Điện dung là gì? Để tăng điện dung đúng cách và hiệu quả cho tụ điện thì bạn phải hiểu rõ được bản chất của nó, từ đó bạn sẽ có cách để tăng điện dung một cách hợp lý nhất. Vậy điện dung là gì? hãy cùng tham khảo bài viết này để biết thêm nhé.
1. 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 đặt một điện áp vào 2 bản cực dẫn điện của tự điện thì các bản cực này sẽ tích được những điện tích trái dấu. Khi đó một điện trường sẽ được tích lũy trong khoảng không gian này.
Điện dung được biểu thị bằng tỷ số của điện tích trên mỗi dây dẫn với hiệu điện thế (nghĩa là điện áp) giữa chúng.
Giá trị điện dung của tụ điện được đo bằng farads (F). Một farad là một số lượng lớn điện dung.
Chính vì vậy, người ta thường sử dụng những đơn vị nhỏ hơn cho những công việc trong thực tế:
- 1 microfarad (μF)= 1.10^-6 (F).
- 1 nanofarad (nF) = 1.10^-9 (F).
- 1 picofarad (pF) = 1.10^-12 (F).
2. Công thức tính điện dung
Vậy, điện dung là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện, được tính theo công thức:
Trong đó:
- C là điện dung của tụ điện, đơn vị là Fara (F)
- 1F là điện dung của một tụ điện mà khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 1V thì điện tích của tụ điện là 1C.
Ngoài ra, chúng ta còn có công thức tính điện dung của tụ điện có cấu tạo đặc biệt. Với C là điện dung của tụ điện (F), ε là hằng số điện môi của lớp cách điện giữa hai bản tụ, ε₀, k là hằng số điện với:
Ta có công thức tính điện dung của các tụ điện có cấu tạo đặc biệt như sau:
Tụ điện phẳng
- d là chiều dày của lớp cách điện hay khoảng cách giữa hai bản tụ (m).
- S là diện tích bản tụ (m²).
Tụ điện trụ
- h là chiều cao của bản tụ (m).
- R₁ là bán kính tiết diện mặt trụ trong, R₂ là bán kính tiết diện mặt trụ ngoài.
Tụ điện cầu
R₁ là bán kính mặt cầu trong, R₂ là bán kính mặt cầu ngoài.
3. Giá trị điện dung trong tụ điện
Điện dụng của tụ điện là một đại lượng thể hiện khả năng tích điện của hai bản cực của tụ điện. Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào:
- Diện tích bản cực.
- Vật liệu làm chất điện môi
- 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.
4. Cách tăng điện dung trong tụ điện
Sau khi đã hiểu được điện dung là gì? Thì chúng sẽ giúp ích cho bạn khi muốn tăng điện dung cho tụ điện. Bởi trên thực tế có rất nhiều cách để tăng lượng điện dung trong tụ điện, nhưng nếu hiểu bản chất bạn sẽ dễ dàng thực hiện hơn.
Đó 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.
Việc tăng điện dung sẽ đem lại nhiều hiệu quả trong các ứng dụng trong thực tế, tuy nhiên việc điều chỉnh phải được tính toán kỹ càng, đảm bảo dược tính an toàn và vận hành hiệu quả nhất.
>>> Xem thêm: Tụ điện là gì? Công dụng và cấu tạo