MĐ20 mạch điện cơ bản

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 20 MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ TCGNB ngày tháng năm 20 của Trư[.]

Ban hành kèm theo Quyết định số:…./QĐ-TCGNB ngày…… tháng…….năm 20…

của Trường Cao Đẳng Cơ giới Ninh Bình

Ninh bình, năm 2021

LỜI NÓI ĐẦU

Để nâng cao chất lượng đào tạo và học tập của ngành công nghệ ô tô theo phương pháp giảng dạy tích hợp, lấy học sinh làm trung tâm, trên cơ sơ chương trình khung Tập thể giảng viên Khoa Công nghệ ôtô Trường Cao đẳng Cơ giới

Ninh Bình đã biên soạn ra giáo trình “Mạch điện cơ bản”.

Giáo trình được biên soạn với 4 nội dung ngắn gọn, dễ hiểu nhằm trang bị cho học sinh – sinh viên hệ Cao đẳng những kiến thức cơ bản, cần thiết về các mạch điện cơ bản được ứng dụng trong dân dụng và trang bị trên ô tô, phục vụ cho việc tiếp thu kỹ thuật chuyên môn, rèn luyện tay nghề để áp dụng vào thực tiễn.

Trong quá trình biên soạn nội dung, mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khoải thiếu sót Chúng tôi rất mong sự góp ý kiến xây dựng của quý độc giả và các nhà chuyên môn cho nội dung giáo trình được hoàn thiện hơn.

BIÊN SOẠN

Trần Mạnh Hùng

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Mạch điện cơ bản

Mã số mô đun : MĐ 20

Thời gian mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo

luận, bài tập: 43 giờ; Kiểm tra: 2 giờ)

I Vị trí, tính chất mô đun:

- Vị trí: Được bố trí dạy sau các môn học/ mô đun cơ sở, dạy song song với các

MĐ 15, MĐ 16, MĐ 17, MĐ18, MĐ19, MĐ24, MĐ25, MĐ26, MĐ27; dạy trướcMĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ29, MĐ30, MĐ31

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề

II Mục tiêu mô đun:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số linh kiện điện – điện

tử thường dùng trên ô tô

+ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại mỏ hàn xung, mỏhàn sợi đốt

+ Trình bày được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc một số mạch điện cơ bảncũng như một số mạch điện thông dụng trên ô tô

- Về kỹ năng:

+ Sử dụng được các dụng cụ, thiết bị trong sửa chữa điện ô tô

+ Nhận dạng được các vật lệu, linh kiện điện – điện tử thường dùng trong ô tô+ Hàn nối được các linh kiện và lắp đặt được các mạch điện cơ bản an toànđúng kỹ thuật

+ Lắp đặt được các mạch điện cơ bản cũng như một số mạch điện thông dụngtrên ôtô đúng quy trình đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và an toàn

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc vệ sinh, an toàn và hợp lý

ii

III Nội dung mô đun:

Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian

Tổng số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

1 Bài 1 Nhận dạng và kiểm tra một

số linh kiện điện – điện tử trên ô tô 20 8 12 0

2 Bài 2 Hàn nối dây dẫn và một số

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ii

MỤC LỤC iv

BÀI 1 NHẬN DẠNG VÀ KIỂM TRA MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ 1

1.1 Giới thiệt cấu tạo, nguyên lý hoạt động một số linh kiện điện – điện tử dùng trên ô tô 1

1.1.1 Điện trở 1

1.1.2 Tụ điện 5

1.1.3 Diode (Điốt) 9

1.1.4 Transistor 13

1.1.5 Cầu chì 19

1.1.6 Rơ le (Relay) 21

1.1.7 Cách đọc sơ đồ mạch điện (EWD) 24

1.2.Sử dụng một số thiết bị đo và đo kiểm một số linh kiện điện – điện tử 27

1.2.1 Cấu tạo đồng hồ loại kim, loại điện tử và ampe kìm 27

1.2.2 Trình tự thực hiện 30

BÀI 2 HÀN NỐI DÂY DẪN VÀ MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ 36

2.1.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mỏ hàn xung và mỏ hàn sợi đốt 36

2.1.1 Các kiến thức cơ bản về mối hàn 37

2.1.2 Các quy tắc hàn 37

2.2.Hàn nối dây và hàn nối các linh kiện điện – điện tử trên ô tô 37

2.2.1 Chuẩn bị dụng cụ vật liệu 37

2.2.2 Quy trình thực hiện 38

iv

BÀI 3 LẮP ĐẶT MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN 41

3.1.Sơ đồ, nguyên lý và cấu tạo một số mạch điện cơ bản 41

3.1.1.Mắcđiệnmắcnốitiếp 42

3.1.2.Mắcđiệnmắcsongsong 44

3.2 Đấu nối mạch điện mắc nối tiếp, song song và hỗn hợp 46

3.3 Đấu nối mạch công tắc 3 cực (Mạch điện cho cầu thang) 48

3.3.1 Chuẩn bị vật tư, dụng cụ 48

3.3.2 Tiến hành đấu công tắc điện cầu thang 48

BÀI 4 LẮP ĐẶT MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN THÔNG DỤNG TRÊN Ô TÔ 49

4.1.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số mạch điện trên ô tô 49

4.1.1 Mạch điện điều khiển theo kiểu âm chờ, dương chờ 49

4.1.2 Mạch điều khiển tốc độ mơ tơ bằng điện trở và transistor 50

4.1.3 Mạch điều khiển đảo chiều mô tơ 54

4.1.4 Mạch điện chiếu sáng cơ bản trên xe ô tô 56

4.1.5 Mạch điện đèn tín hiệu báo rẽ - báo nguy trên ô tô 57

4.1.6 Mạch còi thường và còi điện tử 59

4.1.7 Mạch điện gạt nước và rửa kính trên ô tô 62

4.2 Lắp đặt một số mạch điện được ứng dụng trên ô tô 63

4.2.1 Chuẩn bị thiết bị, linh kiện và dụng cụ 63

4.2.2 Quy trình thực hiện 64

Tài liệu tham khảo 68

BÀI 1 NHẬN DẠNG VÀ KIỂM TRA MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN –

ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ

cùng lớn.Điện trở của dây dẫn là điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ

dài và tiết diện của dây được tính theo công thức sau:

R = ρ.L / STrong đó:

ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu;

L là chiều dài dây dẫn; S là tiết diện dây dẫn và

R là điện trở đơn vị là Ohm

a) Hình dáng và ký hiệu

Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm

từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được cácloại điện trở có trị số khác nhau

1

a) b)

Hình 1.1 a) Hình dạng của điện trở, b) Ký hiệu điện trở

Đơn vị điện trở là Ω (Ohm), KΩ, MΩ; 1KΩ = 1000 Ω; 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω

b) Cách ghi xác định trị số của điện trở

* Điện trở gốm

Hình 1.2.Bảng giá trị điện trở màu

Đọc trị số theo vạch màu (Thông thường điện trở có 2 loại: 4 vạch màu và 5vạch màu Trị số điện trở được quy định bởi bảng mã màu) Các bạn cần nhớ thứtự: Đen – Nâu – Đỏ – Cam – Vàng – Lục – Lam – Tím – Xám – Trắng ứng với cácchữ số từ 0 –> 9

- Đối với điện trở 4 vạch màu:2 vạch chỉ trị số – 1 vạch hệ số nhân lũy thừa

10 – vạch ngoài cùng là dung sai (sai số)

Loại điện trở 4 vạch màu có sai số là 5%, 10%, hay 20% với màu tương ứngtrên bảng mã màu, cột thứ 3: 5% ứng với màu nhũ vàng, 10% ứng với màu nhũbạc, nếu không có vạch sai số thì ứng với dung sai là 20%

Tất nhiên, vạch dung sai chỉ cho ta biết sai số, khi đọc giá trị chúng ta khôngđọc vạch này

Ví dụ:Đối với điện trở 4 vạch màu lần lượt đọc là Vàng-Tím-Đỏ (4-7-2),trong đó Đỏ là vạch hệ số nhân (x 10 2) Vậy giá trị điện trở là: 47 x 10 2 = 4700 Ohm

= 4.7 kOhm

- Đối với điện trở 5 vạch màu: 3 vạch màu đầu tiên là trị số, vạch thứ 4 là hệ

số nhân lũy thừa 10, vạch cuối cùng là sai số Loại này thường gặp loại có sai số1% hay 2% (vạch sai số màu nâu hoặc đỏ) Cách đọctương tự loại có 4 vạch màu

Ví dụ: Nâu – Đen – Đen – Nâu = 100 x 10101 = 1000 Ohm = 1 kOhm

* Điện trở dán

Hình 1.3 Hình dạng điện trở dán

Đọc trị số theo giá trị chữa số ghi trên điện trở (Thông thường điện trở có 2loại: 3chữ số và 4 chữ số Trị số điện trở được quy ước

- Điện trở 3 chữ số: Điện trở tiêu chuẩn được thể hiện bằng mã 3 chữ số Hai

số đầu tiên sẽ cho biết giá trị thông dụng, và số thứ ba số mũ của mười, có nghĩa làhai chữ số đầu tiên sẽ nhân với số mũ của 10 Điện trở dưới 10Ω không có hệ sốnhân, ký tự 'R' được sử dụng để chỉ vị trí của dấu thập phân

3

c) Các loại điện trở thông dụng

Điện trở được phân theo loại: Công suất nhỏ; công suất lớn; giá trị điện trở

cố định; giá trị điện trở thay đổi (thay đổi theo ánh sáng, điện áp, nhiệt độ …) Cácloại điện trở được ký hiệu trên sơ đồ mạch điện như hình 2

Hình 1.4 Ký hiệu điện trở trong mạch điện

d) Công xuất của điện trở

Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một côngxuất P tính được theo công thức:

P = U.I = U 2 /R = I 2 R

Theo công thức trên ta thấy, công xuất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vàodòng điện I đi qua điện trở hoặc phụ thuộc vào điện áp U trên hai đầu điện trở

1.1.2 Tụ điện

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong cácmạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạchtruyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động, vv

Hình 1.5.Hình dạng của tụ gốm Hình 1.6 Hình dạng của tụ hoá

a) Điện dung, đơn vị và ký hiệu của tụ điện

Điện dung: Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ

điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điệnmôi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức

C = ξ S / d

trong đó: C - là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara (F); ξ - Là hằng số điện môi củalớp cách điện; d - là chiều dày của lớp cách điện và S - là diện tích bản cực của tụđiện

Đơn vị điện dung của tụ: Đơn vị là Fara (F), 1Fara là rất lớn do đó trong thực

tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF), NanoFara (nF), PicoFara(pF)

1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F

1 µ Fara = 1.000 n Fara; 1 n Fara = 1.000 p Fara

Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ nguyên lý:

5

b) Sự phóng nạp của tụ điện

  Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ, nhờ tínhchất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều

Tụ nạp điện: Như hình ảnh trên

ta thấy rằng, khi công tắc K1 đóng,

dòng điện từ nguồn U đi qua bóng

đèn để nạp vào tụ, dòng nạp này

làm bóng đèn loé sáng, khi tụ nạp

đầy thì dòng nạp giảm bằng 0 vì vậy

bóng đèn tắt

Tụ phóng điện: Khi tụ đã nạp đầy, nếu công tắc K1 mở, công tắc K2 đóng thì

dòng điện từ cực dương (+) của tụ phóng qua bóng đền về cực âm (-) làm bóng đènloé sáng, khi tụ phóng hết điện thì bóng đèn tắt

=> Nếu điện dung tụ càng lớn thì bóng đèn loé sáng càng lâu hay thời gian phóngnạp càng lâu

c) Cách đọc giá trị điện dung trên tụ điện 

Tụ hoá ghi trực tiếp giá trị điện dung

là 185 µF / 320 V

Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu 474K

Nghĩa là: Giá trị = 47 x 10 4 = 470000 p F

K – sai số 5%, J – sai số 10%

Hình 1.7 Cách đọc giá trị điện dung trên tụ điện

d) Ý nghĩa của giá trị điện áp ghi trên thân tụ

Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trịđiện dung, đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ

sẽ bị nổ Khi lắp tụ vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta

7

cũng lắp tụ điện có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần Ví dụ mạch 12Vphải lắp tụ 16V, mạch 24V phải lắp tụ 35V,vv

e) Phân loại tụ điện 

+ Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica (Tụ không phân cực)

 Các loại tụ này không phân biệt âm dương và thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF

trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặcmạch lọc nhiễu

+ Tụ hoá (Tụ có phân cực)

Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương, tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47µFđến khoảng 4.700 µF, tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấphoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ

+ Tụ xoay

Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay

đổi giá trị điện dung, tụ này thường

được lắp trong Radio để thay đổi tần số

cộng hưởng khi ta dò đài

Hình 1.8 Tụ xoay

f) Phương pháp kiểm tra tụ điện

+ Đo kiểm tra tụ giấy và tụ gốm

  Tụ giấy và tụ gốm thường hỏng ở dạng bị dò rỉ hoặc bị chập Khi đo tụ tốtkim phóng lên 1 chút rồi trở về vị trí cũ (Lưu ý các tụ nhỏ quá < 1nF thì kim sẽkhông phóng nạp) Khi đo tụ bị dò ta thấy kim lên lưng chừng thang đo và dừng lạikhông trở về vị trí cũ Khi đo tụ bị chập ta thấy kim lên = 0 Ω và không trở về

Lưu ý: Khi đo kiểm tra tụ giấy hoặc tụ gốm ta phải để đồng hồ ở thang x1KΩ

hoặc x10KΩ, và phải đảo chiều kim đồng hồ vài lần khi đo

+ Đo kiểm tra tụ hoá

Tụ hoá ít khi bị dò hay bị chập như tụ giấy, nhưng chúng lại hay hỏng ở dạng

bị khô (khô hoá chất bên trong lớp điện môi) làm điện dung của tụ bị giảm, để kiểm

tra tụ hoá, ta thường so sánh độ phóng nạp của tụ với một tụ còn tốt có cùng điệndung

Để kiểm tra tụ hoá C2 có trị số 100µF có bị giảm điện dung hay không, tadùng tụ C1 còn mới có cùng điện dung và đo so sánh

Để đồng hồ ở thang từ x1Ω đến x100Ω (điện dung càng lớn thì để thangcàng thấp)

Đo vào hai tụ và so sánh độ phóng nạp, khi đo ta đảo chiều que đo vài lần.Nếu hai tụ phóng nạp bằng nhau là tụ cần kiểm tra còn tốt, ở trên ta thấy tụ C2phóng nạp kém hơn do đó tụ C2 ở trên đã bị khô

Trường hợp kim lên mà không trở về là tụ bị dò

Chú ý: Nếu kiểm tra tụ điện trực tiếp ở trên mạch, ta cần phải hút rỗng một

chân tụ khỏi mạch in, sau đó kiểm tra như trên

g) Ứng dụng của tụ điện

Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết

bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều cómột công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu, lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạodao động vv

Dưới đây là một số những hình ảnh minh hoạ về ứng dụng của tụ điện:

+ Tụ điện trong mạch lọc nguồn

Hình 1.9 Tụ điện trong mạch lọc nguồn

Trong mạch lọc nguồn như hình trên, tụ hoá có tác dụng lọc cho điện áp mộtchiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ, ta thấynếu không có tụ thì áp DC sau đi ốt là điên áp nhấp nhô, khi có tụ điện áp này đượclọc tương đối phẳng, tụ điện càng lớn thì điện áp DC này càng phẳng

9

+ Tụ điện trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông

Hình 1.10 Mạch dao động đa hài sử dụng 2 Transistor

1.1.3 Diode (Điốt)

Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòngđiện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chấtcủa các chất bán dẫn

- Chất bán dẫn loại N

Khi ta pha một lượng nhỏ chất có

hoá trị 5 như Phospho (P) vào chất bán dẫn

Si thì một nguyên tử P liên kết với 4

nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị,

nguyên tử Phospho chỉ có 4 điện tử tham

gia liên kết và còn dư một điện tử và trở

thành điện tử tự do => Chất bán dẫn lúc

này trở thành thừa điện tử (mang điện âm)

và được gọi là bán dẫn N (Negative: âm)

Hình 1.11 Chất bán dẫn N

-  Chất bán dẫn loại P

Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ

chất có hoá trị 3 như Indium(In) vào chất

bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên

kếtvới 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng

hoá trị và liên kết bị thiếu mộtđiện tử =>

trở thành lỗ trống (mang điện dương) và

đượcgọi là chất bán dẫn P Hình 1.12 Chất bán dẫn P

a) Tiếp giáp P – N và Cấu tạo của Diode bán dẫn

  Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theomột tiếp giáp P – N ta được một Diode, tiếp giáp P -N  có đặc điểm : Tại bề mặttiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P đểlấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện =>  lớp Ion này tạothành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn

Hình 1.13 Mối tiếp xúc P – N => Cấu tạo của

Diode Hình 1.14 Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn

- Phân cực thuận cho Diode:

Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt (vùng bán dẫn P) và điện áp âm (-)vào Katôt (vùng bán dẫn), khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cáchđiện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V (với Diode loại Si)hoặc 0,2V (với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không =>Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăngnhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức0,6V)

Hình 1.15 Diode (Si) phân cực thuận – Khi

Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Hình 1.16 Đường đặc tuyến của điện áp

thuận qua Diode

Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6Vthì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi

11

qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ởgiá trị 0,6V.

- Phân cực ngược cho Diode:

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp

nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-)

vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của

điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và

ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp giáp,

Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn

khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng

Hình 1.17 Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V

b) Phương pháp đo kiểm tra Diode

Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω,

đặt hai que đo vào hai đầu Diode,

nếu:

- Đo chiều thuận que đen vào

Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên,

đảo chiều đo kim không lên là =>

Diode tốt

- Nếu đo cả hai chiều kim lên

= 0Ω => là Diode bị chập

- Nếu đo thuận chiều mà kim

không lên => là Diode bị đứt

- Ở phép đo trên thì Diode D1

tốt, Diode D2 bị chập và D3 bị đứt

- Nếu để thang 1KΩ mà đo

ngược vào Diode kim vẫn lên một

chút là Diode bị dò

Hình 1.18 Phương pháp đo kiểm tra Diode

- Diode Zener: Đây là loại Diode có cấu tạo như các loại diode thông

thường nhưng có tới 2 lớp bán dẫn P – N Diode Zener được ứng dụng chủ yếutrong chế độ phân cực ngược và gim lại một mức điện áp ổn định

- Diode thu quang: Khác với diode zener, Diode thu quang chỉ hoạt động ở

chế độ phân cực nghịch Vỏ của loại Diode này có một miếng thủy tinh giúp ánhsáng chiếu vào mối P – N, lúc này, dòng điện qua diode sẽ tỷ lệ thuận với cường độánh sáng chiếu tại đây

- Diode phát quang: Diode phát quang là diode phát ra ánh sáng khi được

phân cực thuận Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn trang trí…Điện áplàm việc của LED thường dao động từ 1,7 – 2,2V với dòng điện khoảng 5mA –20mA

- Diode Varicap (Diode biến dung): Diode Varicap hay còn gọi là Diode

biến dung, đây là diode có điện dung như một tụ điện, chúng biến đổi khi ngườidùng thay đổi điện áp ngược đặt tại diode Diode biến dung thường được ứng dụngtrong các mạch cộng hưởng, các bộ kênh của ti vi mầu,…

- Diode xung: Diode xung dùng để chỉnh lưu bộ nguồn xung ở đầu ra của

biến áp xung Loại diode này làm việc ở tần số cao lên đến vài chục KHZ mà cácdiode thông thường khó có thể thay thế được Các diode xung có hình dáng giốngvới diode thường nhưng được trang bị thêm các đường vòng đánh đứt nét

- Diode tách sóng: Diode tách sóng hay còn gọi là diode tiếp điểm có cấu

tạo từ vỏ thủy tinh, chúng có mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P – N tại chungmột điểm để tránh hiện tượng điện dung ký sinh Các loại diode này thường dùngtrong các mạch cao tần để tách sóng tín hiệu

- Diode nắn điện: Diode nắn điện được dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh

lưu nguồn Diode nắn điện gồm có 3 loại chính là: 1A, 2A và 5A

1.1.4 Transistor

a) Cấu tạo của Transistor (Bóng bán dẫn)

  Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mốitiếp giáp

P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếughép theo thứ tự NPN tađược Transistor ngược về phương diện cấu tạoTransistor tương đương với haiDiode đấu ngược chiều nhau

Hình 1.19 Cấu tạo Transistor

Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là

B (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp

Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) viết tắt là

E, và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùngloại bán dẫn (loại N hay P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nênkhông hoán vị cho nhau được

b) Nguyên tắc hoạt động của Transistor

- Xét hoạt động của Transistor NPN:

15

Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt

động của transistor NPN Ta cấp một

nguồn một chiều UCE vào hai cực C và

E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-)

nguồn vào cực E

Cấp nguồn một chiều UBE đi qua

công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B

và E, trong đó cực (+) vào chân B, cực

Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theomột công thức

UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor

- Xét hoạt động của Transistor PNP:

Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưngcực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại Dòng IC đi từ E sang C còndòng IB đi từ E sang B.

17

c) Ký hiệu và hình dạng của Transistor

T-công xuất nhỏ   T- công xuất lớn

Hình 1.21 Ký hiệu và hình dạng của Transistor

Transistor Nhật bản: thường ký hiệu là A , B , C , D    Ví dụ A564,

B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuậnPNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN.  Các Transistor A và Cthường có công xuất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường

có công xuất lớn và tần số làm việc thấp hơn

Transistor do Mỹ sản xuất: thường ký hiệu là 2N    ví dụ 2N3055,

2N4073 vv

Transistor do Trung quốc sản xuất: Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ

cái Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng: Chữ A và B là bóng thuận, chữ C và D làbòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm: X và P là bòng âm tần, A và G là bóngcao tần Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm.   Thí dụ: 3CP25, 3AP20, vv

d) Cách xác định chân E, B, C của Transistor

- Với các loại Transistor công xuất nhỏ:  Thứ tự chân C và B tuỳ theo bóng

của nước nào sản xuất, nhựng chân E luôn ở bên trái nếu ta để Transistor như hìnhdưới trên (phần ký hiệu)

Nếu là Transistor do Nhật sản xuất: thí dụ Transistor C828, A564 thì chân C

ở giữa, chân B ở bên phải

Nếu là Transistor Trung quốc sản xuất thì chân B ở giữa, chân C ở bên phải

Tuy nhiên một số Transistor được sản xuất nhái thì không theo thứ tự này =>

để biết chính xác ta dùng phương pháp đo bằng đồng hồ vạn năng

- Với loại Transistor công xuất lớn (như hình trên): Hết đều có chung thứ tự

chân là: Bên trái là cực B, ở giữa là cực C và bên phải là cực E

- Đo xác định chân B và C: Với Transistor công xuất nhỏ thì thông thường

chân E ở bên trái như vậy ta chỉ xác định chân B và suy ra chân C là chân còn lại

Để đồng hồ thang x1Ω, đặt cố định một que đo vào từng chân, que kiachuyển sang hai chân còn lại, nếu kim lên = nhau thì chân có que đặt cố định làchân B, nếu que đồng hồ cố định là que đen thì là Transistor ngược, là que đỏ thì làTransistor thuận

e) Các thông số kỹ thuật của Transistor

Dòng điện cực đại: Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới

hạn này Transistor sẽ bị hỏng

Điện áp cực đại: Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE, vượt qua

điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng

Tấn số cắt: Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá

tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm

Hệ số khuyếch đại: Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lầndòng IBE

Công xuất cực đại: Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P =

UCE ICE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor

sẽ bị hỏng

f) Một số Transistor đặc biệt

- Transistor số (Digital Transistor): Transistor số có cấu tạo như Transistor

thường nhưng chân B được đấu thêm một điện trở vài chục KΩ

19

Hình 1.22 Transistor số

Transistor số thường được sử dụng trong các mạch công tắc, mạch logic, mạchđiều khiển, khi hoạt động người ta có thể đưa trực tiếp áp lệnh 5V vào chân B đểđiều khiển đèn ngắt mở Transistor Digital thường có các ký hiệu là DTA (đènthuận), DTC (đèn ngược), KRC (đèn ngược) KRA (đèn thuận),  RN12 ( đènngược ), RN22 (đèn thuận), UN , KSR Thí dụ : DTA132 , DTC 124 vv

- Transistor công xuất dòng (công xuất ngang):

Transistor công xuất lớn thường

được gọi là sò Sò dòng, Sò nguồn vv

Các sò này được thiết kế để điều khiển

bộ cao áp hoặc biến áp nguồn xung

hoạt động Chúng thường có điện áp

hoạt động cao và cho dòng chịu đựng

lớn

Các sò công xuất dòng (Ti vi

mầu) thường có đấu thêm các diode

đệm ở trong song song với cực CE

Hình 1.20 Sò công xuất dòng trong Ti vi

mầu

Bảng phân loại và điều kiện làm việc của một số loại transistor

Phân loại và đặc điểm Cấu tạo và hình dạng Ký hiệu

Transistor thuận lưỡng cực:

Điều kiện làm việc khi điện

áp ở các cực:

UC< UB< UE

Transistor ngược lưỡng cực:

Điều kiện làm việc khi điện

* Cầu chì dẹt (cầu chì lưỡi):

Tất cả các cầu chì dẹt đều có chung một thiết kế cơ bản, bao gồm hai lưỡi kimloại được bọc trong một miếng nhựa mờ hình chữ nhật, mỏng Các lưỡi được nốivới nhau bằng một miếng kim loại thứ ba mỏng hơn một trong hai lưỡi Mảnh kimloại ở giữa này là phần được thiết kế để cháy khi có một mức dòng điện cụ thể chạyqua nó, phá vỡ tiếp xúc điện giữa hai lưỡi

Hình 1.22 Cấu tạocầu chì dẹt

Loại cầu chì này tương đối dễ tháo và thay thế nhờ có một công cụ kéo cầu chìđặc biệt được thiết kế bên trong hộp cầu chì ô tô

* Cầu chì hộp:

Cầu chì hộp bao gồm hai chân kim loại được bọc trong một miếng nhựa mờhình vuông Các chân được nối với nhau bằng một miếng kim loại thứ ba mỏnghơn Mảnh kim loại ở giữa này là phần được thiết kế để cháy khi có một mức dòngđiện cụ thể chạy qua nó, phá vỡ tiếp xúc điện giữa hai chân

Loại cầu chì này thường được làm cầu chì tổng bên trong hộp cầu chì ô tô, vì khả năng chịu tải lớn và bền hơn cầu chì dẹt

1.1.6 Rơ le (Relay)

Rơ le (Relay) là công tắc điều khiển từ xa đơn giản, dùng một dòng nhỏ đểđiều khiển một dòng lớn vì vậy nó được dùng để bảo vệ công tắc nên cũng đượcxem là một thiết bị bảo vệ Một rơle điển hình điều khiển mạch và cả điều khiểnnguồn Kết cấu rơle gồm có một lõi sắt,một cuộn từ và một tiếp điểm

Hình 1.24 Sơ đồ cấu tạo rơle

Tất cả các rơ le đều hoạt động cùng một nguyên lý cơ bản Chúng ta sẽ dùngrơle 4 chân trong các ví dụ Rơ le có 2 mạch: mạch điều khiển (Mạch cuộn dây) vàmạch tải (Mạch tiếp điểm) Mạch điều khiển có một cuộn dây nhỏ trong khi mạchtải có một công tắc

Khi không có điện áp đặt lên chân số 1, không có dòng chạy qua cuộn dây.Không có dòng nghĩa là không có từ trường sinh ra nên tiếp điểm hở ra Khi cóđiện áp đặt lên chân số 1, dòng đi qua cuộn dây sinh ra từ trường cần thiết để đóngtiếp điểm cho phép thông mạch giữa chân số 2 và số 4

Rơ le được thiết kế hoặc là loại thường đóng (normally closed) hoặc thường mở(normally open), loại 3 chân, 4 chân, 5 chân …

Hình 1.25 Sơ đồ nguyên lý làm việc của rơle

Rơ le thường mở có tiếp điểm hở ra cho đến khi được kích (ON), loại thườngđóng có tiếp điểm đóng lại cho đến khi được kích (ON) Rơ le luôn được thể hiện ở

vị trí chưa được kích, nghĩa là khi chưa có dòng chạy qua cuộn dây và mạch điệnOFF Rơ le thường mở được sử dụng hầu hết trên xe Tuy nhiên mỗi loại sẽ đượcdùng tùy vào ứng dụng riêng

Kiểu rơ le triệt tiêu điện áp tự cảm:

Rơ le thường được điều khiển bởi một bộ xử lý (ví dụ rơ le điều khiển quạtkét nước tốc độ trung bình và rơ le điều khiển quạt két nước tốc độ cao được 2transito trong ECU điều khiển đóng mở) Khi rơ le được điều khiển bởi linh kiệnbán dẫn như transito, chúng buộc phải có thiết bị triệt tiêu điện áp tự cảm nhằm bảo

vệ linh kiện bán dẫn vốn không chịu nổi điện áp cao Các mạch bán dẫn (solid-statecircuits) dễ bị hư hại bởi điện áp tự cảm (Điện áp tự cảm sinh ra khi cuộn dây bịmất điện đột ngột)

Trong khi một số mạch xử lý có thiết kế triệt

tiêu điện áp tự cảm bên trong thì một số khác thực

hiện triệt tiêu điện áp tự cảm từ bên trong rơ le

Điện trở Ohm cao, diode, tụ điện được sử dụng để

triệt tiêu điện áp Diode và điện trở đựoc sử dụng

thông dụng nhất Chú ý: rơ le thường có ghi chú rõ

nếu có diode hay điện trở bên trong

Hình 1.26 Rơ le triệt tiêu điện áp tự cảm

Một diode ngăn dòng tự cảm được nối song song với cuộn dây rơ le Nó mắctheo chiều nghịch nên khi tiếp điểm mở thì không có dòng chạy qua diode Khimạch điều khiển rơ le ngắt (tiếp điểm hở) dòng sẽ ngừng chạy qua cuộn dây, gây ra

sự giảm của từ trường Các đường sức từ xuyên qua cuộn dây và sinh ra điện ápngược trong cuộn dây Điện áp ngược này bắt đầu tăng lên Khi điện áp ngược phíadưới diode tăng cao hơn điện áp dương nguồn phía trên diode 0.7V thì diode sẽ dẫncho dòng phía điện áp cao đi qua Kết quả là triệt tiêu điện áp tự cảm

25

Nhận dạng các chân của rơ le:

Rơ le dễ kiểm tra nhưng thường bị lầm lẫn (misunderstood) Dùng một rơ le

4 chân làm ví dụ, trước hết chúng ta phải nhận dạng các chân Một số nhà sản xuấtghi chú cách nhận dạng chân bên ngoài vỏ rơ le chỉ ra chân nào là của mạch điềukhiển và chân nào là của mạch tải tiêu thụ

+ Kiểm tra thông mạch để nhận dạng chân:

Nếu rơ le không có dán nhãn ghi chú bên

ngoài thì ta có thể dùng một Ohm kế và kiểm tra

để thấy những chân nào thông nhau Bạn có thể

thấy được một giá trị Ohm điển hình khoảng 50

đến 120 Ohm giữa hai chân Đây là mạch điều

khiển Nếu cuộn dây nhỏ hơn 50 Ohm thì có vấn

đề Hai chân còn lại hiển thị OL(không xác định)

nếu là loại rơ le thường mở, hoặc 0 Ohm nếu là

loại rơ le thường đóng Nếu giá trị đo được là

chính xác thì thực hiện các bước kiểm tra tiếp

le còn tốt Tiếp điểm công tắc mạch tải có thể vẫn chưa tốt (gây điện trở cao) và bắtbuộc phải kiểm tra kỹ hơn bằng cách dùng Ohm kế đo sự thông mạch chân 2 vàchân 4

Chú ý: Việc kiểm tra rơ le có diode bên trong bắt buộc phải theo quy trình

riêng Những rơ le này rất dễ hư hỏng, việc đặt điện áp dương B+ sai chân (ngược)thay vì lên chân số 1 và chân 3 nối mass sẽ làm hỏng diode và làm mất đi tính năngbảo vệ của rơ le

1.1.7 Cách đọc sơ đồ mạch điện (EWD)

a, Các chữ viết tắt

Các chữ viết tắt được sử dụng cho các linh kiện, v.v thường được sử dụngtrong sơ đồ mạchđiện (EWD) Một bản danh mục của những chữ tắt này được nêutrong phần "Các chữ viết tắt" Khi sử dụng một EWD, hãy tham khảo phần này đểtra tìm các thuật ngữ được coi là các chữ viết tắt

Hình 1.29 Bảng chú giải các thuật ngữ

Trong phần "Các mạch hệ thống", các bản vẽ trình bày mối quan hệ giữa tất cảcác bộ phận điện, dây dẫn, các giắc nối, các rơle, v.v từ nguồn điện đến điểm nốimát của mỗi hệ thống

Mỗi giắc nối và chân cắm được quy định bằng một mã và số hiệu Việc tìm

mã và số hiệu trong khi chẩn đoán sự cố sẽ cho phép bạn tìm được vị trí của giắcnối và chân cắm này

b, Cách đọc số chân của giắc nối

Các chân cắm gồm có các chân đực và chân cái, trong đó các chân đực đượccắm vào các chân cái Các giắc nối có các chân đực được gọi là các giắc đực, và

các giắc nối có các chân cái được gọi là các giắc cái Các giắc nối có khóa để bảođảm cho các giắc nối được nối vững chắc.

Hình 1.30 Giắc nối

Phần khóa của giắc nối hướng lên trên để khi đọc các số chân trên bề mặtcủa mối nối, các số này được đọc từ phần trên bên trái đối với giắc cái như trìnhbày ở bên trái trong hình minh họa

Đối với giắc đực, các số này được đọc từ phần trên bên phải như hình ảnhtrong gương của giắc cái được thể hiện ở bên phải của hình minh họa

Hình 1.31 Cách đọc chân giắc cái và đực

29

c, Màu của dây

Các chữ cái trong khu vực sáng màu thể hiện màu của dây

Các màu của dây cũng bao gồm cả các màu có sọc Các màu này được thểhiện bằng chữ L-Y có chữ đầu tiên là chữ viết tắt của màu nền của dây và chữ thứ

hai viết tắt cho màu có sọc Gợi ý: Một vài sơ đồ mạch điện cho thấy các màu thực

tế của các màu trên dây, và một số EWD khác thể hiện các dây với màu đen vàtrắng

Hình 1.32 Cách đọc màu dây

Ý nghĩa màu dây

Hình 1.33 Ý nghĩa màu dây

1.2 Sử dụng một số thiết bị đo và đo kiểm một số linh kiện điện – điện tử

1.2.1 Cấu tạo đồng hồ loại kim, loại điện tử và ampe kìm

Đồng hồ vạn năng là một máy đo cần thiết, được sử dụng để đo điện áp mộtchiều – xoay chiều, đo giá trị điện trở, cường độ dòng điện và các linh kiện điện tử

Hiện nay chủ yếu sử dụng hai loại đồng hồ cầm tay loại kim và loại điện tử:loại kim dễ sử dụng nhưng độ chính xác không cao, không đo được thông mạchtrong các mạng truyền CAN (mạng truyền nội bộ trên ô tô) vì thang đo x1 có dòng150mA sẽ ảnh hưởng đến mạng truyền; loại đồng hồ điện tử có độ chính xác cao,

đo được xung, tần số, nhiệt độ …nhưng cần phải bảo quản tốt, không được để ẩmtránh ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị và cần thận trọng khi đo điện trở vàđiện áp, nếu đặt nhầm đại lượng đo sẽ làm hỏng đồng hồ

Cấu tạo đồng hồ loại kim (đồng hồ kim) và đồng hồ loại điện tử (đồng hồđiện tử) được trình bày lần lượt trên hình 2 và hình 3

- Cấu tạo đồng hồ kim bao

gồm: 1- Ổ cắm que đo âm đồng hồ

(nối với dương pin); 2- dải thang

đo cường độ dòng điện; 3 – dải

thang đo điện trở; 4- ổ que đo

dương đồng hồ (nối âm pin); 5 –

dải thang đo điện áp xoay chiều; 6

– núm chỉnh chuẩn đồng hồ về 0

khi đo điện trở; 7 – công tắc chọn

dải thang đo; 8 – dải thang đo điện

áp 1 chiều DCV; 9- Vít chỉnh

chuẩn đồng hồ về 0 khi đo điện áp

và cường độ dòng điện; 10 – cung

đọc trị số đo điện áp xoay chiều; 11

– cung đọc trị số đo điện áp một

chiều; 12 – cung đọc trị số điện

trở ; 13 – kim chỉ trị số Hình 1.24 Đồng hồ vạn năng loại kim

31

- Cấu tạo đồng hồ điện tử bao gồm: 1- Ổ cắn

que đo dương đồng hồ (dùng đo cường độ dòng

điện tối đa10A); 2- ổ cắm que đo dương đồng hồ

(dùng đo cường độ dòng tối đa 500 mA); 3 - ổ

cắm que đo âm đồng hồ; 4 ổ cắm que đo dương

đồng hồ (dùng đo điện áp 1 chiều, xoay chiều,

điện trở và tần số); 5 – công tắc chọn các đại

lượng đo; 6 – nút (Hz/DUTY) đo tần số\ độ ổn

định (chính xác) tần số; 7 – nút nhớ giá trị khi đã

đo; 8 – nút REL để đặt về mức “0” mức khởi

động ban đầu (thường dùng khi đo điện dung của

tụ điện); 9 – màn hình hiện giá trị đo; 10 – nút

chọn mức thang đo khi đo điện áp một chiều, xoay

chiều và điện trở; 11 – nút nguồn; 12 – nút reset Hình 1.35 Đồng hồ vạn

năng kiểu điện tử

- Cấu tạo của Ampe kìm:

Hình 1.36 Sơ đồ cấu tạo Ampe kìm Hình 1.37 Hình dáng Ampe kìm số

Ampe kìm là một máy biến dòng đặc biệt vì nó có cấu tạo như máy biếndòng điện nhưng đặc biệt hơn là cuộn sơ cấp chỉ là một vòng dây Phía trong cuộn

W2 được nối sẵn với một đồng hồ A-mét (Nếu là A-mét từ điện thì có thêm một hệthống chỉnh lưu)

Đồng hồ Ampe kìm là một dụng cụ đo dòng điện phổ biến ở công trường và