Ký hiệu, phân loại và cấu tạo a Khái niệm Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách đi
Trang 1BÀI 2 LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 1.1 ĐIỆN TRỞ (R)
2.1.1 Ký hiệu, phân loại và cấu tạo
a) Khái niệm
Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở
là vô cùng lớn
Điện trở là một linh kiện được sử dụng trong mạch điện đóng vai trò là phần tử cản trở dòng điện nhằm tạo ra các giá trị dòng điện và điện áp danh định theo yêu cầu của mạch
Điện trở có tác dụng như nhau trong cả mạch điện xoay chiều và một chiều Chế độ làm việc của điện trở không bị ảnh hưởng bởi tần số của nguồn điện xoay chiều trong mạch
Đơn vị của điện trở biểu thị bằng Ohm (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm), bội số của đơn vị Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm là kilô Ôm (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmkΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm); Mêga Ôm (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmMΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm); Giga Ôm (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmgΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm)
1(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmKΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm) = 1000(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm); 1(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmMΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm) = 1.000.000(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmΩ), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm)
+ Sai số điện trở: là giá trị sai lệch giữa giá trị thực với giá trị danh định của điện trở; Người ta thường sử dụng giá trị sai số tương đối và tính ra phần trăm (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm%); Dựa vào sai số, người ta thường chia điện trở thành các cấp chính xác: Cấp I có sai số ±5%; cấp II có sai số ±10%; cấp II có sai số ±20%
+ Công suất làm việc: KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hi làm việc với dòng điện chạy qua, điện trở bị nóng lên do nhiệt lượng tỏa ra, vì vậy mỗi loại điện trở chỉ chịu đựng được một giới hạn nhiệt độ nào đó tương ứng với một công suất nhất định Vượt qua công suất này, điện trở sẽ không làm việc được lâu dài
Công suất tối đa là công suất tổn hao lớn nhất mà điện trở có thể chịu đựng được một thời gian dài mà không ảnh hưởng đến trị số của điện trở
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hi thay thế điện trở, nên chọn loại điện trở có công suất chịu đựng bằng hoặc lớn hơn điện trở cũ
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công suất P tính được theo công thức:
Theo công thức trên ta thấy, công suất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở hoặc phụ thuộc vào điện áp trên hai đầu điện trở
Công suất tiêu thụ của điện trở là hoàn toàn tính được trước khi lắp điện trở vào mạch
Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công suất danh định ≥ 2
P = U I = U2 / R = R.I2
Trang 2lần công suất mà nó sẽ tiêu thụ.
b) Ký hiệu
Hình 2.1: Các ký hiệu của điện trở, biến trở c) Phân loại và cấu tạo
Theo mục đích sử dụng:
Điện trở cố định:
- Là loại điện trở có trị số cố định không thể thay đổi được trong quá trình
sử dụng
- Loại này còn được chia ra và có các tên gọi khác nhau:
Điện trở cấp độ chính xác trung bình
Điện trở cấp độ chính xác cao
Điện trở công suất
Hình 2.2: Ký hiệu điện trở, giá trị công suất điện trở
Điện trở có trị số thay đổi được (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmBiến trở): Là loại điện trở có trị số có thể thay đổi được:
Hình 2.3: Ký hiệu, cấu tạo, hình dạng của biến trở.
Theo cấu tạo của điện trở:
Điện trở than: Người ta trộn bột than và bột đất sét theo một tỷ lệ nhất
định để cho ra những trị số khác nhau Sau đó, người ta ép lại và cho vào một ống Bakelite Dùng hai miếng kim loại ép sát vào hai đầu và có hai dây ra được hàn vào để làm chân điện trở, bọc kim loại bên ngoài để giữ cấu trúc bên trong đồng thời chống cọ sát và ẩm Ngoài cùng người ta sơn các vòng màu để ghi trị
Trang 3số điện trở Loại điện trở này dễ chế tạo, độ chính xác khá tốt, do vậy loại này rẻ tiền và rất thơng dụng
Hình 2.4: Cấu tạo điện trở than
Điện trở dây quấn: Dây làm bằng hợp kim NiCr quấn trên một lõi cách
điện amiăng, đất nung, sành, sứ Bên ngồi phủ một lớp nhựa cứng và lớp sơn cách điện Để giảm tối thiểu hệ số tự cảm L của dây quấn, người ta quấn 1/2 số vịng theo chiều thuận và 1/2 số vịng theo chiều ngược
Điện trở của dây quấn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây, được tính theo cơng thức sau:
R = ρ.L / S Trong đĩ:
+ ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu làm điện trở (Ω.m) Ω.m)
+ L là chiều dài dây dẫn (Ω.m) m)
+ S là tiết diện dây dẫn (Ω.m) m 2 )
+ R là điện trở đơn vị là Ohm (Ω.m) Ω)
Điện trở màng kim loại
Dùng chất Nicken – Crôm có trị số ổn định hơn điện trở than, giá thành cao, công suất thường là 1/2w
Điện trở oxid kim loại
Dùng chất oxid – thiếc chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao, công suất thường là 1/2w
2.1.2 Cách đọc, đo và cách mắc điện trở
a) Cách đọc trị số điện trở
Ghi trực tiếp trên thân điện
trở:
Trên thân linh kiện, người ta ghi
trị số của linh kiện trực tiếp bằng các
con số với đơn vị của điện trở là Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm,
kΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm, MΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm
Ví dụ: Ghi 100 - đọc là 100Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm
Ghi 15KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) - đọc là 15kΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm
Trang 4Ghi 1M - đọc là 1MΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm
Hình 2.5 : Điện trở cĩ trị số ghi trên thân
Cách ghi trực tiếp giá trị điện trở thường được sử dụng trên các điện trở cơng suất, bán trở và một số loại điện trở dây quấn
Ghi bằng mã số:
Gặp ở linh kiện dán bề mặt SMD, trên thân linh kiện, người ta thường ghi 3 con số thập phân, trong đĩ:
+ Hai chữ số đầu là chữ số cĩ nghĩa.
+ Chữ số thứ ba là số các số khơng thêm vào (Ω.m) hệ số nhân của 10).
Hình 2.6: Điện trở dán SMD
Ví dụ: Ghi 103 - đọc 10x1000 = 10000Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm = 10kΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm
Ghi 472 - đọc 47x100 = 4700Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm = 4,7kΩ), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm Cách ghi theo luật số thường được sử dụng để ghi trên các bán trở, biến trở, linh kiện dán SMD
Ghi bằng những vịng màu
Bảng quy ước về màu sắc của điện trở:
Màu Vòng số 1
(số thứ nhất
Vòng số 2 (số thứ hai)
Vòng số 3 (số bội)
Vòng số 4 (sai số)
Trang 5Xanh dương 6 6 x 106
Bạc (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmbạch kim) x 10-2 10%
Cách đọc trị số điện trở 4 vịng màu:
Hình 2.7: Điện trở 4 vịng màu và cách đọc.
Vịng số 1 và vịng số 2 là hai con số cĩ nghĩa
Vịng số 3 là bội số của cơ số 10 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmlà số con số khơng "0" thêm vào)
Vịng số 4 là vịng ở cuối thường cĩ mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vịng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vịng này
Trị số = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmvịng 1)(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmvịng 2) x 10(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm mũ vịng 3)
Màu nhũ vàng chỉ cĩ ở vịng sai số hoặc vịng số 3, nếu vịng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm
Cách đọc trị số điện trở 5 vịng mầu: (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm điện trở chính xác )
Trang 6Hình 2.8: Điện trở 5 vịng màu và cách đọc.
Vịng số 1, số 2 và vịng số 3 là ba con số cĩ nghĩa
Vịng số 4 là bội số của cơ số 10 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmlà số con số khơng "0" thêm vào)
Vịng số 5 là vịng ở cuối là vịng chỉ sai số của điện trở
Trị số = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmvịng 1)(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmvịng 2)(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmvịng 3) x 10 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm mũ vịng 4)
Trường hợp đặc biệt, nếu không có vòng số 4 (loại điện trở có 3 vòng màu) thì sai số là 20%
Ví dụ:
R1 = 27.103 10% R2 = 10.10-1 10% R3 = 47.102
20%
R1 = 27K 10% R2 = 1 10% R3 = 4,7K 20%
Hình 2.9: Các điện trở và cách đọc
Hiện nay, người ta có chế tạo các loại điện trở than có năm vòng màu là loại điện trở có độ chính xác cao hơn, lúc đó các vòng màu có ý nghĩa như
hình
Hình 2.10: Điện trở 5 vòng màu
Vòng số 1: Số thứ nhất
Vòng số 2: Số thứ hai
vàng (4) tím(7) (10đỏ-1 )
nâu (1) đen(0) vàng kim(10 -1 ) 10%bạc
đỏ
(2) tím(7) (10cam3 ) 10%bạc
1 2 3 4 5
Trang 7Vòng số 3: Số thứ ba.
Vòng số 4: Bội số
Vòng số 5: Sai số
b) Cách đo điện trở
Cách sử dụng đồng hồ vạn năng kim (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ ƠmVOM) đo điện trở
Bước 1: Để đồng hồ ở thang đo điện trở (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơmthang đo R)
Bước 2: Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω
Bước 3: Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm+)
Bước 4: Đặt 2 que đo của đồng hồ vạn năng số vào 2 đầu điện trở (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ ƠmĐo song song) Chọn thang đo sao cho khi đo điện trở cần xác định, độ lệch của kim
ở khoảng ½ thang đo
Bước 5: Đo điện trở, cĩ thể đo lại lần 2 để cĩ được kết quả chính xác nhất
Bước 6: Đọc kết quả trên màn hiển thị
Hình 2.11: Dùng VOM cơ khí đo điện trở
Lưu ý:
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hơng được đo điện áp và dịng điện khi đồng hồ ở thang đo điện trở, đồng hồ sẽ hỏng ngay lập tức
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hơng bao giờ được đo điện trở trong mạch đang được cấp điện.Trước khi đo điện trở trong mạch hãy tắt nguồn trước
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hi đo điện trở nhỏ <10Ω cần để cho que đo và chân điện trở tiếp xúc tốt nếu khơng kết quả khơng chính xác
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hi đo điện trở lớn > 10kΩ, tay khơng được tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo, vì nếu tiếp xúc như vậy điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở cần đo làm giảm kết quả đo
c) Các cách mắc điện trở
Mắc điện trở nối tiếp
Trang 8KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hái niệm: Mắc điện trở nối tiếp là cách nối các điện trở liên tiếp nhau trong đó điểm cuối của điện trở này được nối với điểm đầu của điện trở tiếp theo tạo thành một vòng khép kín với nguồn điện Sơ đồ đấu nối:
Hình 2.12: Điện trở mắc nối tiếp trong mạch.
Các đặc trưng:
+ Các điện trở mắc nối tiếp tương đương với một điện trở có giá trị bằng tổng các điện trở thành phần
Rtđ = R1 + R2 + R3 + + Rn + Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau:
I = IR1 = IR2 = = IRn = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm U1 / R1) = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ôm U2 / R2) = = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmUn / Rn)
+ Từ công thức trên ta thấy rằng, sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với các giá trị điện trở tương ứng
Mắc điện trở song song
KΩ) = 1000(Ω); 1(MΩ) = 1.000.000(Ω) hái niệm: Mắc điện trở song song là cách nối trong đó tất cả các đầu - đầu của điện trở được nối chung với nhau, tất cả các đầu-cuối của điện trở được nối chung với nhau và nối với nguồn điện
Sơ đồ đấu nối :
Hình 2.13: Điện trở mắc song song trong mạch.
Các đặc trưng:
+ Các điện trở mắc song song tương đương với một điện trở có giá trị nghịch đảo bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần
Trang 9(Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm1 / Rtđ) = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm1/R1) + (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm1/R2) + (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm1/R3) + + (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm1/Rn) + Nếu mạch chỉ cĩ 2 điện trở song song thì:
Rtđ = R1.R2 / (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ ƠmR1 + R2) + Điện áp trên các điện trở mắc song song luơn bằng nhau:
UR1 = UR2 = = URn = U + Dịng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở:
I1 = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm U / R1) , I2 = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm U / R2) , , In = (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilơ Ơm U/Rn )
2.1.3 Các linh kiện khác cùng nhĩm và ứng dụng
a) Nhiệt trở: (Thermistor – Th)
Hình 2.14: Ký hiệu và hình dáng của nhiệt trở
Là loại điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ, có hai loại nhiệt trở:
Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở giảm xuống và ngược lại
Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương là loại nhiệt trở khi nhận được nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở tăng lên
Trị số của nhiệt trở ghi trong sơ đồ là trị số đo được ở 25oC
Nhiệt trở thường dùng để ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại công suất hay làm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ
b) Quang trở: (Photo Resistor)
Hình 2.15: Ký hiệu và hình dạng của quang trở
Quang trở thường được chế tạo từ chất Sulfur Cadmium nên ký hiệu thường ghi chữ CdS Trị số điện trở quang trở lớn hay nhỏ tùy thuộc cường độ chiếu sáng vào nó Độ chiếu sáng càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại
Th
Cds
Trang 10Điện trở khi bị che tối khoảng vài trăm K đến vài M Điện trở khi được chiếu sáng khoảng vài trăm đến vài K
Quang trở thường dùng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng, báo động,…
c) Điện trở cầu chì: (Fusistor)
Hình 2.16: Ký hiệu và hình dạng của điện trở cầu chì
Điện trở cầu chì có tác dụng bảo vệ quá tải như các cầu chì của hệ thống điện nhà nhưng nó được dùng trong các mạch điện tử để bảo vệ cho mạch nguồn hay các mạch có dòng tải lớn như transistor công suất Khi có dòng điện qua lớn hơn trị số cho phép thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt
Điện trở cầu chì có trị số rất nhỏ, khoảng vào
d) Biến trở
Là loại điện trở cĩ trị số cĩ thể thay đổi được
Hình 2.17: Ký hiệu, cấu tạo, hình dạng của biến trở
1.2 TỤ ĐIỆN
1.2.1 Ký hiệu, cấu tạo, phân loại
a) Khái quát chung
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động vv
Tụ điện là phần tử cĩ giá trị dịng điện qua nĩ tỷ lệ với tốc độ biến đổi của điện áp trên nĩ theo thời gian
Điện dung: Là đại lượng nĩi 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
Fusistor Đầu kim loại
Ống sành
F
Trang 11điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức:
C = ξ S / d
- C: là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara (Ω.m) 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
Đơn vị điện dung của tụ: là Fara (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmF), 1 Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như:
MicroFara (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmµF) , NanoFara (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmnF), PicoFara (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmpF)
1 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmF) = 1000.000 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmµF) = 1.000.000.000 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmnF) = 1000.000.000.000 (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô ÔmpF)
b) Ký hiệu
c) Cấu tạo
Cấu tạo: Tụ điện là 1 linh kiện có tính tích trữ năng lượng điện, được cấu tạo gồm hai bản cực l hai bản phẳng bằng chất dẫn điện (Ω), bội số của đơn vị Ω là kilô Ômkim loại) đặt song song với nhau Ơ giữa là chất điện môi cách điện
Hình 2.18: Cấu tạo chung tụ điện d) Phân loại
Tùy theo chất điện môi mà người ta phân loại tụ và đặt tên cho tụ như sau:
Tụ hóa: Là loại tụ có phân cực tính dương và âm Tụ hoá có bản cực là
những lá nhôm, điện môi là lớp oxýt nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân Điện dung của tụ hóa khá lớn