VAT LIEU LINH KIEN DIEN TU ĐIỆN TỬ DÂN DỤNG

BÀI 1 VẬT LIỆU LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 1 Điện trở Điện trở là linh kiện điện tử thụ động đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện, thường được sử dụng để hạn dòng và phân áp cho mạch điện tử 1 1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại 1 1 1 Cấu tạo Điện trở có cấu tạo gồm hai phần vỏ và chất bên trong Vỏ điện trở làm bằng nhựa, gốm có tác dụng cách nhiệt với bên ngoài Chất bên trong là các chất có điện trở suất cao, dẫn điện tốt được liên kết với nhau Hình dạng thực tế một số điện trở 1 1 2 Ký hiệu Theo chuẩn ch.

BÀI 1: VẬT LIỆU LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

Hình dạng thực tế một số điện trở

1.1.2 Ký hiệu

Theo chuẩn châu Âu ( EU ) Theo chuẩn Mỹ ( US )

Đơn vị của điện trở: Ohm ( Ω )

Bội số của Ω gồm: KΩ ( kilo ohm ), MΩ ( mega ohm ), GΩ ( giga ohm ) Trong đó:

1 KΩ = 1000 Ω = 103Ω

1 MΩ = 1000000 Ω = 106 Ω

1 GΩ = 1000000000 Ω = 109 Ω

1.1.3 Phân loại điện trở

* Phân loại theo vật liệu, cấu tạo:

- Điện trở than ép (cacbon): là loại điện trở bột ép phổ biến nhất Thànhphần điện trở được cấu tạo từ hỗn hợp bụi cacbon hoặc than chì mịnvà bột gốmkhông dẫn điện được liên kết với nhau

Cấu tạo điện trở cacbon

Tỷ lệ của bụi cacbon và bột gốm quyết định giá trị điện trở Tỷ lệ cacboncàng cao thì trở kháng càng thấp và ngược lại Hỗn hợp được đúc thành dạnghình trụ với dây kim loại hoặc dây dẫn được gắn vào mỗi đầu để kết nối điện,sau đó được bọc bằng vật liệu cách nhiệt bên ngoài và giá trị của điện trở được

ký hiệu bằng các vòng màu

- Điện trở màng: gồm các loại điện trở màng kim loại, màng cacbon vàmàng oxit kim loại, thường được tạo ra bằng cách đưa các kim loại nguyên chất(như Niken) hoặc màng oxit (như oxit thiếc) vào một thanh gốm cách điện

Cấu tạo điện trở màng

- Điện trở dây quấn: được tạo thành bằng cách quấn dây kim loại mỏng cóđiện trở suất lớn, thường là Crom ( Cr ) vào một lớp gốm cách điện dưới dạng lò

xo xoắn

Cấu tạo và ký hiệu điện trở dây quấn

Những điện trở công suất cao được đúc hoặc ép vào một thân tản nhiệtbằng nhôm nhằm tản nhiệt tốt hơn

- Điện trở cầu chì: Là dây kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp và tiết diện

nhỏ được nối vào 2 đầu của ống thủy tinh khi có dòng điện qua lớn hơn chỉ sốcho phép thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt, để bảo vệ quá tải cho mạch điện

Cấu tạo và ký hiệu điện trở cầu chì

- Biến trở ký hiệu là VR (Variable Resistor): là điện trở nhưng có thể thayđổi được giá trị điện trở

Cấu tạo và ký hiệu của biến trở

Biến trở có cấu tạo gồm:

+ Con chạy/chân chạy: Có khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổigiá trị trở kháng

+ Chân đầu ra gồm: Ba chân (ba cực) được làm bằng kim loại, có hai cựcđược cố định ở đầu của điện trở, cực còn lại di chuyển và điều chỉnh được giá trịcủa biến trở

Biến trở được dùng để hiệu chỉnh các thông số của mạch điện như cường

độ sáng, cường độ âm thanh (trong máy tăng âm)

Hình ảnh thực tế của biến trở

* Phân loại theo công suất:

- Điện trở thường: thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W ÷

- Phần trị số được ký hiệu bằng các chữ cái E, R, K, M, trong đó:

+ Chữ cái E, R ứng với đơn vị là Ω+ Chữ cái K ứng đơn vị KΩ

+ Chữ cái M ứng với đơn vị là MΩ

- Phần sai số được biểu thị bằng các chữ cái J, K, M đặt ở cuối cùng trongđó:

- Các cách ký hiệu:

+ Trị số trước, đơn vị sau:

VD trên thân điện trở ghi 100Ω → R = 100Ω+ Đơn vị xen giữa trị số:

VD trên thân điện trở ghi 1K5 → R = 1,5KΩ+ Đơn vị đứng trước:

VD trên thân điện trở ghi R13 → R = 0,13Ω

VD trên thân điện trở ghi E13 → R = 0,13ΩNgoài ra trên thân điện trở còn ghi các thông số khác như sai số, côngsuất

b Đọc gián tiếp

* Đọc theo mã thập phân

Áp dụng với các điện trở trên thân ký hiệu 3 chữ số

Trong đó: + 2 số đầu là 2 số chỉ trị số điện trở

Người ta dùng các mã màu để quy định giá trị điện trở theo bảng sau:

Bảng quy định mã màu cho giá trị điện trở

+ Cách đọc điện trở theo mã màu như sau:

+ Vòng màu thứ nhất chỉ: trị số thứ nhất

+ Vòng màu thứ hai chỉ:trị số thứ hai

Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu

1.2.2 Cách đo xác định giá trị điện trở

a Cách đo

* Đo điện trở bằng đồng hồ chỉ thị kim (VOM)

Để đo trị số điện trở dùng đồng hồ chỉ thị kim (VOM) ta thực hiện theo cácbước trong bảng trình tự sau:

TT Nội dung công

Bước 1 Chọn và hiệu

chỉnh thang đo

- Đặt chuyển mạch của đồng hồ về thang đo Ω

- Chập hai que đo, hiệu chỉnh kim đồng hồ về 0Ω

- Đặt đúng thang đoΩ

- Kim đồng hồ chỉ 0Ω

Bước 2 Tiến hành đo

- Cố định điện trở

- Đặt hai que đo đồng hồ vào hai chân của điện trở

- Cố định chắc chắn

- Không tiếp xúc tay với chân điện trở

Bước 3 Đọc kết quả Quan sát đọc kết

quả

Đọc và tính toán đúng giá trị của điện trở

Giá trị điện trở = Thang đo x chỉ số thang đọc

* Chú ý:

- Khi đo phải đặt thang đo nhỏ hơn giá trị của điện trở.

- Nếu không biết giá trị điện trở thì khi đo đặt thang đo nhỏ nhất sau đó sẽ dịch chuyển dần về thang đo phù hợp.

Ví dụ 1: Nếu để thang X100 và chỉ số giá trị trên thang đọc là 27 thì:

R = 27 x 100 = 2700 Ω = 2,7 KΩ

Ví dụ 2: Nếu để thang X1K và chỉ số giá trị trên thang đọc là 47 thì:

R = 47 x 1K = 47KΩ

b Đo điện trở bằng đồng hồ chỉ thị số (DVOM)

Để đo trị số điện trở dùng đồng hồ chỉ thị số ta thực hiện theo các bước sau:

Bước 1 Chọn thangđo Đặt chuyển mạch đồng

- Cố định điện trở

- Đặt hai que đo đồng

hồ vào hai chân điện trở sau đó thực hiện đo

Giá trị hiển thị trên màn hình chính là giá trị của điện trở

b Kiểm tra chất lượng

Việc kiểm tra chất lượng của điện trở rất quan trọng từ đó giúp cho việcsửa chữa, thay thế được dễ dàng hơn

Chúng ta có thể kiểm tra chất lượng điện trở bằng các cách: Trực quan( Thị sát ) và đo điện trở.

- Trực quan: Nếu điện trở không bị mất màu, cháy hay bị nứt, vỡ nghĩa là điệntrở vẫn còn tốt Trong trường hợp còn lại nếu điện trở có những hiện tượng nhưmất màu, cháy ( có màu đen ), nứt hay bị vỡ thì điện trở hỏng

- Trong quá trình đo điện trở nếu:

+ Kim đồng hồ không dịch chuyển hoặc không hiển thị giá trị thì điện trở

- Sơ đồ:

Hình 1.10: Điện trở mắc nối tiếp

Tổng trở tương đương của đoạn mạch: Rtđ = R1 + R2 + + Rn ( Ω )

- Ví dụ:

Cho đoạn mạch như sau:

Biết R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, R3 = 7Ω Tính tổng trở của đoạn mạch trên

Bài làm:

Điện trở mắc song song

Tổng trở tương đương của đoạn mạch: =

- Cách mắc: Đoạn mạch mắc hỗn hợp là đoạn mạch gồm mạch mắc nối tiếp vàmắc song song.

+ Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.

+ Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ

một điện áp cho trước

2 Tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động đặc trưng cho khả năng tích lũy nănglượng dưới dạng điện trường thường được dùng để khởi động động cơ một pha,mạch lọc nguồn, lọc nhiễu…

2.1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại

2.1.1 Cấu tạo

a)Cấu tạo tụ hóa b) Cấu tạo tụ gốm

Cấu tạo một số loại tụ điện

Tụ điện có cấu tạo gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện(kim loại) đặt songsong với nhau, ở giữa hai bản cực là chất điện môi Chất điện môi thường là:không khí, gốm, sứ, mika….

- Khả năng nạp và xả của tụ điện

+ Với dòng điện (điện áp) một chiều

Thí nghiệm khả năng nạp và xả của tụ điện

Khi khóa K đóng sang vị trí 1 thì tụ được nạp điện, đèn không sáng Thờigian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào giá trị điện dung của tụ điện

Khi khóa K đóng sang vị trí 2 tụ điện xả điện qua đèn D thì đèn D sáng,sau đó ánh sáng yếu dần rồi tắt

+ Với dòng điện (điện áp) xoay chiều

Với dòng xoay chiều AC tụ điện gây ra 1 sức cản nhất định gọi là dungkháng:

C

C X

C: điện dung của tụ điện ( F )

Dòng điện và điện áp trên tụ biến thiên cùng quy luật có sự lệch pha 900.Vậy tụ điện cho dòng điện xoay chiều đi qua

2.1.2 Ký hiệu

Đơn vị tính : Fara (F), Microfara ( F) , nanofara (nF) , picofara (pF)

1F = 10-6F1nF = 10-9F1pF = 10-12F

b Tụ giấy

Tụ biến đổi

Tụ không phân cực tính

và điện trở cao, nên được dùng chủ yếu trong các mạch cao tần, các phần tửcách li trong các máy radio.

e Tụ biến đổi(tụ xoay)

Ví dụ:

Hình dạng thực tế tụ xoay

Cấu tạo tụ xoay

Tụ xoay có giá trị điện dung từ 15 pF ÷ 500 pF, thường dùng trong cácmạch cộng hưởng cao tần của máy thu, máy phát vô tuyến điện, mạch chọn lọc

Ví dụ: Trên thân tụ có ghi các ký hiệu: 22, 11, 102, 103, 100, 471, 683J

Với những tụ điện trên thân ghi theo ký hiệu 3 số, số cuối cùng không là

số 0, thì ta đọc như sau:

Số thứ nhất chỉ số thứ nhất

Số thứ hai chỉ số thứ hai

Số thứ 3 chỉ số số 0Đơn vị đo là pF

Thực hiện đo tụ điện theo các bước sau:

Bước 1 Chọn thang đo Đặt chuyển mạch đồng

- Đo thuận Que đen của đồng hồ

đặt vào cực dương, que

đỏ đặt vào cực âm của

tụ điện, kim đồng hồ dịch chuyển lên rồi trả

về hết

Đặt đúng cực tính của

tụ điện

Tụ điện nạp, xả còn tốt

đặt vào cực âm, que

đỏ đặt vào cực dương của tụ điện.

Đặt đúng cực tính của

tụ điện

Tụ điện nạp, xả còn tốt

- Kim đồng hồ dịch chuyển lên trả về không hết.

- Kim đồng hồ dịch chuyển lên trả về từ từ

và đứng im.

- Kim đồng hồ không dịch chuyển

Bước 1 Chọn thang đo

Đặt chuyển mạch của đồng hồ về thang đo tụ điện “

- Cố định chắc chắn

- Thực hiện đo

- Đọc đúng giá trị hiển thị

Giá trị tụ điện hiển thị trên màn hình

Bước 4 Xác định chất

lượng

Đồng hồ hiển thị giá trị tụ điện giống với giá trị ghi trên thân

Xác định đúng chất lượng của tụ điện

Tụ điện còn tốt

- Sơ đồ:

Tụ điện mắc nối tiếp

Khi mắc nối tiếp, giá trị điện dung của bộ tụ điện giảm

Giá trị điện dung của bộ tụ điện được tính: 1 2

Tụ điện mắc song song

Khi mắc song song, giá trị điện dung của bộ tụ điện tăng

Giá trị điện dung của bộ tụ điện được tính: C b = C1 + C2 + + Cn

2.3 Ứng dụng

Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử

+ Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ

điện được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênhlệch và điện áp một chiều

+ Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu thành điện áp mộtchiều bằng phẳng ( lọc nguồn)

+ Dao động tạo tần số dao động, tạo xung xuông

3 Cuộn cảm

Cuộn cảm là linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích lũy năng lượngdưới dạng từ trường thường dùng trong mạch lọc nguồn, mạch tạo dao động, cácmạch trong hệ thống âm thanh

3.1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại

3.1.1 Cấu tạo

Hình dạng thực tế các loại cuộn cảm

Cuộn cảm cấu tạo gồm một số vòng dây bằng kim loại dẫn điện quấn lạithành nhiều vòng trên một lõi, dây quấn được sơn emay cách điện Lõi cuộn dây

có thể là không khí hoặc vật liệu dẫn từ như ferrite hay lõi thép kỹ thuật

* Các thông sô cơ bản của cuộn cảm:

- Điện cảm:

Còn gọi là hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng của cuộn cảm, đại lượng nàycho biết độ lớn của sức điện động tự cảm khi có sự biến thiên của dòng điện.Điện cảm ký hiệu là L đơn vị Henry (H), giá trị phụ thuộc vào số vòng,chiều dài của cuộn dây, tiết diện của dây và lõi

- Cảm kháng:

Là đại lượng chỉ sức cản điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều

Dòng điện có tần số càng cao thì cảm kháng của cuộn dây càng lớn.

- Tính chất nạp, xả của cuộn cảm

Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượngdưới dạng từ trường được tính theo công thức

W = L.I 2 / 2Trong đó:

W : năng lượng ( June )

xả điện

3.1.2 Ký hiệu

Ký hiệu các loại cuộn cảm

a) L1 là cuộn cảm lõi không khí

b) L2 là cuộn cảm lõi ferit

c) L3 là cuộn cảm có lõi điều chỉnh được

d) L4 là cuộn cảm lõi thép kỹ thuật

Đơn vị đặc trưng cho độ tự cảm của cuộn dây là Henry (ký hiệu : H),mH,µH

Trong đó : 1H = 103 mH = 106 µH

3.1.3 Phân loại

- Phân loại theo lõi của cuộn cảm :

+ Cuộn cảm lõi không khí:

Loại cuộn cảm này không có lõi, có hệ số tự cảm nhỏ ( < 1mH ) Cuộncảm lõi không khí có cuộn dây có tiết điện lớn, tiêu hao năng lượng dướidạng nhiệt nên hiệu suất làm việc cao được ứng dụng trong miền tần số cao.Chúng được sử dụng trong các mạch tần số cao bao gồm máy thu tivi vàradio

Hình ảnh thực tế cuộn cảm lõi không khí

+ Cuộn cảm lõi sắt ferrite:

Lõi ferit có nhiều hình dạng khác nhau như: thanh, ống, hình chữ E, chữ

C, hình xuyến, hình nồi, hạt đậu,v.v Dùng lõi hình xuyến dễ tạo điện cảm cao,tuy vậy lại dễ bị bão hòa từ khi có thành phần một chiều.Thường là các cuộncảm làm việc ở tần số cao và trung tần

Hình ảnh thực tế của cuộn cảm lõi sắt ferrite

+ Cuộn cảm lõi sắt từ:

Lõi của cuộn cảm thường là hợp chất sắt – silic, hoặc sắt- niken … Đây

là các cuộn cảm làm việc ở tần số thấp Dùng dây đồng đã được tráng men cáchđiện quấn thành nhiều lớp có cách điện giữa các lớp và được tẩm chống ẩm

+ Chữ cái thứ tư luôn là sai số.

Đơn vị tính là µH (micro henry)

Bảng sai số của cuộn cảm

* Đo cuộn cảm bằng đồng hồ chỉ thị kim (VOM)

Để đo trị số cuộn cảm dùng đồng hồ chỉ thị kim ta thực hiện theo các bướcsau:

- Chập hai que đo, hiệu chỉnh kim đồng

hồ về 0Ω

- Đặt đúng thang đoΩ

- Kim đồng hồ chỉ 0Ω

Bước 2 Tiến hành đo

- Cố định cuộn cảm

- Đặt hai que đo đồng hồ vào hai chân của cuộn cảm

- Cố định chắc chắn

- Không tiếp xúc tay với chân cuộn cảm

Bước 3 Đọc kết quả Quan sát đọc kết quả

Đọc và tính toán đúng giá trị điện trở của cuộn cảm ghi trên thân

Giá trị điện trở của cuộn cảm = Thang đo x chỉ

số thang đọc

* Đo cuộn cảm bằng đồng hồ chỉ thị số (DVOM)

Để đo trị số cuộn cảm dùng đồng hồ chỉ thị số ta thực hiện theo các bước sau:

đo " Ω "

Đặt đúng thang đo

" Ω "

Giá trị hiển thị trên màn hình chính là giá trị điện trở của cuộn cảm

b Kiểm tra chất lượng

Khi đo 2 đầu của cuộn cảm, nếu:

+ Giá trị điện trở đo được giống với giá trị điện trở của cuộn cảm thì cuộncảm còn tốt

+ Giá trị điện trở đo được = 0 thì cuộn cảm bị đứt

+ Giá trị điện trở đo được nhỏ hơn giá trị điện trở chuẩn của cuộn cảm thìcuộn cảm bị chập một số vòng dây

+ Giá trị điện trở đo được lớn hơn giá trị điện trở chuẩn của cuộn cảm thìcuộn cảm bị hỏng

3.2.2 Cách mắc cuộn cảm

a Mắc nối tiếp

- Cách mắc: Đoạn mạch mắc nối tiếp là các cuộn cảm được mắc liên tiếp vớinhau, không phân nhánh Điểm đầu của cuộn cảm này được nối với điểm cuốicủa cuộn cảm kia

- Sơ đồ:

Cuộn cảm mắc nối tiếp

- Đặc điểm: Khi mắc nối tiếp, giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm tăng

Giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm được tính: L b = L1 + L2 + + Ln

Tổng trở kháng cảm ứng ( cảm kháng ): XL = XL1 + XL2 + + XLn

Cuộn cảm mắc song song

Khi mắc song song, giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm giảm

Giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm được tính:

Từ dung của đoạn mạch L2 // L3: L23 = L2 + L3 = 12 + 6 = 18 mH

Từ dung tương đương của bộ cuộn cảm là:

Lb = L1 + L23 = 6 + 18 = 24 mH

3.3 Ứng dụng

Cuộn cảm lõi sắt thường có điện kháng lớn dùng để điều khiển dòng điện trongmạch xoay chiều, ví dụ trong mạch điện đèn huỳnh quang, hộp số quạt, trongcác quận hút của khí cụ điện, công tắc tơ, khởi động từ, Rơ le Làm cho dòngmột chiều sau chỉnh lưu được bằng phẳng hơn …

Cuộn cảm có cuộn dây lõi không khí trị số điện kháng nhỏ hơn, được dùnglàm cuộn cộng hưởng tần số radio, hạn chế dòng xoay chiều cao tần đi qua.Trong các ứng dụng cụ điện thanh như Microo, loa

Cuộn cảm lõi là bột sắt, kết hợp với tụ điện thường dùng trong mạch điềuchỉnh tần số cộng hưởng, tạo tần số dao động

Mạch từ gồm 2 phần: - Trụ từ là nơi đặt dây quấn

- Gông từ là phần nối liền các trụ từ với nhau

Lõi thép của mba thường được chế tạo theo các kiểu sau:

+ Lõi thép kiểu lõi (mạch từ kiễu lõi)

+ Lõi thép kiểu vỏ (mạch từ kiểu vỏ)

+ Loại trung gian, loại này thường dùng cho MBA 3 pha công suất lớn

Cấu tạo lõi máy biến áp

Để tạo nên một bộ lõi thép người ta phải ghép rất nhiều lá thép kỹ thuậtđiện với nhau, các lá thép có độ dày 0,35 – 0,5 mm bề mặt có phủ sơn cách điện

để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên, để ghép thành 1 bộ lõi thép các láthép cũng phải ghép phần gông và phần trụ xen kẽ nhau hoặc ghép nối nhau Các lá thép trong một bộ lõi thép thường được chế tạo theo một số kiểuthông dụng sau:

EE, LL, EI, II, UU

Các lá thép này phải được đan và ghép lại với nhau sao cho khe hở của các

lá thép trong một lõi thép không được trùng nhau, sau đó toàn bộ các lá thépphải được ép chặt lại bằng các bộ xà ép, gông ép và bu lông đai ốc

* Đối với MBA hạ áp:

- Dây quấn sơ cấp W1 được đấu vào lưới điện U1 cao hơn, để lấy năng lượngđiện vào

- Dây quấn thứ cấp W2 được đấu ra tải có U2 thấp hơn, hoặc lấy năng lượngchuyển tiếp đi tuỳ theo yêu cầu làm việc

* Đối với MBA tăng áp:

- Sơ cấp đấu với điện áp vào nhỏ thường từ MFĐ nơi sản xuất điện năng

- Thứ cấp có điện áp ra lớn hơn để truyền tải điện năng đi xa đến nơi tiêu thụđiện

Các kiểu quấn dây trong máy biến áp

* Đối với MBA 3 pha công suất lớn thường có 2 kiểu quấn dây:(hình 2.3)

- Dây quấn kiểu đồng tâm là dây quấn có dây quấn sơ và thứ cấp cùngquấn trên 1 trụ từ và cùng 1 tâm giữa hai dây quấn được lót cách điện

- Dây quấn kiểu xen kẽ là loại dây quấn trên 1 trụ từ có dây quấn sơ cấp

và thứ cấp đặt xen kẽ nhau cách điện với nhau

Khi quấn dây giữa các lớp dây quấn và giữa 2 dây quấn sơ, thứ cấp đềuđược cách điện với nhau và tất cả dây quấn được cách điện hoàn toàn với lõithép Trong chế tạo dây quấn, để có nhiều cấp điện áp làm việc, cuộn dây sơ vàthứ cấp thường có nhiều đầu dây ra, các đầu dây này thường được đấu qua mộtchuyển mạch

- Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm [V, kV] là điện áp thứ cấp không tảikhi điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức.

- Dòng điện dây sơ cấp định mức I1 đm [A, kA] ứng với công suất và điện ápđịnh mức

- Dòng điện dây thứ cấp định mức I2đm [A, kA] ứng với công suất và điện

áp định mức

Với MBA 1 pha:

Với MBA 3 pha:

Hình 1.4 Sơ đồ khối mô tả nguyên lý làm việc của máy biến áp

Khi đấu u1 ~ vào w1 xuất hiện io1 ~ tạo ra sức từ động F1= I1.w1 > sinh ra

từ thông 1 ~ xuyên qua cuộn w1, w2 chạy trong lõi thép, làm sinh ra những suấtđiện động cảm ứng, tại w1 có:

và tại w2 có (dựa trên định luật cảm ứng điện từ)

Trong đó: w1 là số vòng dây của cuộn dây sơ cấp

w2 là số vòng dây của cuộn dây thứ cấp

là từ thông biến thiên qua thời gian

Nguyên lý làm việc của MBA khi không tải

Khi cầu dao CD mở > i2= 0, nếu bỏ qua tổn thất ta thấy ở w2 có > Suấtđiện động E2, ở w1 có - -> Suất điện động E1 cảm ứng

i1 là dòng không tải chạy trong w1 có r1 rất nhỏ nên E1 U1

U1, U2 Trị số hiệu dụng của điện áp sơ và thứ cấp của MBA

f Tần số lưới điện đặt vào MBA (tần số điện áp của cuộn thứ cấp

f2)

 là từ thông của MBA

Nguyên lý làm việc của MBA khi có tải

Cầu dao CD đóng > i2 ≠ 0 do E2 sinh ra i2 chạy qua tải và i2 = f (R tải) >khi R tải lớn > i2 nhỏ, ngược lại R tải nhỏ > i2 lớn

(Có nghĩa là trở kháng của tải lớn thì i2 nhỏ và ngược lại)

Có i2 sinh ra từ thông 2 tương tác với 1 do i1 sinh ra tạo ra từ thông  tổng,

- Nếu MBA có tỉ số k < 1 là MBA tăng áp.

Công suất điện từ Pđt = E1I1 = I12 Z1 [kW]

Công suất tổn hao không tải (sắt từ) P0 = I02 Z0[kW]

4.5 Quấn máy biến áp 1 pha cỡ nhỏ

4.5.1 Tính toán số liệu dây quấn máy biến áp một pha

4.5.1.1 Tính toán theo kích thước mạch từ

Bước 1: Xác định tiết diện lõi thép

Công suất dự tính của lõi thép Pdt = U2 I2 (VA)

Bước 4: Tính đường kính dây d1 và d2

Tiết diện dây sơ cấp

* Gia công khuôn quấn dây bằng giấy cách điện

Khuôn quấn dây có nhiệm vụ cách điện giữa bộ dây và lõi thép Khuôn quấn dây

có tai giữ không cho dây bung ra, khi quấn dây sẽ dễ dàng hơn, khuôn quấnkhông có tai thường được dùng khi quấn bằng máy tự động Khuôn quấn dây

thường làm bằng bìa dày 0,3  1 mm tùy theo nhu cầu sử dụng và công suất củamáy biến áp Quy trình làm khuôn như sau:

+ Chế tạo nòng gỗ

+ Cắt giấy làm khuôn

+ Gấp giấy cách điện quanh lõi gỗ

+ Lồng tấm cách điện che cạnh dây quấn

Chú ý:

Kích thước của lõi gỗ: a’ = a + 0,5 mm, b’ = b, h = h

Bề rộng của tấm cách điện dùng làm tai của khuôn quấn dây che các cạnhdây quấn chống xây xát với lá thép trong quá trình lắp ghép phải có bề rộngbằng bề rộng c của lõi thép

- Sau khi thực hiện, chờ keo dán khô hẳn, cho lõi gỗ thoát khỏi khuôngiấy và dùng lá thép E ướm kiểm tra lại điều kiện bỏ lọt lá thép và chiều cao củakhuôn phải bằng hay thấp hơn bề cao h của cửa sổ lõi thép

Phương pháp thực hiện khuôn quấn dây bằng giấy cách điện

4.5.2.2 Quấn các cuộn dây

Công tác chuẩn bị

- Thiết bị: Lõi thép máy biến áp.

f, Khuôn quấn dây làm

bằng cách điện thực hiện

hoàn chỉnh

d, Phương pháp gấp giấy cách điện bọc quanh lõi gỗ

c, Giấy cách điện làm khuôn sau khi đã cắt bỏ diện tích không cần thiết

Phần giấy được cắt bỏ

Đường gấp

e, Phương pháp lồng tấm cách điện che cạnh dây quấn

- Dụng cụ: Máy quấn dây, búa, kìm, kéo, đồng hồ vạn năng.

- Vật tư: Dây điện từ, khuôn quấn, giấy cách điện, băng dính cách điện

a Bảng trình tự

TT Nội dung Thiết bị, dụng cụ, vật liệu Yêu cầu kỹ thuật

1 Lắp khuôn vào máy

- Đo kiểm tra thông

cuộn dây sơ cấp và thứ

cấp

- Đo kiểm tra cách điện

cuộn sơ cấp, thứ cấp sơ

Bảng các dạng sai hỏng thông thường:

1 Máy biến áp làm việc

bị rung và phát ra tiếng

kêu ngay cả khi không

tải

Ghép các lá thép chưa chặt và khít

Ghép thêm và ép chặt lõi thép

2 MBA bị nóng quá nhiệt

độ cho phép

Do chất lượng lõi thép kém

Quấn thiếu số vòng dây của cuộn dây sơ cấp

Tháo ra và quấn thêm cho đủ số vòng dây

3 Điện áp ra không đúng Số vòng dây của cuộn

thứ cấp không đúng

Quấn lại cuộn thứ cấp cho đủ số vòng dây

c Các bước thực hiện

- Bước 1:Lắp khuôn vào máy quấn dây.

- Bước 2: Quấn các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

+ Trước khi quấn phải lót 1 lớp giấy cách điện vào khuôn quấn Sau đóquấn cuộn sơ cấp trước, cuộn thứ cấp sau.

+ Khi quấn các vòng dây phải thật sát, không chồng chéo lên nhau Phầntiếp giáp giữa cuộn sơ và thứ cấp phải được lót 1 đến 2 lớp giấy cách diện

+ Khi quấn hết lớp ngoài cùng của cuộm dây thứ cấp phải bọc 1 lớp cáchđiện để chống bụi, chống ẩm ướt, chống chầy xước bộ dây

- Bước 3: Ghép lõi thép vào khuôn quấn dây

Khi ghép lá thép thì ghép lá thép hình chữ E trước sao cho các lá thép dốixứng nhau Khi ghép hết lá thép hình chữ E, sau đó mới ghép đến lõi thép hìnhchữI Trong quá trình ghép nếu gặp khó khăn, thì dùng búa để gõ các lá thép chochặt và khít

- Bước 4: Đo và kiểm tra các cuộn dây

+ Đo kiểm tra thông mạch các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp

+ Đo kiểm tra chạm chập giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, sơ cấp với lõi vỏ,thứ cấp lõi vỏ

- Bước 5: Nối dây vận hành thử

+ Đo điện áp thứ cấp

+ Kiểm tra sự phát nóng của MBA

BÀI 2: CHẤT BÁN DẪN, ĐI ỐT BÁN DẪN, CÁC ĐI ỐT ĐẶC BIỆT

1 Khái niệm, định nghĩa, tính chất của chất bán dẫn

Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫnđiện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì chất bán dẫn là những chất

có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử Các chất thường dùng là các chấtGermanium (Ge) và Silicium (Si)

2 Sự dẫn điện trong chất bán dẫn tinh khiết (thuần)

Chất bán dẫn tinh khiết hay chất bán dẫn thuần là chất bán dẫn chưa bịpha tạp, Chất bán dẫn tinh khiết nằm nhóm IV trong bảng tuần hoàn hóa học, do

đó nó có đặc điểm chung là ở lớp ngoài cùng đều có bốn điện tử hoá trị Bốnđiện tử lớp ngoài cùng của một nguyên tử không những chịu sự ràng buộc vớihạt nhân của chính nguyên tử đó mà còn liên kết với bốn nguyên tử đứng cạnh

nó, hai nguyên tử đứng cạnh nhau có một cặp điện tử góp chung

Chất bán dẫn thuần

Dưới tác động của các yếu tố nhiệt độ, áp suất, điện trường có năng lượnglớn hơn năng lượng liên kết thì một số liên kết ghép đôi bị phá vỡ, một sốelectron bị bứt ra khỏi liên kết trở thành electron tự do và chuyển động theotrường kích thích do vậy nó tạo ra dòng điện trong chất bán dẫn thuần

Khi một electron bị rứt khỏi mối liên kết, trở thành một electron tự do(electron dẫn) thì nó để lại một lỗ trống thiếu e- liên kết và được xem là hạtmang điện dương

Electron và lỗ trống là 2 hạt tải điện trong BD tinh khiết.

Dòng điện trong chất BD tinh khiết là dòng các electron dẫn chuyển độngngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động đồng thời cùng chiềuđiện trường

Trong BD tinh khiết hay BD loại i, electron dẫn và lỗ trống có mật độbằng nhau nhưng nhỏ, chúng được gọi là những hạt tải điện thiều số

có bốn trong số chúng được liên kết với các nguyên tử Si, nên electron hóa trịthứ bốn bị bỏ lại không có gì để liên kết

Các electron hóa trị đặc biệt trong các nguyên tử Photpho bắt đầu hoạtđộng giống như các electron hóa trị đơn trong một dây dẫn thông thường Chúngđược tự do di chuyển mọi nơi Bởi vì loại chất bán dẫn này thừa các electron,

nên nó được gọi là chất bán dẫn loại N (Negative).

Đặc điểm: Nồng độ hạt dẫn đa số trong chất bán dẫn loại N là các electron mang điện tích âm.