Máy tính điện tích và năng lượng tụ điện

Các công thức

Một tụ điện có điện dung C được nạp đến điện áp V mang điện tích:

Q = C · V

và lưu trữ năng lượng:

E = ½ · C · V²

Trong đó:

• C là điện dung tính bằng farad (F). Microfarad được quy đổi với 1 µF = 0,000001 F.
• V là điện áp tính bằng volt (V).
• Q là điện tích tính bằng coulomb (C).
• E là năng lượng tính bằng joule (J).

Vì năng lượng phụ thuộc vào bình phương điện áp, tăng gấp đôi điện áp làm năng lượng lưu trữ tăng gấp bốn lần, trong khi điện tích chỉ tăng gấp đôi.

Ví dụ minh họa

Lấy một tụ 100 µF được nạp đến 12 V.

• C = 100 µF = 0,0001 F
• Q = C · V = 0,0001 × 12 = 0,0012 C = 1,2 mC
• E = ½ · C · V² = 0,5 × 0,0001 × 12² = 0,5 × 0,0001 × 144 = 0,0072 J = 7,2 mJ

Vậy tụ này mang 1,2 mC điện tích và 7,2 mJ năng lượng.

Tham khảo nhanh

Những lỗi cần tránh

• Chú ý đơn vị. Điện dung gần như luôn được in theo µF, nF hoặc pF — hãy quy đổi sang farad trước khi tính tay. Máy tính giả định giá trị nhập vào theo µF.
• Tôn trọng điện áp định mức. Đừng bao giờ nạp tụ vượt quá điện áp định mức của nó; năng lượng làm cho tụ hữu ích cũng chính là năng lượng khiến một sự cố trở nên dữ dội.
• Dàn tụ lớn rất nguy hiểm. Một tụ lớn, điện áp cao có thể giữ một lượng điện tích nguy hiểm rất lâu sau khi đã ngắt nguồn. Luôn xả nó qua một điện trở trước khi cầm nắm.
• Năng lượng ≠ điện tích. Chúng tỉ lệ khác nhau theo điện áp — Q tuyến tính, E bậc hai. Nhầm lẫn hai đại lượng này là lỗi kinh điển.