Giáo trình điện tử cơ bản (nghề công nghệ ôtô)

+ Ý nghĩa và vai trò của môn học : Điện tử cơ bản là môn học nói về tất cả các linh kiện cần thiết để tạo nên các mạch điện tử, bằng cách ghép nối các linh kiện trong một mạch điện tử

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI II

GIÁO TRÌNH

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

NGHỀ CÔNG NGHỆ ÔTÔ

(Ban hành theo quyết định số 820/QĐ-CĐHHII, ngày 22 tháng 12 năm 2020 của Hiệu

trưởng Trường Cao Đẳng Hàng Hải II)

( Lưu hành nội bộ) TP.HCM, năm 2020

LỜI GIỚI THIỆU

Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô ở trình độ Cao đẳng, giáo trình Điện tử cơ bản là một trong những giáo trình môn học/môđun đào tạo chuyên ngành Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và

kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc

Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chư ng trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 30 giờ gồm có:

MH08-01: Khái niệm cơ bản và giới thiệu về đồng hồ VOM MH08-02: Linh kiện thụ động

MH08-03: Linh kiện bán dẫn MH08-04: Các mạch điện tử cơbản MH08-05: Các mạch điện tử trong ô tô Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng

Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Cơ Khí – Trường cao đẳng Hàng Hải II

, ngày … tháng … năm 20

Tổ bộ môn

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

+ Vị trí của môn học : Môn học được bố trí dạy sau khi học xong các môn học cơ sở như: Tin học, điện kỹ thuật và học trước khi học các mô đun chuyên sâu như: Kỹ thuật chung về ô tô, bảo dưỡng và sửa chữa điện thân xe, chẩn đoán kỹ thuật ô tô

+ Ý nghĩa và vai trò của môn học : Điện tử cơ bản là môn học nói về tất cả

các linh kiện cần thiết để tạo nên các mạch điện tử, bằng cách ghép nối các linh kiện trong một mạch điện tử và làm cho nó hoạt động Vì thế, việc hiểu đặc điểm cấu tạo, ký hiệu và nguyên lý hoạt động của linh kiện, đánh giá đầy đủ các đặc tính, ứng dụng các giá trị của chúng là việc đầu tiên một người thợ sửa chữa, lắp ráp thiết bị điện tử phải tìm hiểu

Đối với học viên học công nghệ ô tô thì cuốn sách này sẽ giúp tìm hiểu các thông số kỹ thuật, tính năng và ứng dụng của các linh kiện điện tử sử dụng trong các mạch điện cơ bản, mạch đánh lửa của ô tô

Nếu mục đích của công việc là có kiến thức và kỹ năng để sửa chữa thì việc làm hiệu quả nhất của học viên là hiểu rõ các tính năng, thực hiện được cách đo kiểm tra các thông số các linh kiện, ứng dụng thực tế và thay thế các vật liệu, linh kiện đã bị hỏng

Hy vọng rằng cuốn giáo trình này đề cập được phần lớn những lĩnh vực mà học viên cần biết để sao cho những mạch điện tử trở thành đối tượng dễ hiểu, dễ lắp ráp, sửa chữa và đem lại cho học viên những thông tin cần biết

Tính chất của môn học : Là môn học bắt buộc

- Phân tích được đặc điểm cấu tạo nguyên lý hoạt động của các linh kiện kiện điện tử thông dụng

- Nhận dạng chính xác ký hiệu của linh kiện, đọc chính xác trị số của chúng

Về kỹ năng

- Đo, kiểm tra được hư hỏng của các linh kiện điện tử

- Đọc, phân tích được nguyên lý hoạt động của mạch điện tử cơbản

Về năng lực tự chủ tự chịu trách nhiệm:

- Rèn luyện tính tỷ mỉ chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp

- Làm việc độc lập, làm việc theo nhóm, chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm

MH08-01: Khái niệm cbản và giới thiệu về đồng hồ VOM MH08-02: Linh kiện thụ động

MH08-03: Linh kiện bán dẫn MH08-04: Các mạch điện tử c bản MH08-05: Các mạch điện tử trong ô tô

11

BÀI 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ GIỚI THIỆU VỀ ĐỒNG HỒ VOM

Mục tiêu

- Nêu được khái niệm về dòng điện, dòng điện một chiều

- Nêu được các tính chất cơ bản của vật liệu điện, vật liệu cách điện, vật liệu

từ

- Nêu được chức năng của đồng hồ VOM

- Hiểu, vận dụng đồng hồ VOM để kiểm tra linh kiện, mạch điện - điện tử

- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập

I KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN

1.1 Dòng điện và dòng 1 chiều

A Khái niệm và định nghĩa

Khi ta nối vật tích điện với vật không tích điện bằng vật dẫn thì các điện tích

sẽ chuyển dời từ qua sang hình 1-1a , tạo thành dòng điện tích qua vật dẫn Các điện tích chuyển dời được chính là do lực điện trường tác dụng

lên chúng theo một hướng nhất định Trên hình 1-1, hướng điện trường là từ về B

Khi nối hai bản cực của tụ điện hình 1-1) bằng một dây dẫn Tụ điện sẽ phóng điện, các điện tích dư ng chuyển dời từ bản qua về và các điện âm chuyển dời từ qua về Như vậy, trong dây dẫn cũng có dòng điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực điện trường

- Định nghĩa: ng điện tích chuyển dời có hướng dưới tác dụng của lực điện trường gọi là dòng điện

- Điều kiện duy trì dòng điện, nguồn điện

Muốn có dòng điện tích chuyển động, trong vật dẫn phải có lực điện trường dụng lên điện tích nữa, các điện tích ngừng di chuyển từ về , d ng điện thế cũng mất

Muốn duy trì dòng điện liện tục trong vật dẫn , ta phải đưa các điện tích từ về Khi đó giữa và vẫn duy trì một điện trường và các điện tích lại tiếp tục di chuyển từ qua về hình 1-2a Điều đó cũng tương tự nước chảy

từ bình sang bình hình 1-2b qua ống O Nếu không có bơm bơm nước từ lên thì nước chảy qua O Khi độ chênh mực nước h giữa A và B còn Sau một thời gian, mực nước ở và bằng nhau, nước thôi chảy qua O Nhờ bơm, nước được đưa từ về , duy trì độ chênh mực nước h, và do đó duy trì liên tục dòng nước hình 1-1a và b, dòng điện chỉ tồn tại trong một thời gian rất ngắn Khi điện tích quả cầu giảm đi, điện tích quả cầu tăng lên, điện thế ở và trở nên bằng nhau Hiệu điện thế giữa chúng bằng không, nên không có lực điện trường tác qua ống

O Như vậy, điều kiện duy trì dòng nước là có độ chênh mức nước h Tư ng tự điều kiện duy trì dòng điện trong vật dẫn là phải duy trì độ chênh điện thế giữa đầu và cuối vật dẫn, tức phải có một điện áp đặt vào vật dẫn Thiết bị duy trì độ chênh điện thế để tạo ra dòng điện trong mạch điện gọi là nguồn điện Nguồn điện trong mạch điện cũng có vai trò như b m trong mạch thủy lực

Như ta đã biết, trong kim loại có các điện tử tự do, bình thường, các điện tử tự

do tham gia vào chuyển động nhiệt hơn loại và dao động xung quanh các nút mạng tinh thể hình 1- a , nên kim loại trung hòa về điện và trong kim loại không có dòng điện

Khi đặt kim loại vào trong một điện trường hình 1- b các điện tử sẽ chịu tác dụng một lực điện trường theo cũng một hướng ngược chiều với chiều điện trường

vì điện tử tích điện âm , nên chúng sẽ di chuyển theo hướng ngược với chiều điện trường, tạo thành dòng điện Vậy,

Theo quy ước, chiều dòng điện là chiều chuyển dời của các điện tích dư ng, tức theo chiều của điện trường, trong khi đó, dòng điện tử lại di chuyển ngược với chiều điện trường Vậy chiều di chuyển của dòng điện tử trong kim loại ngược với chiều quy ước của dòng điện hình 1-3c)

- Bản chất dòng điện trong dung dịch điện phân bản chất dòng điện

trong dung dịch điện phân:

Thực nghiệm chứng tỏ rằng

các dung dịch điện phân là vật

dẫn tốt Nhúng vào dung dịch

điện phân hai thanh kim loại làm

điện cực rồi nối tới nguồn điện,

ta thấy có dòng điện qua mạch

CaCl Na+ + Cl- Các ion dư ng như Na+ gọi là calion, các ion âm như Cl-) ọi là anion ình thường, các ion trong dung dịch tham gia chuyển động nhiệt Chúng chuyển động

h n loại, nên không tạo thành dòng điện Khi đặt vào nguồn điện, lực điện trường

sẽ bắt các ion chuyển dời có hướng: anion chuyển về phía anốt, c n cation về phía catốt tức ion dư ng chuyển động theo chiều điện trường, c n ion âm chuyển động

ngược chiều điện trường Kết quả là trong dung dịch, có dòng điện, chiều quy ước từ anốt về catốt

Vậy dòng điện trong chất điện phân là dòng các ion chuyển dời có hướng do tác dụng của lực điện trường

Hiện tượng điện phân:

Khi dòng điện qua dung dịch muối ăn, anion Cl- đi về cực dư ng anốt c n cation Na+ đi về cực âm catốt Tại cực dư ng Cl- nhường bớt điện tử cho điện cực

vì cực dư ng luôn luôn thiếu điện tử và trở thành nguyên tử clot rung h a

cực âm, cation Na+ thu thêm điện tử ở điện cực vì cực âm luôn luôn thiếu điện tử trở thành nguyên tử Na giải phóng ở cực âm

Kết quả là phân tử muối ăn bị dòng điện phân tích thành clo ở cực dư ng và natri ở cực âm Nếu dung dịch điện phân là một muối của đồng thì ở cực âm, ta sẽ thu được kim loại đồng Như vậy, khi dòng điện qua chất điện phân, sẽ xảy ra hiện

tượng phân tích chất điện phân, giải phóng kim loại hoặc hyđrô ở cực âm Đó là hiện tượng điện phân

ng điện qua dung dịch càng lớn và càng lâu, thì lư ng kim loại giải phóng

ở âm cực càng lớn Như vậy, giữa điện tích qua dung dịch điện phân và lượng chất được giải phóng, có mối quan hệ tỷ lệ uan hệ này đã được arađây thiết lập từ thực nghiệm vào các năm 1833-1834

Hiện tượng cực dương tán:

Ta xét trường hợp cực dư ng làm bằng kim loại cùng loại với dung dịch điện phân, chẳng hạn ta điện phân dung dịch đồng sun at hay 1 loại muối đồng tan nào

đó , với cực dư ng làm bằng đồng Khi đó cation Ca++ đi về cực âm catốt và nhận thêm điện tử, trở thành nguyên tử đồng bám vào catốt, Các anion O4

đi về cực dư ng và phản ứng tạo thành muối đồng:

SO + Cu = CuSO + 2e-

Đồng sun at vừa được tạo thành lại tan vào dung dịch, bổ sung lượng muối đồng vừa được phân tích Kết quả là cực dư ng bằng đồng bị h a tan dần vào dung dịch, còn cực âm thì có một lớp mới được giải phóng, còn lượng muối đồng trong dung dịch không thay đổi Đó là hiện tượng cực dương tan

Trong luyện kim, hiện tượng điện phân được ứng dụng để tinh chế và điều chế một số kim loại

Muốn tinh chế kim loại, người ta ứng dụng hiện tượng cực dư ng tan Chẳng hạn, để tinh chế đồng, người ta dùng thanh đồng cần tinh chế làm cực dư ng, dung dịch điện phân là muối đồng tan Khi dòng điện qua dung dịch, thanh đồng bị h a tan dần, và ở cực âm sẽ hình thành một lớp đồng tinh khiết

Để điều chế kim loại, luyện kim bằng dòng điện, người ta tiến hành điện phân quặng kim loại nóng chảy hoặc các dung dịch muối của chúng Chẳng hạn, để luyện nhôm, người ta điện phân quặng bâu xit nhôm ôxit l2O3) nóng chảy trong criolit để luyện natri, người ta điện phân muối ăn NaCl nóng chảy

- Mạ là phư ơng pháp dùng dòng điện để phủ lên các đồ vật một lớp

kim loại không gỉ như: bạc, vàng

Muốn mạ một vật nào đó, cần làm sạch bề mặt cần mạ rồi nhúng vào bình điện phân làm thành cực âm Cực dư ng là thỏi kim loại của lớp mạ như bạc, vàng, tùy theo muốn mạ lớp kim loại nào

ung dịch điện phân là một muối tan của kim loại mạ Khi dòng điện qua dung dịch, một lớp kim loại mạ sẽ phủ kín bề mặt cần mạ, c n cự dư ng bị m n dần Tùy theo cường độ và thời gian dòng điện qua mà ta có lớp kim loại phủ mỏng hay dày

Ta làm thí nghiệm như sau: đặt hai bản cực

song song cách nhau trong khống khí rồi nối vào

nguồn điện hình 1-5) Đặt điện kế để phát hiện

d ng điện trong mạch Kim điện kế chỉ số không,

báo cho biết trong mạch không có dòng điện

Như vậy, bình thường chất khí không dẫn điện

Nếu ta đốt nóng không khí giữa hai bản cực hoặc

chiếu vào đó một chùm bức xạ mạnh thì kim điện

kế lệch đi,báo cho biết trong mạch có dòng điện

Điều đó được giả thích như sau: ình thường chất khí có rất ít điện tử tự do, nên chất khí không dẫn điện Khi có tác nhân ion hóa các nguyên tử bị kích thích

và một số điện tử thoát ra trở thành điện tử tự do, nguyên tử trở thành ion dư ng

Hình 1-7 Hàn điện hồ quang

Một số nguyên tử trung hòa lại nhận them điện tử tự do trở thành ion âm ưới tác dụng của điện trường, ion dư ng chuyển động về cực âm catốt K , còn điện tử và ion âm chuyển động về cực dư ng anốt , tạo nên dòng điện

Vậy dòng điện trong chất khí là dòng các điện tử và các ion chuyển dời có hướng trong điện trường

 thí nghiệm vẽ trên hình 1-5, nếu ta tăng dần điện áp giữa hai bản cực -K đo bằng vôn mét V , thì quá trình phóng điện qua chất khí trải qua các giai đoạn sau:

1- Giai đoạn phóng điện tối: đó là giai đoạn điện áp c n thấp, dòng điện qua chất khí do các điện tử và ion hình thành dưới tác dụng của yếu tố kích thích bên ngoài Lúc đầu, điện áp tăng dòng điện cũng tăng au đó, tất cả các điện tử và ion sinh ra đã tham gia chuyển động thành dòng điện cả thì dòng điện không tăng nữa, ta có dòng điện bão h a

Đặc điểm của giai đoạn phóng điện tối là chất khí không phát sáng, và nếu bỏ tác nhân ion hóa thì dòng điện cũng hết, nên c n gọi là phóng điện không tự duy trì

2- Giai đoạn phóng điện tia lửa: c n gọi là giai đoạn phóng điện phát sáng Đó

là giai đoạn điện áp đã khá cao, điện trường giữa hai điện cực – K đủ mạnh, gia tốc các điện tử và ion gây va chạm với các phần tử khí, làm bật

ra các điện tử tự do và do đó tạo thành ion mới Kết quả là mật độ điện tử

và ion tăng đột ngột, dòng điện tăng lên rất lớn, khối khí bị đốt nóng và phát sáng ấy giờ nếu ta bỏ nguồn gây ion đi, dòng điện trong mạch vẫn c n phóng điện tự duy trì

3- Phóng điện hồ quang: giai đoạn phóng điện hồ quang xảy ra khi khối khí bị đốt nóng dữ dội, điện tử tự do được tạo ra rất nhiều, chuyển động trong điện trường mạnh Chúng chuyển động rất nhanh, đến đập vào anốt nóng đến sáng chói đến 000 Đặc điểm của dạng phóng điện này là nhiệt độ rất cao,phát ra ánh sáng chói, giàu tia tử ngoại và cực dư ng bị m n đi nhanh chóng và không cần tác nhân ion hóa bên ngoài, nên cũng thuộc

dạng phóng điện tự duy trì

Trong thực tế người ta có thể tạo thành hồ

quang như sau: nối hai điện cực than với một

nguồn điện khoảng 0- 0V, cho tiếp xúc với

nhau rồi tách chúng ra một khoảng ngắn hình

1- Ngay lập tức một tia lửa sáng chói bật lên

giữa hai điện cực, tạo thành hồ quang uan sát

ta sẽ thấy cực dư ng anốt rất sáng và bị m n

dần, c n cực am anốt có một khoảng h i tối h n,

gọi là khoảng tối âm cực

Nguyên tắc này được ứng dụng làm đèn hồ

quang

Hồ quang cũng sinh ra khi ta đóng ngắt cầu dao điện Với điện áp lớn thì hồ quang này rất nguy hiểm Vì thế ở các thiết bị đóng cắt điện áp cao, dòng điện lớn, cần có biện pháp dập nhanh hồ quang một cách tin cậy

Hồ quang điện có ứng dụng rất phong phú trong kỹ thuật Hình 1-7; vẽ s đồ hàn điện hồ quang Nguồn điện hàn do máy phát điện hoặc máy biến áp hàn cung cấp, một cự nguồn nối với kim loại cần hàn, cực kia nối tới mỏ hàn Hồ quang sinh

ra ở ch hàn làm chảy que hàn lấp kín mối hàn ue hàn có phủ thuốc hàn để đánh sạch mối hàn Thực tế, người ta dùng ngay que hàn làm đầu mỏ hàn 2

Theo nguyên tắc này, ta có thể cắt hoặc khoan kim loại bằng hồ quang

uá trình phóng điện trong chất khí là c sở để chế tạo các đền có khí như đèn ống, đèn gadôtrôn, tiratrôn, nêôn v.v

1.2 Quy ước của dòng điên

Theo quy ước, chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dư ng Như vậy, trong vật dẫn, dòng điện sẽ đi từ nơi có điện thế cao từ , hình 1-2a) đến n i có điện thế thấp đến Ngược lại, trong nguồn điện, dòng điện đi từ cực có điện thế thấp đến cực có điện thế cao hơn Cực có điện thế cao của nguồn gọi là cực dư ng , cực kia là cực âm - hình 1-8)

1.Cường độ dòng điện và mật độ dòng điện

a Cường độ dòng điện

Để xác định độ lớn của dòng điện, người ta dùng đại lượng gọi là cường độ

ng điện, được định nghĩa như sau:

Định nghĩa: Cường độ dòng điện là lượng điện tích qua tiết diện của dây dẫn

trong một đ n vị thời gian tính bằng sec

Nếu trong thời gian t, lượng điện tích qua tiết diện dây dẫn q, thì cường độ

ng điện xác định bằng biểu thức:

đây, là cường độ dòng điện

Trong hệ đơn vị đo lường hợp pháp Việt Nam, q tính ra culông, t ra sec thì tính ra

ampe, ký hiệu Nếu q 1C, t 1s thì 1 Vậy ampe là cường độ của

Constantan (60%Cu+ 40%Ni) (49 - 51) 10-8 trong thiết bị gia nhiệt

Maganin (86%Cu + 12% Mn+2%

Dùng làm vật liệu cách điện

- Hầu hết đều là kim loại và hợp kim

Có độ bền tốt, d o, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi…



Khi cần chọn lựa vật liệu dẫn điện người ta thường căn cứ vào:

-Tùy vào nhu cầu sử dụng mà người ta chọn vật liệu có điện

trở suất phù hợp Ví dụ: như khi chế tạo dây dẫn thường dùng đồng, nhôm có bé , c

n khi làm các dây đốt nóng thì dùng các loại hợp kim như constantan,

maiso… có lớn h n

-Tùy vào quy trình làm việc mà chọn vật liệu có độ bền c ,

thích hợp, ví dụ: Để tăng đó bền kéo cho dây dẫn người ta dùng dây có lõi thép,

tiếp điểm thì dùng đồng thau, đồng thanh

Căn cứ vào mức độ dẫn điện của vật liệu, người ta chia VLĐ thành 2 nhóm chính: vì

điện trở suất  nhỏ nên điện trở cũng nhỏ theo, các vật liệu này thường làm dây dẫn,

các bộ phân mang điện chính như tiếp điểm, thanh cái… kim loại đặc trưng cho

nhóm này là đồng, nhôm hoặc hợp kim của đồng

- nhóm này có điện trở tư ng đối lớn nên dùng làm các bộ phận đốt nóng trong các

thiết bị gia nhiệt hoặc dây tóc bóng đèn như maganin, von ram… đặc điểm chung của

nhóm này là khả năng chịu nhiệt rất cao có thể lên đến hàng nghìn oC có mầu đỏ,

điện trở suất nhỏ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, độ bền c cao, tốc độ ăn m n chậm, dễ gia

công, dễ hàn nối Đồng là một trong những kim loại chủ lực để chế tạo dây dẫn điện,

dây quấn máy điện, các bộ phận trong máy điện, khí cụ điện…

Khi chế tạo dây dẫn, thỏi đồng lúc đầu được cán nóng thành dây có đường kính (6,5-7,2) mm, sau đó được rửa sạch trong dung dịch axít sun uric loảng để khử đồng

ôxít CuO sinh ra trên bề mặt khi đốt nóng đồng, cuối cùng kéo nguội thành sợi có

đường kính cần thiết đến (0,03 - 0,02) mm

Đồng tiêu chuẩn là đồng ở trạng thái ủ, ở 20oC có điện trở suất là:

17,241.10-8 m Người ta thường dùng số liệu này làm gốc để đáng giá điện dẫn suất của các kim loại và hợp kim khác

Tính chất cucủa dây dẫn bằng đồng được cho trong bảng 2:

ua bảng trên ta thấy ảnh hưởng rất mạnh của quá trình gia công đến tính chất c của vật liệu làm dây dẫn, cũng như ảnh hưởng của nhiệt luyện đến điện trở suất của kim loại

Trong một số trường hợp, ngoài đồng tinh khiết c n sử dụng cả hợp kim đồng với một lượng nhỏ thiếc, silic, phốtpho, beri, crôm, magiê, cadimi.v.v… làm vật dẫn Có hai loại hợp kim đồng thường sử dụng là đồng thau và đồng thanh

là hợp kim của đồng với kẽm với thành phần

kẽm chứa trong đồng thau không

chứa ít h ơn 2 thì đồng thau có

độ d o nhưng độ bền giảm Nếu

thành phần kẽm chứa nhiều h n

2 thì đồng thau có độ bền tăng

nhưng giảm độ d o Đồng thau

được sử dụng nhiều trong ngành

Là hợp kim của đồng với các nguyên tố kim loại khác trừ kẽm Nếu trong đồng thanh chỉ có hai nguyên tố kim loại thì ta gọi là đồng thanh đa nguyên, nếu

có nhiều h n hai nguyên tố kim loại thì ta gọi là đồng thanh đa nguyên

Đồng thanh có đặc tính dễ cắt gọt và tính chống ăn m n cao, một số đồng thanh c n có tính chống mài m n làm hợp kim đỡ sát, chế tạo ổ trục

Đồng thanh có tính chất đúc tốt, đồng thanh với những thành phần thích hợp

nó có những tính chất c học tốt h n đồng Điện trở suất của đồng thanh cao h n đồng tinh khiết, đồng thanh cũng được sử dụng rộng rãi để chế tạo l xo dẫn điện,làm các tiếp điểm đặc biệt là tiếp điểm trượt

Tính chất của hợp kim đồng kỹ thuật bảng :

a Nhôm: Sau đồng, nhôm là vật liệu quan trọng thứ hai được sử dụng trong kỹ

thuật điện, nhôm có điện dẫn suất cao nó chỉ thua bạc, đồng và thiếc , trong

lượng riêng nhỏ 2, /cm3 , tính chất vật liệu và hóa học cho ta khả năng dùng nó làm dây dẫn điện

Nhôm có mầu bạc trắng là kim loại

tiêu biểu cho các kim loại nh nghĩa là kim

loại có khối lượng riêng nhỏ h n 5 G/cm3

Khối lượng riêng của nhôm đúc gần

* Nhược điểm:

- Cùng một tiết diện và độ dài, nhôm có điện trở cao h n đồng 1, lần

- Khó hàn nối h n đồng, ch nối tiếp xúc không hàn dễ hình thành lớp ôxít có trị số điện trở suất khá cao phá hủy ch tiếp xúc

Khi cho nhôm và đồng tiếp xúc nhau, nếu bị ẩm sẽ hình thành pin cục bộ có trị số suất điện động khá cao, dòng điện từ nhôm sang đồng phá hủy mối tiếp xúc rất nhanh

Là hợp kim của nhôm với các nguyên tố kim loại khác nhau như đồng, silic, mangan, magiê

Tùy theo thành phần và đặc tính công nghệ của hợp kim nhôm,người ta chia

Nhóm hợp kim nhôm đúc dùng để sản xuất các chi tiết đúc như vỏ động

c điện và các chi tiết máy có hình dạng từ đ n giản đến phức tạp

b -Chì nhận được từ các mỏ như: alen Pb, xeru ít PbCO,

Chì được tinh luyện theo phư ng pháp khô, thong qua nóng chảy hay theo phư ng pháp điện phân để loại bỏ tạp chất và cuối cùng thu được chì với mức độ

bề mặt Pb2O và PbO Chì có điện trở suất lớn và có thể chuyển sang trạng

thái siêu dẫn -250,70C điện trở của chì có 0,01 11/cm

Chì có sức bền với thời tiết xấu do có những tổ hợp bảo vệ hình thành trên bề mặt PbCO3, PbSO4 v.v…

Chì không bị tác dụng của axít HCl H2SO4 axít sun uar photphoric hoặc amoniắc, sút, clo

Chì h a tan dễ dàng trong a xít HNO3 pha loãng hay a xít axetic ự bay h i của chì rất độc Chì là kim loại dễ dát mỏng, có thể được dát và kéo thành những lá mỏng

Chì không có sức đề kháng ở dao động, đặc biệt ở nhiệt độ cao nó rất dễ bị nứt khi có áp lực va đập dao động

b H

Là hợp kim của chì với các nguyên tố: b Te và n với một hàm lượng nhỏ thì

có cấu trúc sẽ mịn h n và chịu được sự rung động song ít bền với sự ăn m n

Hợp kim chì – thiếc: là chất hàn mềm có nhiệt độ nóng chảy 000C

Chì dẫn điện tốt, mềm dẽo, nhiệt nóng chảy thấp Chì và hợp kim của chì chì thiếc, chì kẽm… được dùng làm dây chảy, dây để hàn nối

c

Chì và hợp kim chì được dùng để làm lớp vỏ

bảo vệ cáp điện nhằm chống lại ẩm ướt Vỏ chì ở

cáp điện được chế tạo từ chì kỹ thuật

Đôi khi lớp vỏ này sử dụng như dây dẫn thứ

ví dụ: trường hợp cáp có dây dẫn Chì c n được

dùng chế tạo ắc quy điện có các tấm bản chì

- điều kiện bình thường dễ tạo thành màng oxít

- Cần có áp lực lớn để giảm điện trở tiếp xúc

5-Constantan: (60%Cu + 40%Ni)

Có hệ số nhiệt độ thấp nên điện trở ít phụ thuộc nhiệt, sử dụng làm điện trở chuẩn trong ph ng thí nghiệm, nhiệt ngẫu, biến trở khởi động Không làm điện trở tỏa nhiệt quá nhiệt độ 4500C là hợp kim của đồng và niken)

Điện trở suất: 0,49m (49*10-8m)

Nhiệt độ nóng chảy: 12 00C

6- Maganin: là hợp kim của Cu 12 Mn 2 Ni có điện trở suất cao, hệ số nhiệt

bé dùng làm điện trở mẫu thời gian làm việc lâu dài thì nhiệt độ làm việc không quá 00C , điện trở đo lường Điện trở suất: 0,42m (42*10-8m)

2 2

Phần điện của các thiết bị có phần dẫn điện và phần cách điện Phần dẫn điện

là tập hợp các vật dẫn khép kín mạch để cho dòng điện chạy qua Để đảm bảo mạch làm việc bình thường, vật dẫn cần được cách ly với các vật dẫn khác trong mạch, vật dẫn của mạch khác hoặc vật dẫn nào đó trong không gian Ngoài ra c n phải cách ly vật dẫn với các nhân viên làm việc với mạch điện Như vậy vật dẫn phải được bao bọc bởi các vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện c n được gọi là điện môi Điện môi là những vật liệu làm cho dòng điện đi đúng n i quy định Có thể phân chia vật liệu cách điện như sau:



- Vật liệu cách điện thể rắn: như thủy tinh, sứ, cao su, mica…

- Vật liệu cách điện thể lỏng: như véc ni, dầu máy biến áp…

- Vật liệu cách điện thể khí: không khí, hyđrô, khí tr …



- Vật liệu cách điện vô c : mica, amiăng…

- Vật liệu cách điện hữu c : cao su, vải sợi, các hợp chất cao phân tử…



Hiện tượng đánh thủng điện môi:

Trong điều kiện bình thường, vật liệu cách điện có điện trở rất lớn nên nó làm cách ly các phần mang điện với nhau Nhưng nếu các vật liệu này đặt vào môi trường có điện áp cao thì các mối liên kết bên trong vật liệu sẽ bị phá hủy làm nó mất tính cách điện đi Khi đó, người ta nói vật liệu cách điện đã bị đánh thủng

iới hạn điện áp cho phép mà vật liệu cách điện c n làm việc được, được gọi

là độ bền cách điện của vật liệu điện

d: bề dày tấm vật liệu cách điện mm

Như vậy để vật liệu làm việc an toàn mà không bị đánh thủng thì điện áp đặt vào vật phải bé h n đt một số lần tùy vào các chất khác nhau

Tỉ số giữa điện áp đánh thủng và điện áp cho phép vật liệu c n làm việc gọi

là

Với:   Ucp

Ucp: điện áp cho phép vật liệu làm việc kV

: giới hạn an toàn, phụ thuộc vào bản chất vật liệu

a i

Vật liệu từ là vật liệu có khả năng

từ hóa tức là chịu biến đổi về từ tính

dưới tác động của từ trường ngoài và

Vật liệu từ mềm có độ từ thẩm ban đầu từ vài trăm, đến vài ngàn, các vật liệu

có tính từ mềm tốt có thể đạt tới vài chục ngàn, thậm chí hàng trăm ngàn

Chú ý: Độ từ thẩm (permeability) là đại lượng đặc trưng cho khả năng phản ứng của vật liệu từ dưới tác dụng của từ trường ngoài

Tôn Silic: Là hợp kim của sắt khoảng , với Silic i , hoặc chứa thêm khoảng , nhôm (Al)

Hợp kim Permalloy: Là hợp kim của niken (Ni) và sắt (Fe)

ừ ề

- Lõi biến thế, lõi dẫn từ, cuộn cảm

- Nam châm điện

- Cuộn chặn, cảm biến đo từ trường



(Hard magnetic materials)

Là vật liệu sắt từ, khó khử từ và khó từ hóa Ý nghĩa của tính từ "cứng" ở đây chính là thuộc tính khó khử từ và khó bị từ hóa, chứ không xuất phát từ c tính của vật liệu từ

Hợp kim lNiCo: Là hợp kim được sử dụng trong nam châm vĩnh cửu

Vật liệu từ cứng errite: Là các gốm errite

Vật liệu từ cứng có thể dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu hoặc được

sử dụng làm vật liệu ghi từ trong các ổ đĩa cứng, các băng từ

Đồng hồ vạn năng kim VOM là loại đồng hồ có nhiều chức năng được tích hợp lại trong một thiết bị đo, ta chỉ cần thay đổi vị trí của chuyển mạch và các đầu vào ra trên đồng hồ là có thể đo được các đại lượng như: Điện trở, điện áp xoay chiều, một chiều, dòng điện xoay chiều, một chiều, cường độ âm thanh, điện dung

u điểm của đồng hồ VOM là đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, thấy được sự phóng nạp của tụ điện, tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và có trở kháng thấp khoảng 20K/Vol do vậy khi đo vào các mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp

thang đo

DC.mA

gồm 1 thang đo

Để sử dụng được các thang đo của đồng hồ đo VOM ta phải lắp 2 pin tiểu

1 V và V bên trong iắc đỏ cắm vào cực dư ng đồng hồ , giắc đen cắm vào cực âm - COM)

Để đo giá trị của điện trở ta thực hiện các bước sau:

Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang 1 ohm hoặc 10 ohm, nếu điện trở lớn thì để thang 1 Kohm hoặc 10K ohm

au đó chập hai đầu que đo lại chỉnh núm J sao cho kim đồng hồ chỉ giá trị 0 ohm trên thang đo điện trở

Đưa hai đầu que đo que đỏ, que đen vào hai đầu của điện trở cần đo Chuấn bị đo:

Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo, giá trị đo được bằng chỉ số thang đo nhân với thang đo đã đặt

Ví dụ:

Nếu để thang đo 100 ohm và chỉ số báo là 2 thì giá trị của điện trở sẽ là:

R = 100 x 27 = 2700 ohm = 2.7K ohm

50µA

iắc đỏ cắm vào cực dư ng đồng hồ, giắc đen cắm vào cực âm

Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang C, để thang C cao h n điện áp cần đo một nấc

Ví dụ: Nếu đo điện áp C 220V ta phải để thang 2 0V, nếu ta để thang thấp

h n điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thang quá cao thì kim báo thiếu chính xác

- Chọn thang đo giá trị điện điện áp xoay chiều phù hợp

* Chú ý:

Tuyệt đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào điện áp xoay chiều, nếu nhầm đồng hồ sẽ hỏng ngay lập tức sẽ hỏng các điện trở bên trong đồng hồ

Nếu để thang đo điện áp C mà đo vào nguồn C thì kim đồng hồ không báo, nhưng đông hồ không ảnh hưởng

iắc đỏ cắm vào cực dư ng đồng hồ, giắc đen cắm vào cực âm

Khi đo điện áp một chiều C, ta nhở chuyển thang đo về thang C, khi đo

ta đặt que đỏ vào cực dư ng nguồn, que đen vào cưc âm - nguồn, để thang đo cao h n điện áp cần đo một nấc

Ví Khi đo áp C 110V ta để thang đo C 2 0V, trường hợp ta để thang

đo thấp h n điện áp cần đo thì đồng hồ sẽ báo kịch kim, trường hợp để quá cao thì

Trường hợp để sai thang đo: 30 20

cao gấp 2 lần giá trị thực của điện

áp C, tuy nhiên đồng hồ cũng OUTPUT DC.V 1000 OFF 1000 AC.V

:

- Giắc đỏ cắm vào đầu ra

C1của đồng hồ, giắc đen

cắm vào cực âm

- Chọn thang đo giá trị

dòng điện xoay chiều C1 -

ue đỏ của đồng hồ nối với một

pha của nguồn điện

ue đen của đồng hồ nối với

một đầu của tải, đầu c n lại của

tải nối với pha khác dây trung

tính của nguồn điện

*

- Không mở nắp sau của

dụng cụ đo khi đang thực hiện

- Đầu ra 1 C nối với

- COM có nội trở rất thấp, không có cầu chì bảo vệ o đó phải hết sức cẩn thận, không được nối hai đầu ra đó với nguồn điện áp Không sử dụng đầu ra C

1 trừ khi đo dòng điện xoay chiều

- Trước khi sử dụng dụng cụ đo cần phải kiểm tra chuyển mạch chọn thang

đo đúng vị trí cần đo

- Không được đặt điện áp vào hai đầu que đo khi công tắc chọn thang đo đang đặt ở vùng đo dòng điện và điện trở Nếu sai có thể làm cháy cầu chì hoặc mạch đo

- Kết thúc đo phải chọn thang đo ở vị trí OFF

Câu 1: Trình bày khái niệm về dòng điện, định nghĩa về cường độ dòng điện Câu 2: Tính điện tích nạp cho ắc quy là bao nhiêu, nếu nạp cho ắc quy trong 0

phút, cường độ dòng điện nạp là 1

Câu 3: Trình bày khái niệm về vật liệu dẫn điện, vật liệu cách điện, vật liệu dẫn từ

Cho ví dụ về ứng dụng của từng loại vật liệu

Câu 4: Trình bày chức năng của đồng hồ VOM

- ùng đồng hồ đo điện trở sau: R1 1,2K R2 K Hỏi dùng thang

đo nào để đo, số vạch kim chỉ là bao nhiêu

- Dùng đồng hồ đo điện áp sau: U1 = 12Vdc; U2

đo nào để đo, số vạch kim chỉ là bao nhiêu

110Vdc Hỏi dùng thang

- Dùng đồng hồ đo điện áp sau: U1 = 42Vac; U2

đo nào để đo, số vạch kim chỉ là bao nhiêu

220Vdc Hỏi dùng thang

BÀI 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

- Đọc đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế

- Đo kiểm tra chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện

- Thay thế tư ng đư ng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật của mạch điện công tác

- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập

Điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây

1.2 Cấ t và ký hi

a C

Trong thực tế điện trở là một loại linh kiện không phân cực, nó là một linh kiện quan trọng trong các mạch điện tử, chúng được làm từ hợp chất của các bon

và kim loại và được pha theo tỷ lệ mà tạo ra các con điện trở có trị số khác nhau

Điện trở than ép (bột than): bột than được trộn với keo được ép thành thỏi

Có giá trị số Ohm từ vài chục đến vài trăm Kilô Ohm (1/8 W 1W)

+ Điện trở làm Magie kim loại Ni-02 SiO2: có trị số Ohm cao, công suất khoảng 1/2W chống nhiệt độ, độ ẩm

+ Điện trở dây quấn: dây kim loại có điện trở cao được quấn trên ống cách điện rồi tráng men phủ toàn bộ, hoặc chừa một khoảng để dịch con chạy trên thân điện trở nhằm điều chỉnh chỉ số giá trị Ohm thấp, công suất 1W đến 25W

b

Hình 2-1:

a Điện trở

b iến trở đầu dây

c iến trở hai đầu dây

Hình

2-iến trở thanh gạt : Khi thanh gạt được gạt qua, gạt lại làm cho điện trở ở cặp chân 1-2 và 2- sẽ thay đổi tư ng ứng

Hình

2-Loại biến trở dây quấn

V ng thứ chỉ sai số như sau

- Màu của than điện trở không x ng màu - sai số 20

 V ng số là v ng ở cuối luôn luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua v ng này

 Đối diện với v ng cuối là v ng số 1, tiếp theo đến v ng số 2, số

 V ng số 1 và v ng số 2 là hàng chục và hàng đ n vị

 V ng số là bội số của c số 10

 Trị số v ng 1 v ng 2 x 10 mũ v ng

 Có thể tính v ng số là số con số không "0" thêm vào

 Mầu nhũ chỉ có ở v ng sai số hoặc v ng số , nếu v ng số là nhũ thì số mũ của c số 10 là số âm

Số số số hệ số sai số hệ số nhiệt

thứ nhất thứ hai thứ ba nhân

- Volt kế mắc song song

Trong một mạch điện có 2 tham số trạng thái quan trọng mà chúng ta luôn muốn biết, đó là: Mức áp V trên các đường mạch và cường độ dòng điện chảy qua các linh kiện Để đo điện áp chúng ta dùng Volt kế cho mắc song song vào hai điểm đo để biết áp, do khi đo áp dùng cách mắc song song nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch ta phải dùng máy đo Volt có nội trở lớn, càng lớn càng tốt Khi đo dòng chúng ta dùng mpere kế cho mắc nối tiếp vào mạch, do khi

đo dòng dùng cách mắc nối tiếp nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch ạn phải dùng máy đo mpere có nội trở nhỏ, càng nhỏ càng tốt

song song thì mức áp trên các bóng đèn sẽ bằng nhau, và khi đứt

một bóng thì các bóng khác vẫn được cấp dòng và vẫn sáng Với cách mắc nối tiếp thì mạch bị mất dòng khi có một linh kiện bị đứt, với cách mắc song song thì mạch

sẽ bị mất áp khi có một linh kiện bị chạm

Hình trên cho thấy: Cách mắc các khóa điện theo kiểu nối tiếp và theo kiểu song song:

kiểu mắc nối tiếp, thì chỉ khi cả 2 khóa điện cùng kín, đèn mới sáng, chỉ cần cho hở một khóa điện thì đèn sẽ tắt Người ta định nghĩa cách mắc này là cách mắc theo logic N

kiểu mắc song song, thì chỉ khi cả 2 khóa điện cùng hở, đèn mới tắt, chỉ cần cho kín một khóa điện là đèn sẽ sáng Người ta gọi cách mắc này là cách mắc theo logic O

1.5 C

- R

Hình 2-22 1.6 Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Đọc trị số điện trở cho bởi v ng mầu

Câu 3: Cho board mạch in có linh kiện Thực hành đọc điện trở trên board mạch

áo cáo nộp về cho giáo viên

Câu 4: Thực hành đo điện trở bằng đồng hồ VOM o sánh kết quả đọc vạch màu

với kết quả đo được Cho nhận xét

- Trong đó C: là điện dung tụ điện, đ n vị là Fara F

- ξ: Là hằng số điện môi của lớp cách điện

- d: là chiều dày của lớp cách điện

- S: là diện tích bản cực của tụ điện

Đ n vị điện dung của tụ: là Fara (F), 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đ n vị nhỏ h n như: micro ara µF , nano ara nF , pico ara (pF)

1Fara = 1000µFara = 1000.000nF = 1000.000.000pF



1 µFara = 1000 nFara

2 2 Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách

điện gọi là điện môi

Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá

Hình 2-23 Ng n ý ấ t ủa t i n

b

+