BT chương 1 linh kiện điện tử đh công nghiệp TP HCM

• Và nhiều hơn nữa những tác dụng của tụ điện như xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,… - Đặc tính của tụ điện: Tụ điện giúp tích trữ năng lượng điền trường thông qua các

Họ và tên: Trần Thẩm Hoàng Long

Lớp: DHDTVT17D

MSSV: 21138301

CHƯƠNG 1

Câu 1: Trình bày định nghĩa, ký hiệu, phân lọai, các thông số kỹ thuật của điện trở ? Nêu vai trò của điện trở trong mạch điện, ứng dụng, minh họa

- Định nghĩa: Điện trở là linh kiện thu động cơ bản nhất dùng làm

phần tử điều kiển dòng điện và điện áp trong thiết kế mạch điện

- Ký hiệu điện trở: R (resistor)

- Phân loại:

• Theo nguyên lý cấu tạo chia ra: điện trở than, điện trở màng kim loại, điện trở oxit kim loại, điện trở dây quấn, điện trở dán bề mặt

• Theo đặc tính vật lý chia ra: điện trở cố định, điện trở biến đổi, điện trở tùy áp, quang trở, nhiệt trở, điện trở tuyến tính, điện trở phi tuyến

- Các thông số kĩ thuật của điện trở:

• Giá trị điện trở R ():

❖ Điện trở nhỏ R < 10 

❖ Điện trở trung bình 10  < R < 106 (M)

❖ Điện trở lớn R > 1M

• Công suất danh định P (W): khả năng tiêu tán năng lượng khi

có chạy qua P = I2R

❖ Loại 1/8W, 1/6W, 1/4W, 1/2W phổ biến

❖ Loại 1W, 2W, 5W, 10W: điện trở công suất

• Sai số (%): chênh lệch giữa trị thực với trị danh định

❖ E6: 20%

❖ E12: 10%

❖ E24: 5%

❖ E48: 2%, 1%

❖ E96: 0,5%; 0,25%; 0,1%

- Vai trò điện trở trong mạch điện:

• 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

• Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động

• Tham gia vào các mạch tạo dao động R C

• Điều chỉnh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện

• Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết

• Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp

- Ứng dụng:

• Điện trở giúp khống chế dòng điện phù hợp qua tải Nếu bạn có một bóng đèn điện 9V nhưng lại chỉ có nguồn 12V để sử dụng thì bạn có thể gắn đầu nối tiếp bóng đèn với điện trở để làm giảm 3V trên điện trở trước khi thắp sáng bóng đèn

• Mắc điện trở để tạo thành cầu phân áp và chia điện áp trên mạch điện theo ý muốn

• Phân cực giúp bóng bán dẫn có thể hoạt động được

• Tham gia tạo dao động RC và tạo ra nhiệt lượng (được sử dụng trong các ấm siêu tốc, lò sấy,…)

Câu 2: Trình bày cách xác định giá trị của điện trở:

✓ Điện trở theo vòng màu: 3 vòng màu, 4 vòng màu, 5 vòng màu, 6 vòng màu ?

- Cách xác định điện trở 3 vòng màu:

• Vạch màu thứ nhất biểu thị thông số điện trở

• Vạch màu thứ 2 là 10 mũ

• Vạch màu thứ 3 là mức sai số của điện trở

• Ví dụ: Điện trở có 3 gạch màu lần lượt là Trắng – đỏ – Lục Tra bảng ta sẽ được 9*102 Ω = 0.9KΩ

- Cách xác định điện trở 4 vòng màu:

R = (V1, V2) × (V3) ± (V4)

• Vạch màu thứ nhất: định nghĩa cho giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ hai: định nghĩa cho hàng đơn vị trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ ba: định nghĩa cho hệ số nhân với giá trị số mũ của

10 dùng nhân với giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 4: định nghĩa cho giá trị sai số của điện trở

- Cách xác định điện trở 5 vòng màu:

R = (V1, V2, V3) × (V4) ± (V5)

• Vạch màu thứ nhất: định nghĩa cho giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ hai: định nghĩa cho giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ ba: định nghĩa cho giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 4: định nghĩa cho hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 5: định nghĩa cho giá trị sai số của điện trở

- Cách xác định điện trở 6 vòng màu:

R = (V1, V2, V3) × (V4) ± (V5); V6

• Vạch màu thứ 1: chỉ giá trị hàng trăm của điện trở

• Vạch màu thứ 2: chỉ giá trị hàng chục của điện trở

• Vạch màu thứ 3: chỉ giá trị hàng đơn vị của điện trở

• Vạch màu thứ 4: chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

• Vạch màu thứ 5: chỉ sai số của điện trở

• Vạch màu thứ 6: chỉ hệ số nhiệt của điện trở

✓ Giá trị ghi theo mã ký tự

Dạng 1:

Dùng các chữ cái kết hợp số để ghi:

➢ R- ohm

➢ K- Ki lô ohm

➢ M- Me ga ohm

Dạng 2: Dùng 3 hoặc 4 con số, các số đầu chỉ giá trị, số cuối cùng chỉ số con số 0 theo sau

❖ Xác định giá trị của các điện trở sau:

R= 220 ± 10%

R= 100 k ± 1%

R= 75000 ±1%

R= 22k

R= 4,7

R=0,22

Câu 3: Cho mạch điện như hình 1 Có V i = 10V, R 1 = 5kΩ, R 2 = R 3 = 10kΩ Tính V o trong mỗi trường hợp (a), (b), (c) ?

Câu 4: Cho mạch điện như hình 2

a Hãy tính dòng điện chạy qua các điện trở ?

b Tính sụt áp trên mỗi điện trở trong các sơ đồ ?

Câu 5: Trình bày định nghĩa, phân loại, ký hiệu và các thông số

của tụ điện ? Nêu các đặc tính và ứng dụng của tụ điện ?

- Định nghĩa: Tụ điện (tiếng anh là capacitor) là một linh kiện điện

tử thụ động cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được ngăn cách

bởi lớp điện môi, tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp

- Phân loại:

• Theo tính chất: tụ không phân cực và tụ phân cực

• Theo đặc tính: tụ cố định và tụ biến đổi

• Theo vật liệu lớp điện môi: tụ hóa hay tụ điện phân (electrolytic capacitor ), tụ gốm (ceramic), tụ mica (silver mica), tụ

polyester, tụ polystiren, tụ tatalum, tụ polycarbonate,

• Kí hiệu: C (Capacitor)

- Các thông số của tụ điện:

• Điện dung C (capacitance): đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ (F)

• Các tụ thực tế chỉ có điện dung bé (pico, nano hoặc micro fara):

1 pF = 10-12 F

1 nF = 10-9 F

1 µF = 10-6 F

• Điện áp làm việc WV (working voltage) (V): điện áp định mức đặt vào hai bản tụ mà không làm hỏng lớp cách điện

• Dung sai (tolerance) (%): sai lệch giá trị thực với giá trị danh định

- Ứng dụng của tụ điện:

• Tụ điện được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện và điện tử

• Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi bởi tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại được sử dụng

• Tụ điện có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử

• Trong các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ điện dùng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ khí hạt nhân,…

• Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng

• Và nhiều hơn nữa những tác dụng của tụ điện như xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,…

- Đặc tính của tụ điện: Tụ điện giúp tích trữ năng lượng điền

trường thông qua cách lưu trữ các electron Tụ phóng ra những điện tích này để tạo nên dòng điện (tính chất phóng nạp), nhờ đó

mà tụ còn có thể dẫn điện xoay chiều

Câu 6: Trình bày cách ghi các thông số của tụ điện ?

- Ghi trực tiếp trên thân tụ;

- Ghi bằng mã kí tự;

- Ghi bằng mã màu (tương tự như điện trở)

❖ Xác định giá trị điện dung, điện áp của các tụ điện sau

Điện dung 10000 µF Điện áp 25V

Điện dung 100000 µF

C = 1 000 000 pF V = 50 V

V = 10 V

C = 220 000 ± 5% pF

C = 1 000 000 ± 5% pF

V = 400 V

V = 470 uF

C = 10V

C = 330uF

V = 10V

Câu 7: Trình bày định nghĩa, phân loại, ký hiệu và các thông số của cuộn cảm ?

- Định nghĩa: Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh

kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H)

- Kí hiệu: H (Henry)

- Phân loại:

• Căn cứ theo cấu tạo và phạm vi ứng dụng thì cuộn cảm được chia thành 3 loại chính đó là:

➢ Cuộn cảm âm tần

➢ Cuộn cảm trung tần

➢ Cuộn cảm cao tần

• Phân loại theo hình dáng ta có cuộn cảm loại cắm và cuộn cảm

loại dán

• Căn cứ theo cấu tạo thì chúng ta có cuộn cảm loại lõi không khí,

lõi ferit, lõi thép,…

- Các thông số của cuộn cảm:

• Hệ số tự cảm: Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động

cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua Hệ số tự

cảm được xác định theo công thức

Trong đó:

L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)

n : là số vòng dây của cuộn dây

l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)

S : là tiết diện của lõi, tính bằng ()

µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi

• Cảm kháng: Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng

cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay

chiều

Z L =2.𝛑.f.L

Trong đó :

ZL là cảm kháng, đơn vị là Ω

f : là tần số đơn vị là Hz

L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry

• Hệ số phẩm chất:

Một cuộn cảm có chất lượng cao thì độ tổn hao năng lượng của nó càng nhỏ

Để đặc trưng cho cho chất lượng của cuộn dây với độ tổn hao của

nó, người ta đặc trưng bằng một đại lượng gọi là hệ số phẩm chất,

ký hiệu là Q

Trong đó: r: điện trở thuần của cuộn dây

Để nâng cao hệ số phẩm chất của cuộn dây, đặc biệt khi cuộn dây công tác ở vùng tần số cao, người ta thường dùng lõi bằng vật liệu từ như: ferit, sắt các bon

• Điện dung tạp tán:

Do cấu tạo của cuộn dây là những vòng dây xếp chồng lên nhau

và có vỏ cách điện, chúng giống như các má của tụ điện và hình thành điện dung không mong muốn được gọi là điện dung tạp tán Điện dung tạp tán ảnh hưởng đến chất lượng của cuộn cảm đặc biệt là khi cuộn dây công tác ở vùng tần số cao

Do vậy người ta thường khắc phục làm giảm điện dung tạp tán này bằng cách quấn cuộn dây theo kiểu tổ ong, quấn phân đoạn…

• Điện trở thuần của dây

Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng Thông thường cuộn dây có chất lượng tốt thì điện trở thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng Điện trở thuần còn gọi

là điện trở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động

• Dòng điện bão hòa

Về cơ bản, việc tăng dòng điện qua một cuộn dây quấn quanh lõi sắt

từ làm tăng thông lượng được tạo ra trong nó Tại một thời điểm nhất định, lõi trở nên bão hòa hoàn toàn & dòng điện sẽ không làm tăng thông lượng trong lõi Vì vậy, dòng điện tại đó lõi trở nên bão hòa được gọi là dòng bão hòa của cuộn cảm

Vượt quá dòng bão hòa làm giảm tính thấm của lõi Điều này dẫn đến việc giảm mạnh độ tự cảm của cuộn cảm Việc giảm độ tự cảm

ở dòng bão hòa là từ 10 đến 20% Chỉ có vật liệu sắt từ mới có thể

có từ thông bên trong chúng Vì vậy, một cuộn cảm lõi không khí sẽ không có dòng bão hòa

• Dung kháng

Như chúng ta biết, có nhiều vòng trong cuộn dây của một cuộn cảm Ở giữa mỗi vòng này, có một điện dung (chỉ trong AC, vì ở

DC, cuộn dây ngắn)

Bằng cách tăng tần số, phản ứng cảm ứng tăng & phản ứng điện dung giảm Do đó các cuộn cảm hoạt động như một tụ điện

Để giảm điện dung, các vòng trong cuộn dây của cuộn cảm tần số cao được đặt cách xa nhau

• Tần số cộng hưởng

Khi có một điện dung giữa các vòng của cuộn dây Điện dung này tạo ra một mạch LC song song

Bằng cách tăng tần số, có một điểm trong đó phản ứng cảm ứng bằng với phản ứng điện dung Tần số này được gọi là tần số cộng hưởng

Cuộn cảm có trở kháng rất cao ở tần số cộng hưởng & xuất hiện dưới dạng mạch hở

Việc tăng tần số trên tần số cộng hưởng sẽ làm giảm điện kháng

và cuộn cảm sẽ bắt đầu hoạt động giống như một tụ điện Để tránh vấn đề này, cuộn cảm được sử dụng dưới tần số cộng

hưởng của chúng

Câu 8: Nêu các đặc tính và ứng dụng của cuộn cảm

* Các đặc tính của cuộn cảm

• Cản trở sự biến thiên của đong điện

• Nạp/xả điện

• Tính chất từ của cuộn cảm

* Ứng dụng

• Làm nam châm điện

• Cuộn cảm lọc nhiễu

• Cảm biến dò kim loại

• Máy biến áp

• Rơle điện từ

• Loa

• Micro

a Đặc tính từ, ứng dụng trong relay, nam châm điện

- Relay hay còn được gọi với tên gọi là rơ-le theo tiếng Pháp Đây là một công tắc (khóa K) điện từ vận hành dựa trên một dòng điện tương đối nhỏ nhưng nó lại có thể bật hoặc tắt một dòng điện lớn hơn nó R le được cấu tạo bởi 1 cơ cấu cơ khí và 1 cuộn cảm Một Relay sẽ có 3 chân là: Chân NC, chân trung Com và chân NO Khi

có một dòng điện chạy qua, sẽ có từ trường được sinh ra Lúc này cuộn cảm có khả năng hút kim loại Thông thường một relay sẽ có thường chân NC và chân trung được thông với nhau Còn chân NO

và chân trung thì sẽ không thông với nhau Khi Relay được cấp điện thì chân NC và chân trung không thông với nhau Lúc này chân NO

và chân trung sẽ thông với nhau Dòng điện chạy qua Relay sẽ làm đóng ngắt các điểm khác nhau của mạch điện Dựa vào điểm này người ta có thể sử dụng Relay để điều khiển các thiết bị khác

- Ứng dụng đơn giản nhất của cuộn cảm là Nam châm điện Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn sẽ xuất hiện từ trường Cấu tạo của nó rất đơn giản chỉ bao gồm một lõi thép được quấn cuộn dây dẫn điện bên ngoài Khi được cung cấm dòng điện lõi thép này

có thể hút các kim loại khác Nam châm điện này được ứng dụng trong một số loại động cơ điện của các thiết bị trò chơi điện tử, micro, tivi, loa phát thanh

b Đặc tính kháng, ứng dụng trong cuộn kháng, mạch lọc

- Mạch lọc tần số là ứng dụng dễ thấy nhất trong đời sống của chúng

ta Nó xuất hiện trong các EQ bộ lọc âm tần cho loa dùng IC, lọc âm thanh Mạch lọc biến tần sử dụng tính năng cảm ứng điện từ để thực hiện lọc các Input đồng thời đưa ra Output cho âm thanh sống động

c Đặc tính hỗ cảm, ứng dụng trong máy biến thế