Bài 6. Tụ điện

TỤ ĐIỆN

1. Cấu tạo, tác dụng của tụ điện

Tụ điện là một hệ gồm hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bởi một lớp cách điện.

​Tác dụng của tụ điện là dùng để chứa điện tích.

Tụ điện được dùng phổ biến là tụ điện phẳng. Tụ điện phẳng gồm hai bản kim loại phẳng đặt song song với nhau và ngăn cách với nhau bởi một lớp cách điện (điện môi).

Trong mạch điện, tụ được kí hiệu: 

2. Điện dung của tụ

Người ta chứng minh được rằng điện tích Q của tụ điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế \(U\) đặt vào tụ

​\(Q=CU\)  hay \(C=\frac{Q}{U}\)

\(C\) được gọi là điện dung của tụ, đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ.

Đơn vị: 

• \(F\) (Fara), \(1F=\frac{1C}{1V}\)
• \(\mu F\), \(1\mu F=10^{-6}F\)
• \(nF\), \(1nF=10^{-9}F\)
• \(pF\), \(1pF=10^{-12}F\)

3. Các loại tụ điện

Tụ điện được phân loại theo tên gọi của chất điện môi: Tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa,...

Trên vỏ của mỗi tụ điện thường có ghi cặp số liệu, ví dụ 10 \(\mu F\)- 250 \(V\).

• 10 \(\mu F\) là điện dung của tụ
•  250 \(V\) là giới hạn hiệu điện thế có thể đặt vào hai cực của tụ. Vượt qua giới hạn đó tụ điện có thể bị hỏng

 Người ta còn chế tạo tụ xoay là loại tụ điện có điện dung thay đổi được. 

4. Năng lượng của tụ

Khi một tụ điện đặt vào hiệu điện thế U thì nó mang một năng lượng, gọi là năng lượng điện trường

 \(W=\frac{1}{2}CU^2\)

Với \(U=\frac{Q}{C}\), ta suy ra một công thức tương đương

\(W=\frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}\)

4. Ghép tụ

Ghép nối tiếp

• Do tính chất mạch nối tiếp nên: \(U=U_1+U_2+U_3\)
• Điện tích mỗi tụ: \(Q_1=Q_2=Q_3=Q_b\)
• Khi đó, ta sẽ tìm được điện dung của bộ tụ: \(\frac{1}{C_b}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3}\)

Ghép song song

• Do tính chất mạch song song nên: \(U_1=U_2=U_3=U_b\)
• Điện tích của bộ tụ: \(Q_b=Q_1+Q_2+Q_3\)
• Khi đó, ta sẽ tìm được điện dung của bộ tụ: \(C_b=C_1+C_2+C_3\)