Dung lượng

Khi áp một điện áp vào hai bản cực của tụ điện, các bản cực sẽ tích lũy điện tích trái dấu. Khoảng không gian giữa hai bản cực này sẽ tạo ra một điện trường, và cường độ của điện trường này phụ thuộc vào dung lượng của tụ điện.

Công thức tính

Do đó, dung lượng là chỉ số thể hiện khả năng tích điện của tụ điện, được tính bằng công thức hoặc , trong đó C là dung lượng của tụ điện, đơn vị là Fara (F). Theo đó, 1F là dung lượng của tụ điện khi hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 1V và điện tích của tụ điện là 1C.

Công thức tính dung lượng của tụ điện với cấu trúc đặc biệt

Với C là dung lượng của tụ điện (F), ε là hằng số điện môi của lớp cách điện giữa hai bản cực, ε₀, k là hằng số điện với và , công thức tính dung lượng của các tụ điện có cấu trúc đặc biệt như sau:

Tụ điện phẳng

• d là độ dày của lớp cách điện hoặc khoảng cách giữa hai bản cực (m).
• S là diện tích của bản cực (m²).

Tụ điện trụ

• h đại diện cho chiều cao của tụ điện (m).
• R₁ là bán kính của mặt trong, R₂ là bán kính của mặt ngoài của tụ điện.

Tụ điện cầu

• R₁ là bán kính của mặt cầu trong, R₂ là bán kính của mặt cầu ngoài.

Điện dung tổng của một tập hợp tụ điện

Ghép song song: $C=\mathrm{\Sigma <!--\; \Sigma \; -->}{C}_i$

Ghép nối tiếp:

Điện kháng của tụ điện

Điện kháng của tụ điện được tính bằng công thức: Zc = 1/ωC = 1/2πfC

Tụ điện lý tưởng không tiêu thụ công suất vì không có dòng điện qua các tấm bản cực của nó. Tuy nhiên, trong thực tế, vẫn có một dòng điện nhỏ qua lớp điện môi giữa các cực, dẫn đến tổn hao công suất trong tụ. Tổn hao này thường rất nhỏ và được đánh giá thông qua góc tổn hao (tgδ) của tụ điện.

Trong tính toán, tụ điện thường được mô hình hóa bằng một tụ lý tưởng nối tiếp với một điện trở thuần (đối với tụ ít tổn hao) hoặc nối song song với điện trở thuần (đối với tụ nhiều tổn hao). Dựa trên mô hình này, người ta xác định góc tổn hao của tụ.

Chú thích

Đọc thêm