Giáo trình kỹ thuật điện tử cơ bản (nghề vận hành máy thi công mặt đường trình độ cao đẳng)

1.1.1.1.Công dụng và phương pháp sử dụng mỏ hàn thiếc Để có được 1 mạch điện không chỉ yêu cầu về mạch chạy tốtchạy ổn định mà còn đẹp về thấm mỹ cả mặt rên Top và mặt dưới Boom nữa Hàn

BỘ GIAO THÔNG VẬN TAL

TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I

2I/13/201? của Hiện trườngBán hành thê0 Qu$Ết địnÏt sổ 19ssft ngày

BO GIAO THONG VAN TAL

‘TRUONG CAO BANG GIAO THONG VAN TAL TRUNG UONG 1

GIAO TRINH

Mô đun: Kỹ thuật điện tử cơ bản

NGHE: VAN HANH MAY THI CONG

MAT DUONG

‘TRINH DO CAO DANG

Hà Nội ~2017

MO DAU

Môn học: Kỹ thuật điện tử cơ bản là một trong nhimg mén học bắt buộc

trong chương trình đào tạo nghề Vận hành máy thỉ công nÊn, trình độ: Cao

đẳng nghề;

Đây là một môn học cơ sở chuyên nghành rắt quan trọng trong

chương trình đào tạo, môn học này giúp cho người học nắm được cơ sở

chuyên nghành, nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp;

Môn nảy có thẻ tiến hành học trước các môn học, mô đun

chuyên môn;

“Chúng tôi gồm các Thạc ỹ, Cử nhân, giáo viên có ty nghề cao nghệ Xây dựng câu đường, có nhiề kinh nghiệm tong giing dạy, đã sưu tằm, bằng kinh nghiệm, bằng kiến thức chuyên môn, cổ gắng biên soạn ra giáo tình nội bộ cho môn học này, nhằm giúp người học nhanh chóng tiếp thu được môn học;

“Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã có nhiều cố gắng, song

không thể tránh khỏi những khiếm khuyết, chúng tôi rất mang được sự góp

ý, bổ sung để chúng tôi hoàn thiện hơn nữa

“Chúng tôi chân thành cảm ơn

1-1 | Sử dụng dụng cụ cằm tay và ding hb VOM 4

LÍ Tông ng và dưng chấn ong cận đọng Em tơ 4 nghệ điện từ và đồng hồ VOM

| Công dụng và phương pháp sử dung may do VOM |5 —|

‘Sit dung dung cụ cằm tay nghề điện từ và đồng hỗ VOM —_ 10

_Vật liệu, linh kiện thy dg 1M

‘Cong dụng và đặc điểm kỹ thuật của các vật liệu, linh kiện | 19

điện - điện tử thường dùng trong hệ thống mạch điện may

thí công nên

[1.2.2 | Linh kiện điện từ cơ bản le

1.4 | Transistor (54

“Chương II: Các mạch điện tử cơ bản 61

221 | Mạchchinh lưu 2.2 | Mạch khuếch dai [4 ol

1.1.1.1.Công dụng và phương pháp sử dụng mỏ hàn thiếc

Để có được 1 mạch điện không chỉ yêu cầu về mạch chạy tốtchạy ổn định mà còn đẹp về thấm mỹ cả mặt rên (Top) và mặt dưới ( Boom) nữa Hàn mà quá ty nồng đầu hàn cũng có thể làm cho điện trở tăng hay làm chết ình kiện có khi lâm cho mồi hàn bị đen.hản không nóng dễ bung mỗi hàn đến lúc không biết chỗ nảo mà khắc phục Chính vì vậy chịp chỉa sẻ cho các bạn cách sử dụng mỗ hàn sao cho hợp lý.Ã

a.Chọn mồ hàn:

'Nên có 2 mỏ hàn, một mỏ hần xung (mô hàn đoản mạch — dùng để hản các linh kiện thường, LK to) va mt mo hin nung (mỏ hàn nung nhiệt bảng đây maiso - dùng để hin tranz trường, ¡e số, ie chân quá nhỏ ) Về mỏ hàn xung Dùng mỏ hàn nào cũng được, tuy nhiên nếu có điều kiện thì nên chọn mỏ hàn tốt (không bị nóng thân mỏ hàn, nhiệt độ ổn định vẻ không có từ dư nhiều) Khi mua nên bắm thử nêu độ nóng vừa phải (bim 1 giấy rồi thả m xong đùng tay kiểm tra đầu mô hàn thấy nhiệt độ ấm dm cảm nhận rõ là được) không nên nóng quá hay nguội quá

sạch toàn bộ dây (bỏ hết emay cách điện và oxy hóa) không nên bắt ốc vào mỏ

hàn luôn, dùng đô dùng nào đó cạo sạch đầu tiếp xúc chỗ cọc an bắtđây (2 cọc

đồng từ mỏ hàn ra) sau đó mới bắt vào mỏ hàn Tráng thiếc cho lấn đầu tiên dùng: Sau

khi bất 6c xong bẩm mỏ hàn và nhúng ngay vào cục nhựa thông Sau khi nhựa thông đđã chấy ra và bám vào phần đầu của dây mỏ hản thì thôi bắm và lấy mổ hàn ra Tìm một tắm PCB cũ có những nốt hàn to có sẵn thiếc (vi dụ như nốt hàn chân nguồn mass

hoặc nốt hàn tỏa nhiệt ching hạn) rồi bắm mỏ bàn vào những nốt hản này để trắng

thiết sao cho thiếc bám đều phản đầu dây mô hàn Đặc biệt không nên bắm 5-10 phút

mà không trắng thứ gì vì như thể đầu mỏ hin sẽ bị nhiệt độ cao làm oxy hóa sẽ không

ăn thiếc được nữa

1.112 Công dụng và phương pháp sử dụng dụng cụ hút thiếc

“Cách hút thiếc để rút nh kiện: có 2 cách

+ Ding Sing (pit ton) hit thige Sau khi mua súng hút về nên chế lại một ít cho súng, hiệu quà hơn và có thêm cái vú cao áp bằng cao su, cất bỏ cái vú đi chỉ lấy cải ông cao

su dai khoảng 2Cm ở chân vú Cái ống đó để bọc ngoài cai dau súng

Cách húc Cổ thể dùng nhựa thông hoặc không cần để nung nóng chảy mỗi hàn cũ

Sau khi mối hàn đã nóng chảy, đưa đâu súng vào sắt tam giác quy va bam nút -2-3'

môi hàn sạch bong, Lúc này cao su ở đầu sũng mới phát huy tác dụng: Không bị chảy

khi tiếp xúc với đầu mó hàn và hạn chế không khi bị hút vào trong súng làm cho thiée

bị hút sạch hơn

.+ Dùng bỏ dây đồng nhỏ để hủt: Cách này có từ thời xa xưa kiểm một bó đây nhiều

Ji no đó lõi cảng nhỏ cân tốt (nhưng đừng nhỏ quá dễ đứt tại PCB ) Thắm nhựa thông kín dây hút tiếc rùi để nó ngay trên mỗi hàn định hút rủ bắm mỏ hàn Thiếc nóng chảy ra sẽ bị dây hút khá nhiều Sau đó nhắc dây hút thếc ra tồi vẫy mạnh cho thie trong dây bị bắn ra ngoài, sau đồ lại nhúng nhựa thông lại hút tiếp cho đến khi sao sạch thì thôi

{Chit fs

mạch sách dùng dậy hút iy nén thận trọng vì đây đồng có thể bị đút và gây đoán

1-1-2 Công dụng và phương pháp sử dụng máy đo VOM ( Đồng hồ điện tử)

4 Cing dung: Ding i van ing VOM tj do thing hi đực vất

kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hỗ vạn năng có 4 chức năng chính là Đo điện

trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC và đo dòng điện

Đồng hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo lường điện có nhiều chức, năng, Các chức năng cơ bản là ampe kế, vôn kế, và ôm kế, ngoài ra có một số đồng hồ

côn có thể đo tân số đông điện, điện dung tụ điện, kiêm tra bóng bin din (transitor

Ưu điểm: đo nhanh, kiếm tra được nhiễu loại linh kiện, thấy được sự phóng nạp

của tụ điện , tuy nhiên đồng hỗ này có hạn chế về độ chính xác và có trở kháng

khoảng 20K/Vol do vây khi đo vào các mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp

'Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là vạn năng kế điện tử là một đồng hồ vạn năng

sử dụng các linh kiện điện tử chủ động, và do đỏ cần có nguồn điện như pin Đây là loại thông dụng nhất hiện nay cho những người lâm công tác kiểm tra điện và điện tử:

Kết quả của phép đo thường được hiển thị trên một màn tỉnh thể lỏng nên đồng hộ còn

được gọi là đẳng hồ vạn năng điện tử hiện số

JR

Việc lựa chọn các đơn vị đo, thang đo hay vi chỉnh thường được tiền hành bằng các im, bay một công tắc xoay, có nhiều ắc, và việc cắm dây nối kim đo vào đúng

ẻ đại có thể tự đồng chọn thang đo

1 Kiểm tra nổi mạch: máy kêu "bíp* khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0

4 thị số thay cho kim chỉ trên thước

3 Thêm các bộ khuếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ dòng

điện nhỏ khi điện trở lớn

4 Do dé ty cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện, có ích khi kiểm

tra và lắp đặt mạch điện

5 Kiểm tra diode va transistor, có ích cho sửa chữa mạch điện

6 Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt

7 Đo tần số trung bình, khuếch đại âm thanh, để điều chỉnh mạch điện

của radio Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín hiệu (như

trong dao động kế)

8 Dao động kế cho tân số thấp, có ở các vạn năng kế có giao tiếp với

máy tính

9 Bộ kiểm tra điện thoại

10 Bộ kiểm tra mạch điện ô-tô

11 Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thể)

'Đồng hồ vạn năng hiển thị kim

Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang AC, để

thang AC cao hơn điện áp cần đo một nắc, Ví dụ nếu đo điện áp AC220V ta

để thang AC 250V, nếu ta để thang thấp hơn điện áp cần đo thì đồng hỗ báo

kịch kim, nếu để thanh quá cao thi kim báo thiếu chính xác

vào điện

Đề nhằm thang đo 1, đo vào

* Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC thi kim đồng hồ không báo „

nhưng đồng hồ không ảnh hưởng

`_P ass

Để thang DC đo áp AC đồng hỗ không lên kim

tuy nhiên đồng hỗ không hỏng

1.1.3, Sử dụng dụng cụ cầm tay nghề điện tứ và đồng hồ VOM

1.1.3.1 Hàn nối linh kiện điện - điện tử bằng mỏ hàn thiếcã

a.Cách hàn các linh kiện (LK) thường:

‘Nén vé sinh PCB va chan LK (PCB và LK cũ) trước khi hàn, có thể vệ sinh bằng

axeton, dao dọc giấy xin hướng dẫn hàn với PCB và LK đã được làm sạch hoặc là

PCB, LK mới chin LK sao cho cắm chặt LK vào PCB mà chấn LK tồi ra Irnm là đẹp nhất -+ Bắm mỏ hàn vào cục nhựa thông cho nhựa thông chảy ngập đầu mo hin > nha mo hàn >nhắc mô hàn đến chỗ chân LK > Bắm mỏ hàn cho nhựa thông ở đầu mỏ hàn chây

ra trim kin chin LK và lỗ PCB > Đưa dây thiếc vào tam giác quỷ: lỗ PCH - Chân LK -

Đầu mô hàn để thế chạm đầu mỏ hàn và chảy ra (cho ít tiếc thôi nhề nhiều nhìn ghế

lắm) thường ( thì sau khi chạm tam giác quý sẽ chảy ra và trắng đều lỗ peb va chan LK,

thấy mỗi hin vin chua dep thie6 thé di chuyén diu m6 hin cho déu hoge thém thiếc hoặc cho thêm nhựa thông dé méi hin dep

b.Cách hàn chân IC hoặc dãy nhiều chân:

Hàn con IC có 2 hàng chân x20 = 40 chân

+ Ding mo hin boi nhựa thông (như bênCách hàn các linh kiện (L.K) thường: Nên

vệ sinh PCB va chin LK (PCB va LK cũ) trước khi hàn, có thể vệ sinh bằng axeton,

dao dọc giấy xin hướng dẫn hàn với PCB và LK đã được làm sạch hoặc là PCB, LK + Cat chin LK sao cho cắm chặt LK vào PCB mà chân LK troi ra Imm li đẹp nhất

+ Bắm mỏ hàn vào cục nhựa thông cho nhựa thông chảy ngập đầu mỏ hàn > nha mo hàn >nhắc mô hàn đến chỗ chân LK > Bắm mỏ hàn cho nhựa thông ở đầu mó hàn chảy

ra trùm kín chân LK và lỗ PCB > Đưa dây thiếc vào tam giác quỷ: lỗ PCB - Chân LK - Đầu mó hàn để thiễc chạm đầu mỏ hàn và chảy ra (cho ít thiếc thôi nhẻ nhiều nhìn ghế

lắm) thường thì sau khí chạm tam giác quỷ sẽ chảy ra và trắng đều lỗ peb va chain LK,

nêu thấy mỗi hàn vẫn chưa đẹp thì có thể di chuyển đầu mỏ hàn cho đều hoặc thêm thiếc hoặc cho thêm nhựa thông đễ mối hàn đẹp

Cách hàn chân IC hoặc đấy nhiều chân:

Hàn con IC có 2 hằng chân x20 = 40 chân

+ Ding mo han boi nhựa thông (như bên trên hướng dẫn) tới tắt cả các chân của IC + Ding một lượng thiếc khá to (bằng nữa đầu đũa) cho chân đầu tiên cia diy Bim

“mỏ hàn cho thiếc nồng chảy và cứ thể di đền chân tiếp theo cho đến chân cuỗi (chỉ dì một chiều) Chân nào còn chạm nhau thị cứ đị ại (hoặc thêm nhựa thông) tiếp tục đến cuối là được Trong quá trình di nễu thiêu thiếc thì châm thêm đến chân cuỗi nêu thừa thiếc thì vậy đầu mỏ hàn để loại bỏ bớt thi tới tắt cả các chân của IC + Dùng một lượng thiếc kh to (bằng nữa đầu đũa) cho chân đâu iên cia day Bm

mỏ hàn cho thiếc nồng chảy và cử thể di đến chân tiếp theo cho đến chân cuối (chỉ đi một chiều)

w

“Chân nào còn chạm nhau thì cứ đi lại (hoặc thêm nhựa thông) tiếp tục đến cuối

là được Trong quả trình di nếu thiếu thiếc thì châm thêm đến chân cuối nếu thừa thiếc

thì vây đầu mô bàn để loại bỏ bớt thiếc

1.1.3.2.Sử dụng VOM đo điện áp, dồng điện, điện trở

*Hướng dẫn đo điện áp một chiều DC bằng đồng hồ vạn năng

Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyền thang đo vẻ thang DC, khi

.đo ta đặt que đỏ vào cực đương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để

thang đo cao hơn điện áp cần đo một nắc Ví dụ nếu đo áp DC 110V ta để

thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp hơn điện áp cần đo => kim

bảo kịch kim, trường hợp để thang quá cao => kìm báo thiếu chỉnh xác

‘en ob ie ap ee Dùng đông hô vạn năng đo dién ap mot chiéu DC

* Trường hợp để sai thang đo :

Nếu ta dé sai thang đo, đo áp một chiều nhưng ta đề đồng hỗ thang xoay chiều thì đẳng hồ vạn năng sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gap 2 lần giá trị thực của điện áp DC, tuy nhiên đông hỗ cũng không bị hồng

"

eatin ga We

Để sai thang đo khi đo điện áp một chiều => báo sai gi tị

* Trường hợp để nhằm thang đo

Chú ý : Tuyệt đối không để nhằm đồng hồ vạn năng vào thang đo dòng,

điện hoặc thang đo điện trở khi ta đo điện áp một chiều (DC) , nếu nhằm đồng hỗ sẽ bị hỏng ngay !!

Một vạn năng kế tương tự:

Loại này ra đời trước và dần bị thay thể bởi vạn năng kế điện tử Bộ

phận chính của nó là một Gavanô kẻ Nó thường chỉ thực hiện đo các đại

lượng điện học cơ bản là cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở

Hiển thị kết quả đo được thực hiện bằng kim chỉ trên một thước hình cung

Loại này có thể không cẩn nguồn điện nuôi khi hoạt động trong chế độ

.đo cường độ dòng điệnvà hiệu điện thế

p1

Trường hợp đề nhằm thang đo điện trở khi đo điện

áp DC => đồng hỗ sẽ bị hỏng các điện trở bên trong!

*Hướng dẫn đo điện trở và trở kháng

Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất

nhiều thứ

tra giá trị của điện trở

sm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn

Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in

Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thông mạch không

tra sự phóng nạp của tụ điện

tra xem tụ có bị dò, bị chập không

mm tra trở kháng của một mạch điện

Đo kiểm tra đi ốt và bóng bán dẫn

“

* Để sử dụng được các thang đo này đồng hồ phải được lắp 2 Pin tiểu

1;5V bên trong, đề xử dụng các thang đo 1Kohm hoặc 10Kohm ta phải lip Pin 9V

~ Đo điện trỡ :

kaotmoee-ba

Đo kiểm tra điện trở bằng đồng hỗ vạn năng

Dé do tri số điện trỡ ta thực hiện theo các bước sau :

+ Bude | ; Để thang đồng hỗ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để

thang x1 ohm hoặc x10 ohm, nếu điện trở lớn thì dé thang x1Kohm hoặc 10Kohm => sau đó chập hai que đo và chỉnh triết áo để kim

đồng hồ báo vị trí 0 ohm

+ Bude 2 : Chuan bj do

+ Bude 3: Dit que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo, Giá trị đo được= Chỉ số thang đo X Thang đo

Vi dy : néu dé thang x 100 ohm va chi số báo là 27 thì giá trị là = 100

~ Dùng thang điện trở để đo kiểm tra tụ điện

«_ Ta có thể dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp và hư hỏng

của tụ điện „ khi đo tụ điện , nếu là tụ gốm ta dùng thang đo xIK ohm

hoặc 10K ohm, nếu là tụ hoá ta ding thang x 1 ohm hoặc x 10 ohm

oh on gpd - ven

Diing thang x 1K ohm dé kiém tra tu go

Phép đo tụ gốm trên cho ta biết :

“Tự CI còn tốt => kim phóng nạp khi ta đo ˆ

“Tụ C2 bị dò —> lên kim nhưng không trở về vị trícñ

“Tụ C3 bị chập => kim đồng hỗ lên = 0 ohm và không trở về

Ở trên là phép đo so sánh hai tụ hoá cùng điện dung, trong đó tụ Cl là tụ

mới còn C2 là tụ cũ, ta thấy tụ C2 có độ phóng nạp yếu hơn tụ C1 => chứng

tỏ tụ C2 bị khô ( giảm điện dung )

Chú ý khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ

phóng nạp

"

* Hướng din do dong điện bằng đồng hồ vạn năng

Cách 1 : Dùng thang đo dòng ¬

Để đo dòng điện bằng dong ho van nang, ta đo đồng hồ nổi tiếp với tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được đòng điện nhỏ hơn giá trị của thang do cho phép,

ta thực hiện theo các bước sau

'Bược 1 : Đặt đồng hồ vạn năng vào thang đo dòng cao nhất

Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về

chiều âm

+ Néu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang đo đã để thang cao

nhất thì đồng hồ vạn năng không đo được dòng điện này

« _ Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị đồng điện

Cách 2 : Dùng thang đo ép DC

Ta có thể đo dòng điện qua tải bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng

mắc nối với tái, điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng sẽ cho biết giá

trị đồng điện, phương pháp này có thể đo được các dòng điện lớn hơn khả năng cho phép của đông hồ vàđồng hd van nang cũg an toàn hơn

Cách đọc trị số dòng điện và điện áp khi đo như thế nào ?

Đọc giá trị dign 4p AC va DC

+ Khi do dign ap DC thì ta đọc giá trị trên vạch chỉ số DCV.A

« _ Nếu ta để thang đo 250V thì ta đọc trên vạch có giá trị cao nhất là

250, tương tự đề thang 10V thì đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 10 trường hợp để thang 1000V nhưng không có vạch nào ghỉ cho giả trị

1000 thì đọc trên vạch giá trị Max = 10, giá trị đo được nhân với 100 lần 18

+ Khi do điện áp AC thì đọc giá trị cũng tương tự đọc trên vạch —- AC.10V, néu do ở thang có giá trị khác thì ta tính theo tỷ lệ Ví dụ nếu

để thang 250V thì mỗi chỉ v của vạch 10 số tương đương với 25V

+ Khi do dong điện thì đọc giá trị tương tự đọc giá trị khi đo điện áp

1.2 Vật liệu linh kiện thụ động

1.2.1.Công dụng và đặc điểm kỹ thuật của các loại vật liệu, linh kiện điện-

điện tử thường dùng trong hệ thống mạch điện máy thi công nền

1.2.1.1.Vật liệu đẫn điện

a Định nghĩa

Là chất có vùng tự do nằm sát với vùng đẩy, thậm chí có thể chồng lên vùng đẩy Vật dẫn điện có số lượng điện tử tự do rắt lớn, ở nhiệt độ bình thường, các điện tử hóa trị trong vùng đấy có thể chuyển sang vùng tự do rất

dễ dàng dưới tác dụng của lực điện trường, các điện tử tự do này tham gia

vào dòng điện dẫn Chính vì vậy vật dẫn có tính dẫn điện tốt

b Đặc tính của vật dẫn điện

Khi nghiên cứu đặc tính dẫn điện của vật liệu cần quan tâm đến các

tính chất cơ bản sau:

* Điện dẫn suất và điện trở suất

Điện dẫn suất hay điện trở suất của vật liệu tính theo biểu thức sau:

Y= ev p

Tri số nghịch đảo của điện dẫn suất Ÿ gọi là điện trở suất P'

Nếu vật dẫn có tiết điện không đổi S và độ dài L thi

S

ere

FR L

Bon vj cia điện tre suat li: Qmm?

* Hệ số nhiệt của điện trở suất

Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ trong khoảng nhiệt

độ hẹp, quan hệ giữa điện trở suất vả nhiệt độ gần như đường thẳng, giá trị

điện trở suất ở cuối đoạn nhiệt độ At có thể tính theo công thức sau

Xb Hệ số nhiệt của điện trở suất

Hệ số nhiệt của điện trở suất nói lên sự thay đổi điện trở suất của vật

liệu khi nhiệt độ thay đôi

'* Nhiệt dẫn suất

Nhiệt dẫn suất của kim loại dẫn điện có quan hệ với điện dẫn suất kim

loại, các kim loaik khác nhau ở nhiệt độ bình thường với điện dẫn suất tính

bằng S/m còn nhiệt dẫn suát tỉnh bằng w/độ.m

* Hiệu điện thế tiếp xúc và sức điện động

Khi cho hai kim loại khác nhau tiếp xúc thì giữa chúng phát sinh hiệu điện thể, nguyên nhân sinh ra hiệu điện thế tiếp xúc là công thoát điện tử của kim loại khác nhau đồng thời do số điện từ tự do khác nhau mà áp lực khi điện tử ở kim loại khác nhau có thể không giống nhau

* Hệ số nhiệt độ dăn nở dài của vật dẫn kim loại

Hệ số dăn nở nhiệt theo chiều dài của vật dẫn kim loại là trị số của hệ

số đãn nở dài theo nhiệt độ và nhiệt độ nóng chảy Khi hệ số cao sẽ dễ nóng chảy, ở nhiệt độ thấp của kim loại khó nóng chảy

* Tính cơ học của vật liệu

'Tính chất cơ học hay còn gọi là cơ tỉnh là khả năng chống lại tác dụng

của lực bên ngoài tác dụng lên kim loại

.Cơ tính của kim loại bao gồm tính đàn hồi, tính dai, độ cứng chịu được

va chạm và độ chju mai mòn

e Một số vật dẫn điện thông dung

.Vi vậy đồng trở thành vật liệu quan trọng nhất dé sản xuất dây điện và

nó là kim loại hiểm, chỉ chiếm 0,01% trong lòng đắt

ồng là kim loại màu đỏ nhạt, nó có điện dẫn suất, nhiệt dẫn suất cao,

có sức bền cơ khí tương đối lớn, dé dat, dễ vuốt dãn, dễ gia công khi nóng

và nguội, có sức bền lớn khi va đập và ăn mòn, có sức đề kháng cao với thời tiết xấu và có khả năng tạo thành hợp kim tốt đồng thời có khả năng hản gắn

tốt

“Trọng lượng riêng ở 200” C : 8,90kg/dm”

"Nhiệt độ nóng chảy: 1083°C

Do đặc tính về cơ và điện đặc biệt của đồng, đồng thời nó có sức bền

cao ở thời tiết xấu nên đồng là kim loại được sử dụng phổ biến trong kỹ

thuật điện như trong kết cấu máy điện, máy biến thé, làm dây dẫn điện cho

đường dây điện trên không, dây tải điện, dùng trong các khí cụ điện, trong

thiết bị điện, trang thiết bị vô tuyến viễn thông

+ Hop kim đồng thanh

'Đồng thanh là hợp kim của đồng có thêm một số kim loại khác để tăng cường độ cứng, tăng sức bền vả dễ nóng chảy theo các vật liệu thêm vảo

¿ Đồng thanh - thiếc: là hợp kim của đồng và thiếc, đôi khi thêm vào một

số kim loại khác dé làm thay đối các tính chất cơ, hóa học, chúng tạo lên sức

bền chống ăn mỏn

~ Đồng thanh - thiếc - kẽm: ( Thiếc 3 - 9%; kẽm 4 — 11%)

~ Đồng thanh- thiếc hoặc đồng thanh -chì-thiếc( chỉ 4-17%)

~ Đồng thanh không thiếc( AL, Mn,Ni) trong đó đồng chiếm 78%

Đồng thanh được sử dụng trong chế tạo máy và các khí cụ điện, để gia

công các chỉ tiết, nối dây dẫn, giữ dây, vòng đầu dây, hệ thống nồi đất, để

chế tạo cổ góp điện, giá đỡ chỗi than, các tiếp điểm ô cắm

+ Hop kim dng thau:

Là hợp kim ddng —kém, trong d6 kém khong vugt qui 46%

Ứng dụng: Để gia công các chỉ tiết dẫn dòng điện như các đầu cọc, bảng,

phân phối, phích cắm, đui đèn

+ Nhôm(AL)

Sau vật liệu đồng, nhôm là vật liệu quan trọng thứ 2 được sử dụng trong

kỹ thuật điện vì nó có điện dẫn suất cao( chỉ thua bạc và đồng), trọng lượng

riêng giảm, tính chất vật lý và hóa học cho ta khả năng dùng nó làm dây dẫn điện Nhưng nhôm có nhược điểm là sức bền cơ khi tương đổi bé và khó khăn trong việc thực hiện tếp xúc điện, Nhôm là vật liệu có rắt nhiễu trong trái đất ( Chiếm khoảng 7,5%)

'Nhôm dùng trong công nghiệp phụ thuộc vào mục đích của nó, theo

các tiêu chuẩn nước ngoài thì nhôm sử dụng làm dây dẫn điện phải gồm:

+ Nhôm tỉnh khiết tối thiểu 99,5%,

+ Sắt - silic : 0,45%

+ Đồng- kem: 0,05%:

Nhôm được dùng để chế tạo điện cực tụ điện phải có độ tỉnh khiết cao

ma tap chat tối đa không quá 0,05%,

Nhôm có các đặc tính chung sau: Nhôm là kim loại có màu trắng bạc,

nhẹ, dễ dát mỏng, vuốt dãn, có thé gia cong dé dàng khi nóng và nguội, dễ

kéo sợi, nhôm rất bền vững không chịu ăn mòn của môi trường không khí,

nước ngọt

Nhôm là kim loại rắt mềm, ít kháng khí va chạm và xây xát khi kéo và

Nhôm có công dụng sau:

~ Do tính chất cơ, điện và nhôm có sức đề kháng cao với thời tiết xấu

và nhôm có trong thiên nhiên nhiều nên nhôm được dùng phổ biến trong kỹ

thuật điện, dễ chế tạo

+ Dây dẫn điện ở đường dây truyền tải

+ Dây cáp điên,

“+ Các thanh góp và các chỉ tiết trong thiết bị điện

+ Dây dẫn dùng để quần

+ Lam ty dign,

+ Các ro to của động cơ điện

+ Các chỉ tiết: đầu nối, giắc cắm

~ Dây dẫn nhôm được dùng phổ biến ở các đường dây trên không

~ Để tăng cường sức bền cơ khí của đây dẫn người ta chế tạo những dây dẫn thép nhôm tông hợp có phần lõi là thép một sợi hay nhiều sợi và

quấn một lớp hay nhiều lớp nhôm bên ngoài dây thép

* Hợp kim của nhôm

'Nhôm có nhiễu hợp kim dùng để đúc và để kéo dây dẫn điện Các hợp

kim chính của nhôm dùng lúc Al-Cu-Ni; Al-Cu; Al-Cu-Zn

Các hợp kim đùng để làm đây dẫn trên cơ sở nhôm là chính và dùng

dây thép nhôm chế tạo sao cho có cơ tính tốt

* Chỉ ( Pb)

Chì được tỉnh luyện theo phương pháp nóng chảy hay điện phân để

loại bỏ tạp chất và cuối cùng thu được chỉ với mức độ tỉnh khiết 99,5% -

99,994%

Chỉ kỹ thuật cung cấp dưới dạng thỏi 35-55kg, nó được dùng trong cấu

tạo, cáp điện và nhiều lĩnh vực khác

Chỉ dùng chế tạo ắc quy

* Đặc tính chung của chỉ

“Chỉ là kim loại có màu tro sáng ngà xanh da trời, là kim loại rất mềm

đẻo ở nhiệt độ thấp, chi có tính dẫn điện rất tốt

Nó có sức bền đối với thời tiết xấu, không bị tác động bởi HCL,

H,SO, va xit

Nó dễ hòa tan trong axit Nari, axit axeetic pha loãng

Sự bay hơi của chỉ rất độc hại

Chỉ là kim loại dễ đát mỏng, dễ kéo thành lá mỏng

hợp này phải dùng chỉ tỉnh khiết 99%)

“Chỉ dùng làm dây chảy để bảo vệ dây dẫn điện

1.2.1.2 Vật liệu cách đi:

a Khải niệm chung về vật liệu cách điện

* Tầm quan trọng của vật liệu cách điện

Vat liệu cách điện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với kỹ thuật

điện Chúng được dùng để tạo ra cách điện bao quanh những bộ phận dẫn điện trong các thiết bị điện và tách rời các bộ phận có điện thế

khác nhau Nó chỉ cho dòng điện đi theo những con đường mà sơ đồ

quy định Vật liệu cách điện còn được dùng làm điện môi công tác

trong các tụ điện

'Nếu không có vật liệu cách điện thì sẽ không thể chế tạo được bất

kỳ 1 loại thiết bị nào

'Tuỳ thuộc vào các tr-ờng hợp sử dụng vật liệu điện phải đáp ứng

đ-ợc nhiều yêu cẩu khác nhau Ngoài những tính chất vẻ điện thì

những tính chất cơ, nhiệt, lý hoá khác cũng nh- ; khả năng gia công vật liệu để chế tạo thành những sản phẩm cắn cũng giữ vai trò to lớn

'Vì vậy trong những điều kiện khác nhau phải chọn những vật liệu khác nhau

Chất cách điện là các chất dẫn điện kém, có điện trở suất rất lớn

(khoảng 10° - 10''Qm), Các vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống, nhằm mục đích ngăn chặn sự tiếp xúc của dòng

điện với người hoặc với các dòng điện khác

Nhiều chất cách điện là các chất điện môi, tuy nhiên cũng có những

môi trường cách điện không phải là chất điện môi (như chân không)

'Yếu tố quan trọng để đánh giá một vật liệu cách điện là cường độ điện

trường đánh thủng Khi cường độ điện trường đặt lên vật liệu vượt quá giá trị cho phép thì sẽ xuất hiện sự phóng điện (quá điện áp), phá hủy vật liệu và

Vat ligu mat đi đặc tính cách điện vốn có Cường độ điện trường đánh thủng cũng là yếu tố quan trọng nhất để lựa chọn cách điện cho các ứng dung

4

'Cỏc nghiờn cứu để chế tạo cỏc loại vật liệu cỏch điện cú khả năng chịu

được điện trường ngày cao được chỳ ý, để cho phộp giảm kớch thước của

cỏc thiết bị điện

b Ph€n l‹

~ Ph€n theo tring th,i

Vat ligu cỏch điện đ- ợc phõn loại theo cỏc dạng: Khớ, lỏng, rắn Ngoài

ra cũn cú vật liệu hoỏ rắn Tr-ớc khi đ-a vụo s#n xuất chẾt c,ch điện chúng lụ chất lỏng, sau khi chế t'o xong chúng lụ chất r⁄4n (sơn vụ e,c

cht hen hip)

* Phân theo bẦn chẾt ho, học:

'Vật liệu cỏch điện vụ cơ và hữu cơ

Chất hzu cơ: Nh+ng hp chất chứa e,e bon,H;,O›, N›

'Chất vô cơ: Có thể có Sĩ, AI, e,e kim lo'

+ Cỏch điện hữu cơ cú tớnh cơ học đỏng quý là tớnh dẻo, đàn hồi tuy nhiờn chỳng cú độ bền nhiệt thấp

C.ch BiOn hw c> đ-ic ong dng rộng ri v* cd thO Po đ-fc thunh ding sii, mung mang vu c,c sn phEm ca hxnh d'ng kh,c

nhau

+ Cỏch điện vừ cơ th- ờng giũn, khụng cú tớnh dẻo và đàn hồi Chế tạo phức tạp nh- ng cú độ bờn nhiệt cao

Tuy cang nghO chO t'o phoc t'p nh-ng ching đ-ie ding trong

nheeng chEt c,ch điOn ph4i lum việc & nhiOt độ cao

+ Ngoài ra cũn cú những vật liệu cú tớnh trung gian giữa vụ cơ và

hữu cơ: đú là những vật liệu hữu cơ nh- ng trong phõn tử của chỳng cú chứa cả những nguyờn tố đặc tr- ng cho vật liệu vụ cơ: Sỉ, AI, P

* Phân theo khĐ n ng chbu nhiệĂ:

Vat ligu đ-ợc phõn thành cỏc cấp Y, A, E, B, F, H, C Việc phõn cấp theo nhiệt độ làm việc lớn nhất cho phộp cú ý nghĩa thực tiễn quan trọng

 Tinh chất chung của vật liệu cỏch điện

* TỶnh hỏi ẩm của vất liệu c,ch điện:

Khi lựa chón vị lu c,ch điện với 1 mục đích cụ thể cCn ph%i

chú ý ti tính chất điện của nó trong nh+ng điều kiOn bxnh th- dng

vụ e% độ an đbnh của e,e tính chất ấy khi có t,c động của độ ẩm, nhiOt độ vp c,c tỉa phóng x' Tuei thọ của c,ch điện trong điều kiện nhiệt đới phụ thuộc vụo khđ n”ng của e,c vẾt liệu đ-ùc bo vế về ho, học chống sử t'o thunh nỀm mốc, côn tring

3s

* Độ ẩm của không khí:

~ Khụng khớ luụn chứa 1 1-ong hoi n- úc nhất định

- Độ ẩm tuyệt đối của khụng khớ: é- ợc đỏnh giỏ bằng khối I-ợng (m) của hơi n- ớc chứa trong 1 đơn vị thể tớch khụng khớ (m))

Em tuyOt đội cCn thiOt đO gy b-o hou khang khY t'ng mink

theo nhiOt độ toc lu ,p suEt cha hai n- 6c tng U'n

ong vii mgi nhiOt độ x,c đbnh, khang khY kheng thO choa 1 l-ợng

a- úc lin hon vx nai sl ri xuộng d-6i d'ng s- —ng

Điều kiện bỡnh th- ờng của khụng khớ đ- ợc lấy bằng độ ẩm (60 + 70)% ở nhiệt độ (20 + 5)"C

~ Tỏc động của độ ẩm làm giảm tớnh chất điện của điện mụi

$⁄Œc biệt nhiệt độ (30 + 40°C) vụ khi bụ, có tré sẻ cao = 98 +

100% lum cho điều kiện vỄn hạnh của c,c m,y điện vụ thiệt bb

đIOn trộ n'n nding nO

Độ ẩm cao của khụng khớ làm ảnh h- ởng đến điện trở bẻ mặt của điện mụi

$6 bYo vO cheng tc động cha BE Em cho điện mỏi ran cite tính ng-ời ta phi 'n chong 1 lo'i dGu khang dƠnh n-de Kh4 n’ng

dƠnh n- 6c hoc cht ling khc cia điOn mai đ-ic BAe tr-ng bội

gae bi'n dƠnh n-dc đ cia gidt n-de Be I'n BO mộ#t ph'ang cha vEt

UiOu

+ Đ8 Bm cha vit iOu:

Ce vEt liệu c,ch điện với mec độ nhiều hay ít đều hút ẩm túc lu cd KhĐ n'ng hột yuo trong nd h>i Em t6 mei tr- ờng xung quanh vụ thấm Em

toc lạ cọ kh nhng cho hơi n- ớc xuyển qua

Mẫu vật liệu cỏch điện để trong điều kiện độ ẩm và nhiệt độ nhất định

của mụi tr- ờng xung quanh sau 1 thời gian dài khụng hạn định sẽ đạt đến

1 trang thỏi cõn bằng độ ẩm nào đú

Nếu mấu vẼt liệu t- ơng đối khô th* nó sĨ hút ẩm của mỏi tr- ờng

vu độ Em t'ng dCn cho đOn khi On byng độ Em cia mai tr-dng NOw

'Ở nhiệt độ khá thấp nó là những chất vô định hình có dạng nh-; thuỷ tỉnh khá giòn Khi đốt nóng thì nhựa mềm ra, thành dẻo và hoá lỏng Phân lớn các loại nhựa dùng trong kỹ thuật cách điện không tan trong n- Gc va ft hút ẩm nh- ng lại tan trong các dung môi hữu cơ thích hợp về bản chất điện

‘Thong th- ờng nhựa có tính kết dính và khi chuyển từ trạng thái lỏng

sang trạng thái rắn nhựa sẽ gắn chặt vào vật rắn tiếp xúc với nó Nhựa là thành phân quan trọng của nhiều loại sơn, chất dẻo, xơ tổng hợp Theo

nguồn gốc nhựa có thể phân thành 3 loại: Nhựa tự nhiên, nhựa nhân tạo, nhựa tổng hợp

~_Nhủa nhỒn to:

Gém ete xenlulo va este xenlulo, Chúng đ- ợc tạo ra từ việc xử lý hoá học các xenlulo tự nhiên Chúng thuộc loại nhựa dẻo, kém chịu nóng đ- ợc dùng chế tạo vật liệu dệt, màng mỏng, sơn, chất dẻo

- Nhàa tưng lập

Nhựa tổng hợp có vai trò quan trọng trong kỹ thuật cách điện Theo

bản chất ng ði ta lại chia nhựa tổng hợp ra thành nhựa trùng hợp và nhựa ng- ng tụ

~ Nhùa trung hoy:

+ Nhựa gốc Êtylen:

+ Polystyrol (PS):

+ Tetrafloetylen

~ Nhùa cùc tĨnh:

+ R-gu Polyvinyl: La chất trùng hợp của r- gu vinyl: H,C = CH - OH

B4n thn r- ou vinyl khang ®- ic lum chÊt c,ch ®iÖn vx tÝnh |-dng che thÖ hiÖn qu, m'nh, how tan trong n- óc

N6 đ- ợc dùng làm sản phẩm xuất phát để tổng hợp nhựa

Polyvinylaxêtat dùng để sản xuất sơn Emay Cách điện của dây emay bằng loại sơn ấy có độ bên cơ cao có thể đem sử dụng trực tiếp làm dây quấn cho máy điện và dụng cụ điện rất có lợi về kích th- Ge, trọng l- ợng và giá thành

sản phẩm

+ Nhựa Polimetylmetacrilat (thuỷ tỉnh hữu cơ):

Không màu, trong suốt D- ới tác dụng hồ quang nó thải ra 1 1-ong khí

lớn (CO, H;, hơi H:O, CO.) nên có khả năng đập hồ quang Thuỷ tỉnh hữu

cơ dùng làm vật liệu kết cấu, cầu chì cao áp, buồng đập hồ quang

+ Nhựa Flo hữu cơ:

D2 them nguyên tổ Flo có tính Hạ động hoá học khá mạnh vào thành

phí

1 số điện môi làm cho chúng có những tính chất rất quý.

- Nhựa thi'n nhi'n:

Lu nhe-ng chEt do một sộ động vEt (c,nh kiến) hoZEc nh>ng lo'i cây

ed nhita (nhita thang) tiOt ra, Ng- oi ta khai th,e chúng ộ d'ng ssn có

trong tit nhi'n vu chO cGn ty sich, nEu chy

+ Cỏnh kiến:

Do 1 sộ can tring tiết ra trần c,c cụnh cây ộ xo nang Ng- di ta thu

nhưŒI theo kiệu thĩ công, lọc s'ch bEn vu nEu chy

Là những lớp dang vảy cỏ mỏng và giũn, mầu vàng nhạt hoặc hung hung đỏ Dễ hoà tan trong r- gu cồn ở 50 + 60°C cỏnh kiến trở nờn dễ uốn

và ở nhiệt độ cao hơn nú trở thành dẻo và nồng chảy ra Khi đun núng kộo đài nú đ- ợc nung kết trở nờn khụng núng chảy và khụng hoà tan Trong kỹ

thuật điện cỏnh kiến đ- ợc dựng ở dạng sơn dỏn

+ Nhựa thụng (Colofan):

Là loại nhựa giũn mầu vàng hoặc nõu, dựng nhựa thụng hoà tan trong

đầu mỏ vào việc sản xuất cỏc hợp chất để tẩm và ngõm cỏp

+ Nhựa Cụpan:

Là loại nhựa khú núng chảy Nú búng, cứng, khú hoà tan Nhựa này 1 phần khai thỏc trong khoỏng sản do cỏc loại cõy cú nhựa đó sinh tr- ởng tr-ớc đõy tỏch ra 1 phần thu đ-c từ nhựa của cỏc loại cõy đang mọc hiện nay

Nhựa này dựng làm chất phụ gia cho sơn đầu nhằm tăng độ cứng, của màng

+S:

‘Son: Son va hợp chất cỏch điện đ- ợc xếp vào loại cỏch điện rắn Là dung dich keo của nhựa, của dầu khụ, bi tum cỏc chất ấy gọi là nờn sơn hoà tan trong dung moi dộ bay hơi Khi sơn d- ợc sấy khụ thỡ dung mụi bay hơi cũn lại nờn sơn thỡ chuyển sang trạng thỏi rắn và tạo thành màng sơn

* Hip chất c,ch điện:

Gồm 2 nhúm chớnh là: hợp chất tẩm và hợp chất làm đõy, dựng để tắm

và làm đõy cỏc lỗ trống giữa cỏc chỉ tiết khỏc nhau trong thiết bị điện, giữa cỏc mối nối nhằm bảo vệ chất cỏch điện chống ẩm và chống tỏc dụng của cỏc chất cú hoạt tớnh hoỏ học, tăng c- ờng điện ỏp phúng điện, hoàn thiện điều kiện toả nhiệt cú thể làm tăng cụng suất của cỏc thiết bị

bên điện và độ dẫn điện không cao, độ hút ẩm cao

* Go, gify vp cc tang:

+G¢: 1à vật liệu sẵn có, dé gia công, có đặc tính cơ t- ơng đối tốt

Nếu dùng gỗ làm cách điện thì phải tắm cần thận Th- ờng dùng để chế tạo chỉ tiết giá đỡ, cán cầu dao, nêm rãnh của máy điện

+ Giky yu c.cteng:

Là những vật liệu hình tấm hoặc quấn lại thành cuộn chế tạo từ xơ ngán “Thành phần chủ yếu là xenlulô Độ bền của giấy phụ thuộc vào độ

im

+ C,c tang c,ch @iOn: 2 loai

Loại để ngoài không khí: Cứng và đàn hồi (dùng lót rãnh máy điện, lõi cuộn đây, vòng đệm ) Loại dùng trong dầu: Có cấu trúc xốp và mềm hơn dùng chủ yếu trong dầu MBA Có tính tẩm dấu tốt và khi đó nó có độ bên điện cao

Mung do

“Trong suốt và màng mỏng < 0,02mm, làm bằng polyme hữu cơ, đ- ợc sản xuất thành từng cuộn Nó có độ bền cơ và điện cao dùng làm cách điện cho máy điện, đây cáp, dây quấn

= ChEt dio:

+ ChEt dio:

Dùng rộng rãi trong kỹ thuật Nó có đặc điểm là d- ới tác dụng của sức

ép từ bên ngoài nó sẽ có hình dáng nhất định của khuôn ép

Ding nhiéu chất dẻo làm vật liệu cách điện cũng nh- làm vật liệu kết cấu, Nhiều chất dẻo có độ bên cơ cao, đặc tính cách điện tốt và khá nhẹ

* VEt liu cao su:

Cao su có đặc tính đàn hồi cao, tính ít thấm ẩm và ít thấm khí

+ Cao su tii nhi'n:

Lấy từ nhựa (mủ) của cây cao su Rhi Kim đông tụ mủ cao su và thải hết tap chất thì tách riêng d- ge cao su ra

Không đùng cao su nguyên chất vào việc sản xuất chất cách điện vì nó không chịu đ- ợc nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp cũng nh- tác dụng của dung

môi Để khắc phục nh- ợc điểm đó ng- ời ta tiến hành l- u hoá cao su tức là

nung nóng lên sau khi cho thêm Ì-u huỳnh vào

+ Cao su teeng hi

- Chế tạo từ đầu mỏ, r- ợu cồn và khí thiên nhiên

+ Cao su Buta®ien: Sin xuất cao su đẻo và êbônit

* $iOn mai king teng hip:

- ChÊt lắng Flo lrru c—

.Có tổn hao điện môi rất nhỏ, độ hút ẩm nhỏ không đáng kể và độ bền nhiệt cao Độ nhớt nhỏ, t- ơng đối đễ bay hơi, khả năng đảm bảo thoát nhiệt ra khỏi đây quấn và lõi từ của chất lỏng Flo hữu cơ mạnh hơn nhiều so với dầu mỏ

Ưu điểm: Không cháy đ- ợc, có độ bền chịu hồ quang cao nh- ng đát tiền

* DGu thie vEt:

Là những chất lỏng nhớt thu được từ hạt của những loại thực vật khác nhau Cần đặc biệt chú ý tới đầu khô Nó th- ðng dùng chế tạo sơn dầu cách điện, vải sơn, tẩm gỗ

*Nhùa ® êng:

Là chất không định hình, là hỗn hợp phức tạp của các hydrôcácbon (cả

ít S và O,) Có mầu đen hoặc nâu sẫm, ở nhiệt độ khá thấp thì giòn và sinh ra vết nút có dạng vân đặc biệt

Không hoà tan trong r- gu và n- đc, không bên đối với đầu, có tính nhiệt đẻo Theo nguồn gốc chỉa làm 2 loại: Nhựa đ- ờng nhân tạo (gốc dâu mỏ) và nhựa đ- ờng thiên nhiên (khoáng sản)

Nhựa đ- ờng chịu nhiệt càng cao thì có tinh cách điện càng tốt, khi nhiệt độ tăng lên thì tính cách điện giảm dân

Dùng nhựa đ- ờng để sản xuất sơn và hợp chất cách điện

* §iÖn m«i s,p:

Là những chất rắn mầu trắng hoa vàng t-ơi dễ nóng chảy, có cấu tạo tỉnh thể, độ bên cơ thấp và ít hút ẩm Chúng đ- ợc dùng vào việc ngâm và tẩm Không

3

1.2.1.3 Vật liệu từ

-a Khái niệm chung về vật liệu đẫn từ

Nguyên nhân chủ yếu gây nên từ tính của vật liệu là do các điện tích luôn luôn chuyển động ngắm theo những quỹ đạo kin tao

nên những dòng điện vòng Đó là sự quay của các điện từ xung quanh trục của mình gọi là các Spin điện tử và sự quay của các điện

tử trong nguyên tử (theo quỹ đạo)

'Nh- vậy tính đặc tr- ng cho trạng thái sắt từ của các chất là nó có

độ nhiễm từ tự phát ngay cả khi không có từ tr- ng ngoài Mặc đù có những vùng từ hoá tự phát nh- ng mômen từ của các đômen lại có

'h- ớng khác nhau nên từ thông ở không gian bên ngoài bằng không

'Vật liệu dẫn từ là vật liệu khi đặt trong từ trường nó bị từ hóa cho phép từ thông chạy qua vật liệu

'@ =B.S.cosg = I.H.cos0

ụ— Hệ số từ thắm

H- Cường độ từ trường

§- Tiết điện của vật liệu

- Géc tạo bởi vecto B với phương vuông góc S

b, Một số vật liệu dẫn từ

* VẼt liÖu tð mÒm: (Có Hạ, nhỏ)

Có độ từ thẩm cao, lực kháng từ và tổn hao từ trễ nhỏ, đ- ợc ding làm lõi MBA, nam châm điện, trong các dụng cụ đo diện và trong các tr-ờng hợp cần có cảm ứng từ lớn nhất với l-ợng tiêu phí năng Ì-ơng nhỏ

= S%t (thép các bon thấp): Vì điện trở suất t- ơng đối thấp nên phân lớn chỉ dùng cho các lõi từ Th- ờng dùng làm mạch từ có từ thông không đổi

Trong s%t kit thu’t tinh khiOt th-Ong ed 1 I- gng nhá €, S,

Jum xEu t¥nh chEt 06 cha nd V* ®iOn tré tng Bei thEp nn na

“Thộp là sản phẩm được nhận từ gang, thộp được sẵn xuất theo con đường sử dụng điờn, điện dung, lũ hồ quang, lũ điện cảm ứng

“Thộp cụng nghiệp là hợp kim luụn chứa: Cỏc bon và cú những nguyờn tổ húa học ảnh hưởng đến đặc tớnh kỹ thuật như; Sỉ,Mn,

ở đoạn mạch cú từ thụng biến đổi tần số 50Hz thường dựng thộp

lỏ kỹ thuật day 0,35- 0,5 mm cú pha thờm 2 ~ 5 % Niken bđể tăng điện trở và giảm ding dign xoỏy

Ở tần số cao hơn dựng thộp lỏ kỹ thuật day 0,1 ~ 0,2 mm

'Thộp tắm là hợp kim Fe ~ Sĩ dựng làm lừi sắt mỏy biến ỏp, mỏy điện với mục đớch giảm tổn thất điện ỏp trong lừi thộp

* VỆt liệu từ cong: (cú Hạ lớn)

“Theo thành phần trạng thỏi, ph- ơng phỏp chế tạo vật liệu từ cứng d- ợc chia thành cỏc loại sau:

+ ThBp hip kim ho, :

Chế tạo nam chõm vĩnh cửu Chỳng đ- ợc hợp kim hoỏ với cỏc

chat phy nh-: Vonfram, Crom, Coban

+ Hip kim t6 cong độc:

Là hợp kim của 3 nguyờn tố AI - Ni - Fe (Aluni) Vỡ cú độ giũn

và cứng chỉ cú thể gia cụng bằng ph- ơng phỏp mài nờn khú chế tạo

cỏc chỉ cú kớch th- ớc

chớnh xỏc

+ Cce nam ch€m bết:

Chế tạo nam chõm vĩnh cửu bằng ph- ơng phỏp luyện kim bột từ

hợp kim Ee -Ni - AI Nú đ- ợc ộp từ bột nghiờn sau đú thiờu kết ở nhiệt độ cao

+ Ferit 15 cong:

Toại đ-ge biết đến nhiều nhất là Fcri bai: BaO, 6Ee,O,

‘Th- dng dựng để sản xuất nam chõm bari Chỳng cú tớnh ổn

cao với tỏc dụng của từ tr- ờng ngoài, chịu đ- ợc lắc, va đập, điện trở

suất lớn Có thể dùng ở tần số cao Nh- ng độ bền cơ thấp, độ giòn lớn, tính chất từ phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ

* VẾt liÖu tð cã c«ng dông ®⁄4Ec biÖt:

* Ferit:

Là vật liệu Oxit phức tạp, nó khác với các chất sắt từ là trị số từ cảm nhỏ hơn, quan hệ giữa nhiệt độ và từ cảm phức tạp hơn và có điện trở suất cao hơn hoặc rất cao Nó không phải là kim loại Ferit

là gốm từ có thể xếp vào loại bán đẫn điện tử (vì có điện dẫn điện tử

không đáng kể) Năng l-ợng tổn hao ở vùng tần số cao t- ơng đối

nhỏ làm cho Ferit đ- ợc dùng rộng rãi ở tần số cao Các Eerit lànhững, vật liệu cứng và giòn, không cho phép gia công bằng cắt gọt, chỉ có thể mài hoặc đánh bóng

+ Ferit từ mêm: có trị số tổn hao lớn và tăng nhanh khi tần số tăng Có hằng số điện môi t- ơng đối lớn phụ thuộc vào tần số và thành phần của Ferit, khi tần số tăng £ giảm

+ Ferit từ cao tấn: Ngoài Ferit từ mềm ở tân số cao có thể dang thép lá kỹ thuật điện hoặc Fecmalôi cán nguội và điện môi từ (Điện môi từ chế tạo bằng cách nén bột sắt từ có chất kết dính cách điện) +Ferit có vòng từ trễ hình chữ nhật: Ð- ợc đặc biệt chú ý trong kỹ thuật máy tính để làm bộ nhớ, trong các thiết bị chuyển mạch

1.2.1.4 Vật liệu bán dẫn

Khái niệm tính chất điện của bán dẫn

Chất bán dẫn là một vật liệu có điện trở cao hơn so với chất

điện tốt như đồng hay sắt, nhưng thấp hơn so với chất cách điện

như thuỷ tỉnh hay cao su

đhình!.)

- Một chất bán dẫn có các tính a

chit sau:

- Khi nhiệt độ tăng điện trở suất p của nó m)

thay đổi Điện trở suất bán dẫn tỉnh khiết ø

giảm mạnh khi nhiệt độ tăng Do đó ở 102

nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện rất kém

(giống như , còn ở nhiệt độ cao

bán dẫn dẫn điện khá tốt (giống như kim 1øl0

- Khi hoà trộn nó với một chất nhất định _ 79-10

tính dẫn điện của nó tăng

- Điện trở của nó thay đổi mạnh khi có Hình I.1: Điện

- Chất bán dẫn điển hình và được dùng liệu

phổ biến nhất là silie (Si) Ngoài ra, còn có

các chất bán dẫn

đơn chất khác như Ge, Se, các bán dẫn hợp chất như GeAs, CdTe, ZnS, nhiều 6 xit, sunfua, sélenua, telunua, và một số chất polime

35

“Trong các cảm biến của, máy xây dựng, ötô cũng như các linh kiện khác, người ta ứng dụng sự phụ thuộc của điện trở bản dẫn vào

nhiệt độ để làm điện trở bán Đó là các dụng cụ, các cảm bit

gồm một mẫu bán dẫn nối với hai dây dẫn Nhiệt điện trở dùng để đo nhiệt độ, để điều chỉnh và khống chế nhiệt độ

Cặp êlectron - lỗ trống còn phát sinh khi ta chiếu ánh sáng có bước

sóng thích hợp vào bán dẫn Do đó điện trở suất của bán dẫn giảm

khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào Đó là hiện tượng quang dẫn

Hiện tượng này được ứng dụng làm quang điện trở bán dẫn Điện trở của nó giảm khi cường độ ánh sáng chiều vào tăng

b Sự dẫn điện của bán dẫn có

tạp chất

Nếu bán dẫn Sỉ có pha tạp chất, tức là các nguyên tử Sỉ, còn có

các nguyên tử khác, thi tính dẫn điện cúa bán dẫn thay đôi rất nhiều

cân một lượng rất nhỏ tạp chất (với tỷ lệ vài phần triệu), độ dẫn

của bản dẫn có thể tăng bàng vạn, hàng triệu lần Khi đó cùng với

sự dẫn điện riêng, còn có sự dẫn điện do tạp chất

e Chất bán dẫn loại P

Nếu ta thêm vào tỉnh thể Silicium một chất

có hoá trị 3 (vòng ngoài cùng có 3 điện tử) như

Indium (hinh 1.4), thì nguyên tử In dễ nị ni ba

điện tử SỈ theo liên kết cộng hoá tị, còn liện kết thứ

tur bi bỏ trống nên rễ kết hợp với điện tử ở xung

quanh và tạo ra lỗ trồng (hole) mang điện dương

(hinh 1.5) chinh lỗ trồng tự do nảy làm cho độ dẫn

điện của Sỉ tăng lên nhiều lần

Tap chất In pha vào bán dẫn Sỉ đã tạo nên lỗ

trống làm cho số lỗ trồng số êlecron dẫn, ức là mật

độ lỗ trống lớn hơn mật độ êlecton lỗ trồng là hạt

tải điện cơ ban (hay đa số), leetron là hạt tái điện

không cơ bản (hay thiểu sổ) Đó là bán dẫn lỗ trồng

thay bán dẫn loại P

"Nếu ta pha hai loại tạp chất, chẳng hạn P và

In, vio bán dẫn Sỉ, thì bán đẫn này có thể là loại P Hình 1.5

hay n tuy theo ty lệ giữa hai loại tạp chất

Các chất thường sử dụng làm tạp chất như: Indium (In), bo (B), phốt pho (P), arsenic (As), gallium (Ga),

Như vậy bằng cách chộn loại tap chat và nông độ tạp chất pha

vào bán dẫn, ta có thể tạo ra bán dẫn thuộc loại mong muốn Đây chính

là một tính chất rất đặc biệt của bán dẫn, khiến cho nó có nhiều ứng

dụng

d Chất bán dẫn loại N

Giả sử trong mạng tỉnh thể Sỉ có lẫn một nguyên tử phốt pho

(P)Nguyên từ phốt pho có năm électron & lép ngoài (hình 1.64)

“Trong đó bón êlectron tham ra liên kết cộng hoá trị với nguyên tử Sỉ ở

xung quanh Êlectron còn lại liên kết yếu với nguyên tử P, nên ngay ở

nhiệt độ thấp, nó đã có thể rễ dàng bứt khỏi nguyên tử P và trở thành

êlecron tư do (hình 1.6b) Nguyên tử tr think một on đương, nằm tại nút

mạng #

Như vậy tạp chất P đã tạo nên thêm các

ron dẫn, mà không làm tăng thêm số lỗ

trống Do đó bán dẫn Sĩ pha P có số ẽlectron

nhiều hơn số lỗ trồng, tức là mật độ 6lecton lớn

hơn mật độ lỗ trồng, Ta goi électron là hạt tải

điện cơ bản hay đa số, lỗ trống là hạt tải điện

không cơ bản hay thiểu số Bán dẫn như vậy

được gọi là ban din électron hay bản dẫn loại N

Lớp chuyển tiếp P.N,

* Sự hình thành lớp chuyển tiếp P-N

Lớp chuyến tiếp P-N được hình thành khi »

txcho hal mu bin din thúc lại loi pv los — aa 1, tiếp xúc với nhau (hình 1.7) TasTp thêm êlectron tự do ATP TO

'Khi có tiếp xúc, lỗ trống và ðlectron khuếch tán

từ mẫu p sang mẫu n và ngược lại Tuy nhiên do

ở bán dẫn p, lỗ trồng là hạt tải điện đa số, nên

đồng khuếch tán từ bán dẫn p sang n chủ yếu là

dòng lỗ trống, Lỗ trắng từ p sang n tái hợp với

leeton tự do, Do đó ở phía bán dẫn n gần mặt +

phân cách hai mẫu bán dẫn không còn hạt tải a

điện tự do nữa Ở đó chỉ có các ion tạp chất Hình L7: Lớp chuyển tiếp

"mang điện đương Tương tự từ phía n sang ph

p, dòng khuếch tán chủ yếu la électron, Phia p, gần mặt phân cách hai mẫu, có các

3

ion tập chất mang điệu âm,

'KẾt quả của sự khuếch tán là ở mặt phần cách giữa hai mẫu bán dẫn, bên phía n có một lớp điện tích dương, bên phía bán dẫn p có một lớp điện tích âm

38