Dung kháng là gì?
Dung kháng (Xc) là đại lượng thể hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều (AC). Khác với điện trở, mức cản trở của tụ điện phụ thuộc vào tần số tín hiệu: tần số càng cao thì dung kháng càng nhỏ. Dung kháng được đo bằng ohm (Ω) giống như điện trở, nhưng nó không tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt — mà tích trữ rồi giải phóng năng lượng.
Cách sử dụng công cụ này
Bạn nhập tần số dòng xoay chiều theo hertz (Hz) và giá trị điện dung theo microfarad (µF). Công cụ sẽ tự động đổi microfarad sang farad và trả về dung kháng tính bằng ohm. Đây là công cụ hữu ích khi thiết kế bộ lọc, mạng ghép/khử ghép tín hiệu và phân tích mạch điện xoay chiều.
Giải thích công thức
Dung kháng được tính theo công thức $$X_C = \frac{1}{2\pi \cdot \text{Tần số (Hz)} \cdot \text{Điện dung (µF)} \times 10^{-6}}$$ trong đó \(f\) là tần số tính bằng hertz và \(C\) là điện dung tính bằng farad. Hằng số \(2\pi\) dùng để chuyển tần số sang tần số góc (\(\omega = 2\pi f\)). Khi \(f\) hoặc \(C\) tăng, tích số ở mẫu số lớn lên và \(X_C\) giảm xuống — đó là lý do tụ điện cho tín hiệu tần số cao đi qua nhưng chặn dòng một chiều (ở 0 Hz dung kháng là vô cùng lớn).
Ví dụ minh họa
Với tụ điện 10 µF ở tần số 60 Hz: \(C = 10 \times 10^{-6} = 0{,}00001 \text{ F}\). Khi đó $$X_C = \frac{1}{2 \times \pi \times 60 \times 0{,}00001} = \frac{1}{0{,}0037699} \approx 265{,}26 \ \Omega$$ Cũng với tụ điện này nhưng ở 1000 Hz, dung kháng chỉ còn khoảng 15,9 Ω.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao dung kháng giảm khi tần số tăng? Khi tín hiệu thay đổi càng nhanh, tụ điện nạp và xả càng dễ dàng, nên nó cản trở dòng điện ít hơn.
Dung kháng ở dòng một chiều (DC) là bao nhiêu? Ở 0 Hz, mẫu số bằng 0, dẫn đến dung kháng vô cùng lớn — vì vậy tụ điện chặn dòng một chiều.
Nên dùng đơn vị nào? Hãy nhập tần số theo Hz và điện dung theo µF; kết quả sẽ tính bằng ohm. Nếu giá trị tính theo nanofarad, hãy chia cho 1000 để đổi sang µF; còn với picofarad thì chia cho 1.000.000.
