đời sống

Hãy cùng người lớn quan sát hình ảnh một bo mạch nhỏ. Một số bo đặt tụ nhỏ giữa chân nguồn và chân đất của vi mạch; đó có thể là tụ tách. Tụ trên bo thật có thể còn điện tích sau khi tắt nguồn, nên không chạm vào hoặc thử nghiệm với bo.

Hiểu lầm thường gặp

Tụ điện giữ điện mãi mãi. Mọi tụ đều có thể rò dòng nhỏ qua lớp điện môi, nên năng lượng cạn dần.

Tụ nào cũng đấu theo chiều nào cũng được. Tụ điện phân thường có cực; đấu ngược có thể gây hỏng hoặc vỡ. Tụ đã ngắt nguồn vẫn có thể giữ điện áp nguy hiểm: không chạm hoặc thử nghiệm khi chưa được người có chuyên môn kiểm tra an toàn.

Dòng điện luôn đi qua tụ. Trong mô hình lý tưởng, tụ không có dòng nạp hoặc xả khi điện áp không đổi; tụ thật vẫn có thể có dòng rò nhỏ.

Câu hỏi thường gặp

Tụ điện dùng để làm gì?

Tụ điện tích trữ năng lượng điện, và còn được dùng làm tụ tách để giảm nhiễu trên đường nguồn.

Điện dung đo bằng đơn vị nào?

Đơn vị chuẩn của điện dung là fara.

Tụ tách là gì?

Tụ tách là tụ nối giữa nguồn cấp và đất để giảm nhiễu tần số cao trong tín hiệu nguồn.

Tụ điện nạp và xả thế nào?

Tụ nạp khi điện tích tụ lại trên các bản, và xả khi mạch cho điện tích một đường khác để tìm đến nhau.

Tóm tắt

• Tụ điện gồm hai bản kim loại và chất điện môi, dùng để tích trữ năng lượng.
• Tụ nạp khi điện tích tụ lại trên các bản và xả khi có đường cho điện tích rời đi.
• Tụ tách nối giữa nguồn và đất để giảm nhiễu tần số cao trên đường nguồn.