Máy Tính Tụ Điện

Q=CV là phương trình cơ bản của tụ điện, trong đó Q là điện tích (coulomb), C là điện dung (farad), V là điện áp (volt). Tụ điện lưu trữ năng lượng điện bằng cách tích lũy các điện tích trái dấu trên hai bản dẫn điện được ngăn cách bởi chất cách điện (điện môi). Khi đặt điện áp, electron chảy vào một bản và ra khỏi bản kia, tạo ra điện trường. Tụ điện 100μF ở 12V lưu trữ: Q = 100×10⁻⁶ × 12 = 1.2 millicoulomb điện tích.

Khi mắc song song, điện dung cộng trực tiếp: C_tổng = C₁ + C₂ + C₃. Điều này tăng tổng điện dung vì các bản thực tế trở nên lớn hơn. Khi mắc nối tiếp, nghịch đảo cộng lại: 1/C_tổng = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Điều này giảm tổng điện dung nhưng tăng điện áp chịu được. Ví dụ: Ba tụ 100μF mắc song song = 300μF. Cùng ba tụ mắc nối tiếp = 33.3μF. Dùng song song để có điện dung lớn hơn, nối tiếp để chịu điện áp cao hơn.

Dung kháng (Xc) là sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều, đo bằng ohm. Công thức: Xc = 1/(2πfC), trong đó f là tần số và C là điện dung. Khi tần số tăng, dung kháng giảm—tụ điện cho tần số cao đi qua dễ hơn. Ở 60Hz, tụ 10μF có Xc = 265Ω. Ở 1kHz, cùng tụ đó có Xc = 16Ω. Đặc tính này làm tụ điện hữu ích như bộ lọc thông cao trong mạch âm thanh.

Năng lượng lưu trữ trong tụ điện là E = ½CV², trong đó C là điện dung và V là điện áp. Năng lượng tăng theo bình phương điện áp, nên gấp đôi điện áp sẽ gấp bốn năng lượng. Tụ điện 1000μF ở 50V lưu trữ: E = 0.5 × 0.001 × 50² = 1.25 joule. So sánh, pin AA chứa khoảng 10,000 joule. Tụ điện xả năng lượng rất nhanh (miligiây), hữu ích cho đèn flash máy ảnh, máy khử rung tim và làm mịn nguồn.

Tụ gốm (1pF-1μF): Nhỏ, ổn định, dùng trong mạch tần số cao và khử ghép. Tụ điện phân (1μF-10,000μF): Điện dung cao, có cực, dùng trong nguồn điện để làm mịn. Tụ màng (1nF-10μF): Chính xác, ổn định, dùng trong mạch âm thanh và định thời. Tụ tantali (0.1μF-1000μF): Nhỏ gọn, ổn định, dùng trong thiết bị điện tử di động. Siêu tụ (1-3000F): Điện dung khổng lồ, dùng cho lưu trữ năng lượng.