thiết kế hệ thống điện ô tô, chương 3 pps

Cấu tạo của tụ điện : Tụ điện là một linh kiện thụ động đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử đ-ợc cấu tạo từ hai bản cực làm bằng hai chât dẫn điện Kim loại đặt song song nha

Chương 3: Tụ điện

a Cấu tạo của tụ điện :

Tụ điện là một linh kiện thụ động đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử đ-ợc cấu tạo từ hai bản cực làm bằng hai chât dẫn điện( Kim loại) đặt song song nhau, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi

Ng-ời ta th-ờng dùng các chất : Thuỷ tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, không khí để làm chất điện môi

Ví dụ: Tụ thuỷ tinh, tụ mica, tụ dầu, tụ gốm, tụ giấy, tụ hoá

Lớp điện môi

Đầu ra

Hình 1.16: Cấu tạo của tụ điện.

* Cách đọc giá trị tụ điện

+ Các tụ điện có giá trị lớn từ 1F trở lên nh- tụ hoá, tụ dầu,

tụ tantal nhà sản xuất ghi cụ thể điện áp làm việc và giá trị điện dung trên thân tụ

50v

1000v DC 5F

100F

Hình 1.17: Các ký hiệu tụ hoá.

+ Một số tụ điện có giá trị điện dung nhỏ hơn 1F cũng đ-ợc ghi trực tiếp vào tụ điện

047

160VDC

Hình 1.18: Các ký hiệu của tụ điện có giá trị nhỏ hơn

1F.

b Phân loại tụ điện.

+ Tụ điện hoá học (tụ hoá)

Loại tụ điện này làm bằng hai lá nhôm mỏng và một hoá chất axit borax với các giấy mỏng đặt giữa hai lá nhôm, cuộn tròn lại thành hình trụ

Ký hiệu các loại tụ hoá:

+ C + C

-Hình 1.19: Kí hiệu của tụ điện hoá học.

+ Tụ giấy

Tụ giấy là loại tụ không có cực tính gồm các lớp giấy tẩm dầu hay sáp làm chất điện môi và đặt giữa hai lá nhôm mỏng, đ-ợc cuộn tròn lại thành ống

Kí hiệu của tụ giấy

Hình 1.20: Hình dạng và kí hiệu của tụ giấy.

+ Tụ điện biến đổi

- Là loại tụ gồm hai phần: Phần cố định làm bằng các miếng nhôm có hình bán nguyệt, gắn song song nhau và cách điện với đế

tụ Phần di động cũng làm bằng các miếng nhôm có hình bán nguyệt song song nhau và hàn với trục xoay của tụ Phần di động

có thể quay quanh trục xoay một góc 1800 Mỗi vị trí ứng với một giá trị điện dung

c 033

160VDC

- Hình dáng và kí hiệu tụ biến đổi.

Hình 1.21 : Hình dáng và kí hiệu tụ xoay.

c Ph-ơng pháp đo tụ điện.

Trong thực tế ng-ời ta th-ờng dùng các ph-ơng pháp sau:

- Ph-ơng pháp đo tụ bằng đồng hồ

Dựa vào đặc tính nạp, phóng của tụ mà ng-ời ta dùng đồng hồ

để quan sát sự dịch chuyển của kim đồng hồ

- Nguyên tắc: Dùng thang đo R để quan sát sự chuyển động và

vị trí kim chỉ

- Với tụ tốt: Khi đo thì kim lên sau đó phải trở về vị trí vô cực

Tụ có giá trị càng lớn, kim chỉ càng nhiều và ng-ợc lại

- Tr-ờng hợp tụ hỏng: khi phát hiện bằng đồng hồ

- Kim chỉ lên 0 sau đó không trở về: Tụ bị chạm chập các bản cực

- Kim chỉ không lên: Tụ bị đứt, khô

- Khi lên l-ng chừng, không trở về: Tụ bị rỉ

* Ghép nối tiếp.

Khi ghép nối tiếp các tụ điện ta có:

- U=U1+U2

- 1/C=1/C1+1/C2

Hình 1.22 Ghép

nối tiếp các tụ điện

* Ghép song song

Khi ghép song song các tụ điện ta có:

- C=C1+C2

- U=U1 nếu U1< U2

- U=U2 nếu U2< U1

Hình 1.23 Ghép

song song các tụ điện

e ứng dụng của tụ điện

- Tụ điện đ-ợc dùng nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử

- Tụ điện để làm lệch pha, tạo từ tr-ờng quay để làm mô tơ

- Tụ điện dùng để bù pha tránh lệch pha trong mạch ba pha

- Tụ điện dùng trong mạch dao động, tạo xung

- Tụ điện có giá trị lớn thì để nắn điện

- Tụ điện có giá trị bé dùng trong khu vực mạch cao tần và

trong các mạch cộng h-ởng

1.1.3 Điốt th-ờng.

a Cấu tạo:

Gồm hai chất bán dẫn khác nhau là loại P và loại N

- Loại P đ-ợc gọi là cực anốt

- Loại N đ-ợc gọi là cực catốt

Giữa hai chất bán dẫn là lớp tiếp giáp

P N P N

Hình1.24: Cấu tạo và ký hiệu của điốt.

b Nguyên lý làm việc.

* Phân cực thuận cho điốt (Dùng nguồn điện)

Khi nối cực d-ơng với anốt(P), cực âm với catốt (N) Lúc đó

điện tích d-ơng của nguồn sẽ đẩy lỗ trống vùng P sang vùng N Và

điện tích âm nguồn đẩy electron từ N sang P.Vùng P nhận electron

nên trở thành vùng mang điện tích âm cực d-ơng nguồn sẽ kéo

điện tích âm từ vùng P về Còn vùng N mất electron nên trở thành

vùng có điện tích d-ơng, vùng này sẽ kéo điện tích âm của nguồn

lên thế chỗ Nh- vậy đã có một dòng electron chạy liên tục từ cực

âm của nguồn qua điốt từ N sang P và về cực d-ơng nguồn Nói

cách khác dòng điện đi qua điốt từ P sang N

*Phân cực nghịch cho điốt

P N

- +

V DC

Hình1.25 : Phân cực cho điốt.

Dùng nguồn điện : Nối cực âm với anốt, cực d-ơng với catốt Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P và điện tích d-ơng nguồn sẽ hút electrton vùng N làm lỗ trống, và electron hai bên tiếp giáp cũng xa nhau hơn, nên hiện t-ợng tái hợp giữa các electron và lỗ trống càng khó khăn Tuy nhiên tr-ờng hợp này vẫn

có một dòng điện (rất nhỏ) đi qua điốt từ N sang P gọi là dòng điện rỉ

c Cách đo

Dùng đồng hồ vạn năng, bật về thang đo R

Do đặc tính của điốt có điện trở thuận lớn, điện trở nghịch nhỏ Ta đo nh- sau :

+ Đo điện trở thuận; Que đỏ nối với P; Que đen nối với N

+ Đo điện trở nghịch; Que đỏ nối với N; Que

đen nối với P

Hình 1.26: Cách đo điốt th-ờng.

Điện trở thuận và nghịch phụ thuộc vào chất bán dẫn Ge, Si theo bảng sau

Điện trở thuận Điện trở nghịch

Bảng 1-4: Giá trị đo chuẩn khi đo điốt

th-ờng.

Kết quả:

- Nếu cả điện trở thuận, nghịch đều 0 thì điốt bị đánh thủng

- Nếu cả 2 điện trở thuận, nghịch đều vô cực, thì điốt bị đứt

- Nếu điện trở thuận đúng và điện trở nghịch giảm nhiều thì

điốt bị rỉ(hỏng)

- Nếu điện trở thuận và nghịch đúng bảng trên, thì điốt còn tốt

d Các thông số cơ bản của điốt th-ờng.

- Điện áp cực đại: Là điện áp phân cực lớn nhất đặt vào điốt

mà không bị đánh thủng

- Dòng điện thuận cực đại: Là dòng lớn nhất có thể đi qua điốt

mà không bị đánh thủng Nếu v-ợt quá điốt sẽ bị đánh hỏng

- Dòng điện thuận trung bình: Là dòng làm việc của điốt

- Điện áp rơi trên điốt: Là điện áp ng-ỡng của lớp tiếp giáp P – N

e Đ-ờng đặc tính vôn-ampe của điốt th-ờng

Điốt th-ờng có đ-ờng đặc tíng vôn-ampe không đ-ờng thẳng (phi tuyến tính) nghĩa là dòng điện qua điốt phụ thuộc vào điện áp

đặt không theo đ-ờng thẳng

IT-Dòng điện thuận

UT- Điện áp thuận

IN-Dòng điện nghịch

UN- Điện áp nghịch

UNmax- Điện áp nghịch cực đại

Hình 1.27 Đ-ờng đặc tính vôn-ampe của điốt th-ờng.

Từ đ-ờng đặc tính của điốt ta thấy điện trở thuận của điốt không phải là một hằng số mà thay đổi tuỳ theo điện áp đặt vào nó hay nói cách khác tuỳ theo dòng điện qua nó Điện trở thuận nhỏ khi dòng điện qua điốt lớn và ngựơc lại điện trở thuận lớn khi dòng

điện qua nó nhỏ Nhờ đặc tính này mà điốt đ-ợc sử dụng làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho các tranzitor đóng tích cực

+ ứng dụng của điốt th-ờng:

- Dùng để chỉnh l-u dòng xoay chiều thành dòng một chiều

- Làm Mạch tách sóng để lấy tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần trong rađiô

- Dùng điốt để phân cực cho tranristor nhằm ổn định điện áp phân cực

f C¸ch ghÐp ®ièt.

* GhÐp nèi tiÕp

Khi ghÐp nèi tiÕp c¸c ®ièt ta cã:

- I=I1=I2

- U=U1+U2

H×nh 1.28 GhÐp nèi

tiÕp c¸c ®iot

* GhÐp song song

Khi ghÐp song song c¸c ®ièt ta cã:

- I = I1+ I2

- U=U1=U2

H×nh 1 29 GhÐp song song c¸c ®iot