Điện dung của tụ điện là kiến thức quan trọng trong chương trình Vật lý 11. Vậy Điện dung là gì? Trong bài viết dưới đây sẽ chia sẻ với các bạn về đơn vị và công thức tính điện dung của tụ điện một cách chi tiết nhất nhé.
Điện dung là gì?
Điện dung là một đại lượng có tính đặc trưng đối với khả năng tích điện ở tụ, khả năng này được ghi nhận ở một điệu điện thế cụ thể.
Khi ta đặt một điện áp vào 2 bản cực dẫn điện của tụ điện thì các bản cực này sẽ tích những điện tích trái dấu. Khi đó, một điện trường sẽ được tích lũy trong khoảng không gian này. Điện trường được tích lũy sẽ phụ thuộc vào điện dung của tụ điện.
Giá trị điện dung của tụ điện được đo bằng farads (F), đơn vị được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh Michael Faraday (1791 Phản1867). Một farad là một số lượng lớn điện dung. Hầu hết các thiết bị điện gia dụng bao gồm các tụ điện chỉ sản xuất một phần của farad, thường là một phần nghìn của farad (hoặc microfarad, μF) hoặc nhỏ như picofarad (một nghìn tỷ, pF). Các siêu tụ điện, trong khi đó, có thể lưu trữ các điện tích rất lớn của hàng ngàn farad.
Ý nghĩa của trị số điện dung
– Việc quan sát trị số Điện dung là gì? Đó chính là từ kết quả trị số này bạn có thể biết được tụ điện có khả năng tích điện như thế nào khi được đặt trong một hiệu điện thế có tính nhất định. Việc tìm được trị số sẽ giúp cho hoạt động thiết kế, lắp đặt và lựa chọn tụ điện được chuẩn xác hơn.
– Điện dung của tụ là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện. Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa hai bản cực.
– Điện môi là chất có khả năng dẫn điện kém, có giá trị điện trở suất rất cao. Nó có thể lên đến 107 đến 1017 Ω.m ở nhiệt độ thường. Chất cách điện gồm phần lớn các loại vật liệu vô cơ và vật liệu hữu cơ.
Công thức tính điện dung
Điện dung là gì? Điện dung của tụ điện được tính bằng thương số giữa điện tích của tụ và hiệu điện thế giữa 2 bản cực. Công thức là:
C = q/U
Trong đó:
C là ký hiệu điện dung của tụ điện (F).
q là điện tích của tụ điện.
U là ký hiệu của hiệu điện thế giữa 2 bản tụ (V).
Cách tăng điện dung trong tụ điện
Không chỉ tìm hiểu Điện dung là gì? mà nhiều trường hợp bạn còn cần phải biết cách tăng điện dung như thế nào. Bởi thực tế sẽ có số cách để tăng lượng điện dung ở trong tụ điện. Đó chính là:
– Khoảng cách một bản tụ điện được đặt ở gần nhau hơn so với ban đầu.
– Sử dụng tấm lớn để tăng diện tích bề mặt giúp điện dung tạo ra nhiều hơn.
– Sử dụng chất điện môi để giúp tăng điện dung.
Có thể thực hiện nhiều cách khác nhau để tăng điện dung ở trong tụ điện: Việc tăng điện dung sẽ mang đến những hiệu quả sử dụng khác nhau trong ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, việc điều chỉnh này cần phải được tính toán thật kỹ để đảm bảo có được hiệu quả vận hành tụ điện tốt nhất.
Đây cũng là yếu tố quyết định đến tính an toàn của các thiết bị điện và cả người vận hành đối với mạch điện trong quá trình sử dụng. Vấn đề này thực sự quan trọng không được chủ quan khi thiết kế, sử dụng tụ điện.
Ứng dụng của tụ điện trong đời sống
– Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động có vai trò quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực kỹ thuật điện.
– Tụ điện có cấu tạo gồm ít nhất 2 dây dẫn điện và thường ở dạng tấm kim loại. Hai về mặt này được ngăn cách với nhau bằng một lớp điện môi cách điện. Tụ điện được hoạt động dựa trên nguyên lý phóng nạp. Tức là nó lưu trữ các electron và phóng ra các điện tích này tạo ra năng lượng của dòng điện. Tuy nhiên tụ điện không có khả năng tạo ra các điện tích electron.
– Dựa vào khả năng phóng và nạp điện mà tụ điện có thể dẫn điện xoáy chiều. Điều này chúng ta có thể thấy rõ nhất ở điểm khi điện áp của hai bản mạch không thay đổi nhưng đột ngột có sự biến thiên theo thời gian mà chúng ta thực hiện cắm và nạp xả tụ điện sẽ rất dễ gây nên hiện tượng nổ hoặc tia lửa điện.
Trong kỹ thuật điện, ứng dụng của tụ điện trong thực tế như sau:
– Trong lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử tụ điện được sử dụng rất phổ biến.
– Tụ điện được cấu tạo sử dụng trong hệ thống âm thanh của các loại xe hơi cao cấp. Bởi vì tụ có công dụng tích tụ năng lượng điện cho bộ khuếch đại hoạt động được ổn định.
– Ngoài ra tụ điện có thể sử dụng để xây dựng bộ nhớ kỹ thuật số cho các máy tính nhị phân.
– Tụ điện còn được ứng dụng trong chế tạo các loại: máy phát điện công nghiệp, máy hút bụi công nghiệp…
– Đặc biệt ứng dụng thiết thực nhất của máy hút bụi chính là tích trữ năng lượng điện.
Trong vấn đề xử lý thông tín, tín hiệu, khởi động động cơ và mạch điều chỉnh tụ điện cũng đóng một vai trò quan trọng.
