Tụ điện mắc nối tiếp và tụ điện mắc song song được biết đến là 2 cách mắc tụ điện thông dụng và thường được sử dụng trong các mạch điện. Vậy cách mắc như thế nào và công thức tính ra sao? Hãy cùng Điện tử sáng tạo VN tìm hiểu thông tin qua nội dung dưới đây của bài viết.
Tụ điện mắc nối tiếp
Đối với tụ điện mắc nối tiếp thì dòng điện nạp Ic sẽ được chạy qua các tụ điện là giống nhau vì nó chỉ có một đường đi nhất định, khi các tụ điện mắc nối tiếp nhau thì cường độ dòng điện đi qua chúng sẽ là
It = I1 = I2 = I3 = …
Do đó thì mỗi tụ điện sẽ được tích trữ cùng một lượng điện tích Q trên các bản cực của tụ điện dù cho điện dung của chúng là bao nhiêu đi nữa. Điều này bạn có thể hiểu đơn giản là do điện tích được lưu trữ bởi 1 bản của tụ điện bất kỳ phải đến từ chính bản tụ của tụ điện liền kề nó. Do đó, các tụ điện mắc nối tiếp nhau sẽ phải có cùng một điện tích.
Qt = Q1 = Q2 = Q3 = …
Xét một đoạn mạch có 3 tụ điện mắc nối tiếp nhau đó là C1, C2 và C3, chúng sẽ được mắc thông qua một nguồn điện áp giữa 2 điểm là A và B
Trong đoạn mạch này ta có thể thấy bản tụ bên phải của C1 sẽ nối với bản mạch bên trái của C2. Bản tụ bên phải của C2 sẽ mắc với bản tụ bên trái của C3.
Kết quả sẽ là diện tích hiệu dụng của các bản tụ đã được giảm xuống điện dung riêng lẻ nhỏ nhất được mắc vào trong chuỗi nối tiếp. Do đó, điện áp rơi ở trên mỗi tụ điện sẽ là khác nhau tuỳ thuộc vào giá trị điện dung riêng lẻ.
Khi tụ điện mắc nối tiếp, nghịch đảo của các tụ điện riêng lẻ sẽ cộng lại với nhau, khi tổng giá trị của các tụ điện mắc nối tiếp sẽ băng nghịch đảo của tổng nghịch đảo các giá trị điện dung riêng lẻ.
1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 +…
Tụ điện mắc song song
Với trường hợp các tụ điện mắc song song với nhau thì điện áp Vc được nối ở trên tất cả các các tụ điện mắc song song sẽ là như nhau. Các tụ điện mắc song song có nguồn điện áp cấp chung. Lấy một ví dụ đơn giản để bạn có thể hiểu. 3 tụ điện mắc song song nhau trên một đoạn mạch AB với VAB = 24v thì
VC1 = VC2 = VC3 = VAB = 12V
Khi các tụ điện được mắc song song thì tổng điện dung trong mạch sẽ bằng tổng các tụ điện riêng lẻ mắc với nhau, tụ C1 được nối với bản trên cùng của C2 được nối với bản trên của C3, v.v.
Vì điện dung có liên quan tới diện tích bản tụ nên giá trị của điện dung kết hợp cũng sẽ được tăng nên. Nói một cách khác là tổng điện dung sẽ bằng tổng tất cả các điện dung riêng lẻ song song. Bạn cũng có thể thấy tổng điện dung của các tụ điện song song sẽ giống với tổng điện trở của các điện trở mắc nối tiếp.
Một số bài tập minh hoạ tụ điện mắc nối tiếp và mắc song song
Bài tập 1: Cho mạch điện gồm 3 tụ điện C1 = 2μF, C2 = 2,5μF, C3 = 4μF mắc nối tiếp nhau. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế U = 110V
Tính điện dung tương đương của bộ tụ
Lời giải.
Do 3 tụ điện C1, C2 và C3 mắc nối tiếp nên ta có:
1/Cb = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = ½ + ½,5 + ¼ = 1,15
Suy ra Cb = 0.8μF
Bài tập 2: Cho 5 tụ điện C1, C2, C3, C4 và C5 giống nhau mắc nối tiếp với giá trị Q = 10-3C, C = 30µF mắc nối tiếp. Tính hiệu điện thế bộ tụ?
Lời giải.
Hiệu điện thế trên mỗi tụ là
U = Q/C = 10-3/30.10-6 = 33,3V
Do bộ tụ gồm 5 tụ giống nhau mắc nối tiếp nên
Ub = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 = 5.U = 5 . 33,3 = 166,5V
Vậy Tụ điện mắc nối tiếp và tụ điện mắc song song là như thế nào? Công thức tính ra sao? Câu hỏi đã được chúng tôi giải đáp đến bạn. Hy vọng, với những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong học tập và trong cuộc sống.
