Thật không khó để bạn tìm thấy một chiếc tụ điện trong các mạch điện tử hiện nay. Từ các sản phẩm như remote điều khiển TV, máy lạnh đến board mạch máy tính, điện thoại thông minh,... vậy thì tụ điện là gì? Tụ điện là gì? Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích trữ năng lượng điện trường. Hình dung đơn giản, tụ điện như một chiếc bình chứa điện tích. Các đại lượng mà bạn cần biết khi tìm hiểu về tụ điện bao gồm: Điện tích của tụ điện Là đại lượng điện tích tích lũy trên mỗi bản của tụ điện khi nó được nối vào một nguồn điện. Điện tích của tụ điện được xác định theo công thức: Q = I*t = C*U Trong đó: Q là điện tích của tụ điện (coulomb, C, mC) I là dòng điện (ampe, A) t là thời gian (giây) C là điện dung của tụ (farad, F, µF) U là điện áp 2 cực của tụ Cường độ điện trường Là một đại lượng vector có hướng đặc trưng cho độ lớn của điện trường tồn tại giữa hai bản cực của tụ điện. Nói cách khác, nó cho biết mức độ tập trung của các đường sức điện trong khoảng không gian giữa hai bản cực. Nếu hai tấm tích điện được ngăn cách bằng một môi trường cách điện - một chất điện môi - thì cường độ điện trường (gradien điện thế) giữa hai tấm có thể được biểu thị như sau: E = U/d Trong đó: E: Cường độ điện trường (V/m) U: Hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V) d: Khoảng cách giữa hai bản tụ (m) Mật độ thông lượng điện Là tỉ số giữa điện tích của tụ điện và diện tích bề mặt của các bản tụ điện. Được xác định theo công thức sau: D = Q / A Trong đó: D là mật độ thông lượng điện (coulomb/m2) A là diện tích bề mặt của tụ điện (m2) Hiện trên thị trường có nhiều loại tụ điện khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng, như: Tụ điện không khí biến thiên Tụ điện mica Tụ điện giấy Tụ điện gốm Tụ điện nhựa Tụ điện oxit titan Tụ điện phân Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tụ điện Một tụ điện cơ bản gồm hai bản dẫn điện đặt song song và cách nhau bởi một lớp điện môi (chất cách điện). Khi đặt một hiệu điện thế vào hai bản cực, các điện tích trái dấu sẽ tích tụ trên mỗi bản, tạo ra một điện trường giữa hai bản. Nguyên lý hoạt động: Khi đặt một hiệu điện thế vào hai bản cực, các electron sẽ dịch chuyển từ bản cực âm sang bản cực dương, làm cho bản cực âm tích điện dương và bản cực dương tích điện âm. Khi ngắt nguồn điện, các electron sẽ có xu hướng di chuyển trở lại bản cực âm, tạo ra một dòng điện ngược chiều. Chức năng của tụ điện Trong các mạch điện, tùy vào vị trí thiết kế và loại mạch mà tụ điện sẽ đảm nhận các chức năng khác nhau. Bao gồm: Lưu trữ năng lượng: Chức năng này dễ thấy nhất ở các tủ bù công suất phản kháng Lọc tín hiệu: Tụ điện có khả năng chặn các tín hiệu có tần số cao (nhiễu) và cho phép các tín hiệu có tần số thấp đi qua. Tách thành phần AC và DC trong các mạch khuếch đại âm thanh Kết hợp với cuộn cảm để tạo mạch dao động (mạch tạo xung và mạch chọn tần) để tạo ra các sóng điện từ có tần số nhất định dùng trong các mạch điều khiển hoặc các thiết bị vô tuyến. Dùng để cân bằng điện áp giữa các tầng của mạch khuếch đại. Tụ điện có thể được sử dụng để bảo vệ các linh kiện khác trong mạch khỏi các xung điện đột ngột. Vai trò của tụ điện trong máy biến tần Tụ điện đóng vai trò vô cùng quan trọng trong máy biến tần, nó thực hiện nhiều chức năng giúp cho máy biến tần hoạt động ổn định và hiệu quả. Có thể kể đến các chức năng như: Lọc và làm phẳng điện áp: Sau khi dòng điện xoay chiều được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều, tụ điện sẽ đóng vai trò như một bộ lọc, làm phẳng các gợn sóng điện áp, tạo ra một điện áp một chiều gần như ổn định. Lưu trữ năng lượng: Các tụ điện được mắc nối tiếp với nhau và mắc song song với cuộn cảm để tạo thành DC Bus giúp lưu trữ dòng DC sau chỉnh lưu. Đồng thời cung cấp năng lượng cho mạch nghịch lưu biến tần hoạt động. Cải thiện hệ số công suất của máy biến tần. Nhiều loại máy biến tần có hệ số công suất lên tới 0.98 (Yaskawa U1000), 0.95 (Yaskawa A1000, V1000, GA700,...). Bảo vệ các linh kiện: Tụ điện giúp giảm thiểu các xung điện áp đột ngột, bảo vệ các linh kiện điện tử khác trong máy biến tần khỏi bị hỏng hóc. Trên đây là kiến thức tổng quan về tụ điện và vai trò của tụ điện trong máy biến tần. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào trong các thông tin được đề cập bên trên. Vui lòng liên hệ cho Nam Phương Việt hoặc bình luận bên dưới bài viết để được giải đáp. Nếu bạn thấy bài viết này hữu ích, hãy bấm theo dõi Nam Phương Việt nhé!
