1. Cấu tạo của tụ điện:

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Điện môi thường dùng là giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất  Tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá...

Cấu tạo tụ gốm

Cấu tạo tụ hoá

2. Hình dạng thực tế của tụ điện:

Hình dạng của tụ gốm.

Hình dạng của tụ hoá

3. Điện dung , đơn vị và ký hiệu của tụ điện:

* Điện dung: 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 giữ hai bản cực theo công thức:

C = ξ . S / d

Trong đó

C: là điện dung của tụ điện , đơn vị là Fara (F)

ξ: Là hằng số điện môi của lớp cách điện

d: là chiều dầy của lớp cách điện

S: là diện tích bản cực của tụ điện

* Đơn vị điện dung của tụ: Đơn vị là Fara (F),  vì 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF), NanoFara (nF), PicoFara (pF).

1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F

1 n Fara = 1.000 p Fara

* Ký hiệu: Ký hiệu của tụ điện trên cácsơ đồ nguyên lý của mạch điện là C (Capacitor), có kèm theo các chỉ số thường là số ở sau

4 . Sự phóng nạp của tụ điện:

Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ , nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Tụ nạp điện: Như hình trên, khi khoá K1 đóng, dòng điện từ nguồn U đi qua bóng đèn để nạp vào tụ, dòng nạp này làm bóng đèn loé sáng, khi tụ nạp đầy thì dòng nạp giảm bằng 0 khi đó bóng đèn sẽ tắt.

* Tụ phóng điện: Khi tụ đã nạp đầy, nếu khoá K1 mở, khoá K2 đóng thì dòng điện từ cực dương (+) của tụ phóng qua bóng đèn về cực âm (-) của tụ làm bóng đèn loé sáng, khi tụ phóng hết điện thì bóng đèn sẽ tắt.

Nếu điện dung của tụ càng lớn thì bóng đèn loé sáng càng lâu, hay thời gian phóng nạp càng lâu.

5. Cách đọc giá trị điện dung trên tụ điện:

* Tụ hoá: Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ. Tụ hoá là tụ có phân cực (-) , (+) và luôn luôn có hình trụ.

Tụ hoá ghi điện dung là 185 µF / 320 V

* Tụ giấy , tụ gốm: Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu

Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu.

Cách đọc: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10^{(Mũ số thứ 3 )}

Ví dụ tụ gốm ghi là 474K nghĩa là có giá trị = 47 x 10 ⁴ = 470000 p (Lấy đơn vị là picô Fara) = 470 n Fara = 0,47 µF.

Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện.

* Một số trị số khác của tụ điện.

6. Giá trị điện áp ghi trên thân tụ:

Điện áp ghi trên tụ điện là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị nổ. Khi lắp tụ vào mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng chọn tụ có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần điện áp làm việc U. Ví dụ vị trí mạch cần lắp tụ có đieện áp là 12V phải lắp tụ 16V; mạch 24V phải lắp tụ 35V...

7. Phân loại tụ điện:

7.1. Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica (Tụ không phân cực): 
Các loại tụ này không phân biệt cực âm dương nên khi lắp vào mạch không  cần  chú ý đến cực tính, thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống và thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao.

Tụ gốm – tụ không phân cực.

7.2. Tụ hoá (Tụ có phân cực):
Là tụ có phân cực âm dương, có trị số lớn,  giá trị khoảng từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF và thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp.  Tụ hoá luôn luôn có hình trụ.

Tụ hoá – Là tụ có phân cực âm dương.

7.3. Tụ xoay:
Là tụ có thể xoay được bản cực để thay đổi giá trị điện dung,  chúng thường được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài thu.

Tụ xoay sử dụng trong Radio

8. Kiểm tra tụ điện:

8.1. Kiểm tra tụ giấy, tụ gốm:

Tụ giấy và tụ gốm thường hỏng ở dạng bị dò rỉ hoặc bị chập. Để phát hiện tụ dò rỉ hoặc bị chập ta quan sát hình sau đây.

Đo kiểm tra tụ giấy hoặc tụ gốm

- Ở hình trên là phép đo kiểm tra tụ gốm, có ba tụ C1, C2 và C3 có điện dung bằng nhau, trong đó C1 là tụ tốt, C2 là tụ bị dò và C3 là tụ bị chập.

- Khi đo tụ C1 - Tụ tốt thì kim phóng lên 1 chút rồi trở về vị trí cũ. Nếu các tụ nhỏ quá < 1nF thì kim sẽ không phóng nạp được.
- Khi đo tụ C2 - Tụ bị dò thì ta thấy kim lên lưng chừng thang đo và dừng lại không trở về vị trí cũ.

- Khi đo tụ C3 - Tụ bị chập thì ta thấy kim lên = 0 Ω và không trở về.

8.2. Đo kiểm tra tụ hoá:

Tụ hoá ít khi bị dò hay bị chập nhưng chúng lại hay hỏng ở dạng bị khô ( khô hoá chất bên trong lớp điện môi) làm điện dung của tụ bị giảm. Để kiểm tra tụ hoá, ta thường so sánh độ phóng nạp của tụ với một tụ còn tốt có cùng điện dung, dưới đây  là minh hoạ các bước kiểm tra tụ hoá.

Đo kiểm tra tụ hoá

- Để kiểm tra tụ hoá C2 có trị số 100µF có bị giảm điện dung hay không, ta dùng tụ C1 còn mới có cùng điện dung và đo so sánh.

9. Các kiểu mắc và ứng dụng:

9.1. Tụ điện mắc nối tiếp:

- Các tụ điện mắc nối tiếp có điện dung tương đương là Ctđ được tính bởi công thức:   1/C tđ = (1/C1) + (1/C2 ) + (1/C3)

- Trường hợp chỉ có 2 tụ mắc nối tiếp thì C tđ = C1.C2 /  (C1 + C2)

- Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại. U tđ = U1 + U2 + U3

- Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau

Tụ điện mắc nối tiếp Tụ điện mắc song song

9.2. Tụ điện mắc song song:

- Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại C = C1 + C2 + C3

9.3. Ứng dụng của tụ điện:

Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động ..vv…

Dưới đây là một số những hình ảnh minh hoạ về ứng dụng của tụ điện.

* Tụ điện trong mạch lọc nguồn:

Tụ hoá trong mạch lọc nguồn.

Trong mạch lọc nguồn, tụ hoá có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ. Ta thấy nếu không có tụ thì áp DC sau điốt sẽ bị gợn, khi có tụ thì điện áp này được lọc tương đối phẳng.

* Tụ điện trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông.

Mạch dao động đa hài sử dụng 2 Transistor