CHƯƠNG : LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ Đ NG Mã chương: CMH 13 - 01 Giới thiệu ài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về vai trò, tham số của các phần tử điện tử thụ động trong mạch điện nh
LINH KIỆN ĐIỆN T TH ĐỘNG
CHƯƠNG 4: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU
CHƯƠNG 5: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU
NHỎ NG T CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ
Do trình độ và thời gian có hạn, giáo trình không tránh khỏi những thiếu sót, và tác giả mong nhận được sự đóng góp quý báu từ quý thầy cô và bạn đọc để hoàn thiện nội dung và nâng cao chất lượng tài liệu giảng dạy.
LINH KIỆN ĐIỆN T T CH C C
CHƯƠNG 4: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU
CHƯƠNG 5: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU
NHỎ NG T CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ
Vì trình độ và thời gian có hạn, giáo trình này còn tồn tại những thiếu sót Tác giả mong được sự đóng góp quý báu từ quý thầy cô và bạn đọc để bổ sung, chỉnh sửa và hoàn thiện nội dung, từ đó nâng cao chất lượng giáo trình và đáp ứng tốt hơn nhu cầu học tập của người đọc.
M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG JT
M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG T
NHỎ NG T CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ
Vì hạn chế về trình độ và thời gian, giáo trình vẫn còn một số thiếu sót Tác giả mong nhận được sự đóng góp quý báu từ quý thầy cô và bạn đọc nhằm bổ sung nội dung, cải thiện chất lượng và tăng tính hiệu quả cho người học.
GIÁO TRÌNH Error! Bookmark not defined.
GI O TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN 6
CHƯƠNG 1: LINH KIỆN ĐIỆN T TH ĐỘNG 7
CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN T T CH C C 30
CHƯƠNG 4 : M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG JT 49
CHƯƠNG 5: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG T 62
CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ 72
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên mô đun:Kỹ thuật điện
I Vị trí, tính chất của môn học:
Vị trí của môn học này là môn đầu tiên thuộc nhóm Các môn học chuyên môn, giúp học viên xây dựng nền tảng kiến thức cơ bản ngay từ đầu chương trình Môn học yêu cầu được bố trí giảng dạy trước các mô-đun liên quan đến mạch điện tử, nhằm đảm bảo trình tự học tập thuận lợi và hiệu quả cho các nội dung chuyên môn tiếp theo.
Môn học về linh kiện điện tử và mạch điện tử cơ bản cung cấp cho người học kiến thức về các linh kiện điện tử và cấu trúc mạch điện cơ bản, đồng thời trang bị kỹ năng tính toán các thông số của các mạch điện tử Đây là nền tảng cho các mô-đun liên quan đến mạch điện tử, giúp người học nắm bắt nguyên tắc thiết kế và phân tích mạch ở mức cơ bản và phục vụ cho các ứng dụng công nghệ điện tử.
II Mục tiêu môn học:
Trình bày đƣợc các định ngh a, ký hiệu, đặc tính của linh kiện điện tử. Giải thích được hoạt động của mạch ch nh lưu và lọc điện.
Giải thích đƣợc nguyên lý của mạch phân cực; mạch khuếch đại; mạch n áp; mạch dao động.
Nhận biết đƣợc các LKĐT.
Thay thế được các LKĐT tương đương. Đọc đ ng giá trị, thông số các LKĐT.
Tính toán đƣợc các thông số của mạch điện phân cực và khuếch dại.
/- N ng ực tự chủ, tự chịu tr ch nhiệm:
Tích cực trong học tập.
Nghiên cứu bài giảng, tìm hiểu thêm nội dung trên internet mạng
III Nội dung môn học:
CHƯƠNG : LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ Đ NG
Mã chương CMH 13-01 giới thiệu bài học cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về vai trò và tham số của các phần tử điện thụ động trong mạch điện, cụ thể là điện trở R, cảm kháng L và điện dung C, cùng với cách thức tính toán mạch điện chứa các thành phần này Bài học chú trọng cách xác định đặc tính của R, L và C, hiểu được tác động của chúng trong các mạch và áp dụng các công thức tính toán để phân tích và thiết kế mạch điện, từ đó nắm vững nguyên lý hoạt động của mạch và ứng dụng của các phần tử thụ động trong thực tế.
Trình bày đƣợc các các định ngh a, cấu tạo, ký hiệu, đặc tính của linh kiện điện tử thụ động LKĐTTĐ
Nhận biết đƣợc các LKĐTTĐ. Đọc đƣợc giá trị, thông số các LKĐTTĐ.
N ng ực tự chủ và tr ch nhiệm:
Tích cực trong học tập.
Nghiên cứu bài giảng, tìm hiểu thêm nội dung trên internet mạng iết vận dụng các kiến thức, k năng đ học để áp dụng vào thực tế.
Điện trở (resistor) là một linh kiện điện tử thụ động có hai tiếp điểm kết nối, có chức năng điều chỉnh mức độ tín hiệu và hạn chế cường độ dòng điện chạy trong mạch; nó được dùng để chia điện áp và kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, xuất hiện ở nhiều vị trí trong đường truyền điện và có nhiều ứng dụng khác nhau Điện trở công suất tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển đổi thành nhiệt năng trong các hệ thống phân phối điện và các bộ điều khiển động cơ Thông thường điện trở có giá trị trở cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động.
Hình 1.1: ký hiệu điện trở trong mạch điện, b hình dạng thật tế
Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện Nó được định nghĩa là tỉ số giữa hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể và cường độ dòng điện đi qua nó, hay R = U/I, với đơn vị đo là ohm (Ω) Giá trị điện trở phụ thuộc vào loại vật liệu, hình dạng và kích thước của vật dẫn, cũng như điều kiện làm việc như nhiệt độ.
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V)
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ămpe(A)
R : là điện trở của linh kiện, đo bằng Ohm Ω)
Đơn vị của điện trở.
Ohm ký hiệu: Ω là đơn vị của điện trở trong hệ SI , Ohm đƣợc đặt theo tên Georg Simon Ohm Một ohm tương đương với vôn/ampere.
Ngoài Ω (ohm), các điện trở có nhiều giá trị khác nhau, từ nhỏ tới lớn gấp nhiều lần, phục vụ cho nhiều ứng dụng mạch điện Đơn vị đo điện trở phổ biến gồm milliohm (mΩ), ohm (Ω), kilohm (KΩ) và megohm (MΩ), giúp mô tả chính xác độ lớn của điện trở tùy theo yêu cầu của thiết kế Việc nắm rõ các giá trị và đơn vị điện trở này hỗ trợ lựa chọn linh kiện phù hợp, tối ưu hiệu suất và hiệu quả của mạch.
1 4.1 Sơ đồ điệ n tr ở m ắ c n ố i ti ế p
Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng t ng các điện trở thành phần cộng lại.
Rtd = R1 + R2 + R3 (1.2) òng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và bằng
Từ công thức trên ta thấy rằng , sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điện trở.
Cách mắc điện trở nối tiếp:
Hình 1.2: điện trở mắc nối tiếp
1 4.2 Sơ đồ điệ n tr ở m ắ c song song
Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd được tính bởi công thức:
Nếu mạch ch có 2 điện trở song song thì
Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2) (1.5) òng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở
I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 ) (1.6) Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau
Cách mắc điện trở song song:
Hình 1.3: điện trở mắc song song
Việc mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu cho mạch là kỹ thuật phổ biến trong thiết kế điện tử Ví dụ, để có một điện trở hiệu dụng 9K, ta có thể mắc hai điện trở 15K song song với nhau, sau đó mắc nối tiếp với một điện trở 1,5K Cách làm này cho phép điều chỉnh giá trị điện trở một cách linh hoạt bằng cách kết hợp các giá trị sẵn có.
Cách mắc điện trở hỗn hợp:
Hình 1.4: điện trở mắc hỗn hợp
Một số h nh d ng của điện trở trong thực t
Hình 1.5: Hình dạng điện trở trong thực tế
C ch đọc gi tri điện trở.
Hình 1.6: bảng màu đọc giá trị điện trở
Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở, ngoài việc nhà sản xuất in trị số lên linh kiện, người ta còn dùng một quy ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm và có thể được ghi lại ở dạng ký hiệu như kilo-ohm (kΩ) hoặc mega-ohm (MΩ) để tiện sử dụng.
Hình 1.7: cách đọc giá trị điện trở
Một số d ng h c điện trở. Điện trở nhiệt
Hình 1.8: cách đọc giá trị điện trở Điện trở công suất
Hình 1.9: điện trở công suất iến trở: là loại điện trở có giá trị thay đ i đƣợc nhờ thay đ i vị trí tiếp x c, ph biến là loại biến trở có n m vặn.
Hình 1.10: iến trởQuang trở: là loại điện trở có giá trị thay đ i theo cường độ ánh sáng chiếu vào.
Nhiệt trở là một loại điện trở có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ của môi trường Do đặc tính này, nhiệt trở được ứng dụng rộng rãi trong ô tô để đo nhiệt độ nước làm mát động cơ và nhiệt độ khí nạp, từ đó cung cấp dữ liệu cho các bộ điều khiển nhằm kiểm soát hệ thống làm mát, phun nhiên liệu và quá trình đốt cháy Các loại nhiệt trở phổ biến gồm NTC và PTC, cho phép đo nhiệt độ ở các mức khác nhau với độ nhạy và phạm vi khác nhau Việc lắp đặt nhiệt trở đúng vị trí và hiệu chuẩn định kỳ giúp tín hiệu đo ổn định, giảm sai số và nâng cao độ tin cậy của hệ thống giám sát nhiệt độ ô tô.
Hình 1.12: cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên ô tô
Điện trở là một linh kiện điện tử quan trọng có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và đóng vai trò thiết yếu trong hầu hết các mạch điện Ứng dụng của điện trở bao gồm hạn chế và điều chỉnh dòng điện, chia áp giữa các thành phần, ổn định tín hiệu và bảo vệ các linh kiện nhạy cảm khỏi quá dòng, cũng như tham gia vào lọc nhiễu và thiết kế nguồn cấp để tạo điện áp tham chiếu Nhờ những tác dụng này, điện trở giúp tối ưu hiệu suất, độ tin cậy và độ chính xác của hệ thống điện tử.
Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp là nguyên tắc cơ bản để mạch hoạt động ổn định và an toàn Ví dụ, với một bóng đèn 9V được cấp nguồn 12V, ta có thể mắc bóng đèn nối tiếp với một điện trở để sụt áp 3V trên điện trở; nhờ vậy bóng đèn nhận đúng 9V và dòng điện được giới hạn ở mức phù hợp.
Mắc điện trở thành cầu phân áp để có đƣợc 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 ch nh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện.
Tạo ra nhiệt lƣợng trong các ứng dụng cần thiết.
Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp.
Trong ô tô điện trở đƣợc ứng dụng làm:
Cầu phân áp, đề phân chia điện áp
Hình 1.13: cầu phân áp dùng điện trờ
Hình 1.14: cầu phân áp wheatstone
Ứng dụngbiến trởtrong mạch báo nhiên liệu.
Hình 1.15: mạch báo nhiên liệu trênxe ô tô
Ứng dụng biến trở trong bàn đạp chân ga
Hình 1.16: ứng dụng của biến trở trong chân ga điện tử
Định ngh a –Cấu t o – Kí hiệu tụ điện a Định nghĩa
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động, gồm hai bản cực đặt song song và được ngăn cách bởi lớp điện môi Khi có sự chênh lệch điện thế giữa hai bề mặt, hai bản cực tích điện với cùng lượng electron nhưng trái dấu, tạo thành điện tích ở hai cực âm dương Tụ điện có đặc tính cách điện với dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp và tích điện, cho phép nó tham gia hiệu quả vào các mạch điện tử Trong thực tế, tụ điện được ứng dụng rộng rãi trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều và mạch tạo dao động, và nhiều ứng dụng khác trong lĩnh vực điện tử.
Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior
Khi hai bề mặt có sự chênh lệch điện thế, dòng điện xoay chiều có thể đi qua giữa chúng nhờ sự tích và phóng điện của tụ điện Hai bề mặt sẽ mang điện tích bằng lượng như nhau nhưng ngược dấu, tạo thành một cặp điện tích đối nghịch Cấu tạo của tụ điện gồm hai lá dẫn điện tách biệt, ở giữa là chất điện môi, cho phép tích điện khi có điện thế và phóng điện khi mạch yêu cầu.
Hình 1.17: cấu tạo của tụ điện
Tụ điện được cấu tạo từ ít nhất hai bề mặt dẫn điện, thường ở dạng tấm kim loại Hai bề mặt này đặt song song và cách nhau bởi một lớp điện môi Điện môi của tụ điện là các chất không dẫn điện như thủy tinh, giấy (giấy được tẩm hóa chất), gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí; nhờ tính chất cách điện của điện môi mà tụ điện có khả năng lưu trữ năng lượng điện một cách hiệu quả.