Chieát aùp laø loaïi ñieän trôû ñöôïc söû duïng khi thöôøng xuyeân caàn thay ñoåi trò soá.. Coù kyù hieäu nhö hình veõ.[r]
Trang 1Bài 1: ĐIỆN TRỞ
I Điện trở (Resistor)
1 Đặc tính điện và cấu tạo:
a Đặc tính điện:
- Điện trở là linh kiện thụ động, có tác dụng cản trở dòng điện tùy thuộc vào trị số của nó
- Khi có dòng điện chạy qua, dưới tác dụng nhiệt các điện trở sẽ bị nóng lên, do đó điện trở còn được sử dụng để chuyển đổi điện năng sang nhiệt năng
Vd: mỏ hàn, bếp điện…
- Ký hiệu:
b Cấu tạo:
Cấu tạo thông thường của điện trở như sau:
2 Các tham số cơ bản của R.
a Trị số danh định : Đặc trưng cơ bản của điện trở là trị số của nó Điện trở
có trị số càng lớn (hay sức cản điện, trở kháng) sẽ cản dòng qua nó càng nhiều
Định luật Ohm: I U
R
= , A (ampere)
3 6
1MΩ =10 KΩ =10 Ω
- Trị số của điện trở được các nhà chế tạo ghi lên thân của điện trở bằng chử số hay vòng màu
- Người ta không thể chế tạo các điện trở có đủ tất cả các trị số từ lớn đến nhỏ mà chỉ chế tạo các điện trở có trị số tiêu chuẩn
Thí dụ:
Đế lõi
Đầu ra
Võ cách điện Vật liệu cản
điện
Trang 2- Nếu muốn các giá trị danh định khác, ta phải mắc nối tiếp hoặc song song nhiều điện trở
• Mắc nối tiếp: R R= +1 R2+
• Mắc song song:
R = R +R +
b Dung sai (Độ chính xác) : Là sai số của giá trị thực so với giá trị danh định.
Thí dụ: R=10KΩ có dung sai 10 Giá trị thực của 0 R�[9KΩ;11KΩ]
- Tùy theo công dụng mà người ta chia thành các cấp chính xác như sau:
• Điện trở thường: 20 , 10%, 5% 0
• Điện trở chính xác: 2%, 1%, 0.5%
• Điện trở chính xác cao: 0.1%, 0.05%
c Công suất
- Công suất định mức là công suất tiêu tán tối đa của điện trở mà tại đó không làm hỏng nó
- Công suất của R: P RI2 V2
R
= = (W : Watt)
- Nếu quá công suất chịu đựng thì có thể xảy ra tăng hay giảm điện trở hoặc xảy ra hiện tượng đánh thủng
- Công suất chịu đựng tối đa Pmax tùy thuộc vào:
• Kích thước điện trở (kích thước càng lớn -> công suất càng lớn)
• Kỹ thuật giải nhiệt
• Tuỳ thuộc vào nhiệt độ: TA (nhiệt độ môi trường) và TC (case: nhiệt độ vỏ điện trở)
Thí dụ: Đường cong giảm công suất
Để làm giảm ảnh hưởng của điện trở vào nhiệt độ người ta có thể quấn lá nhôm quanh R để tản nhiệt
- Nếu biết Pmax ta có thể tìm Vmax: điện áp chịu đựng cực đại
Vmax = Pmax R (Với áp DC)
3 Bảng qui ước về màu sắc của R:
Pma
x
T0 A
Trang 3Màu Trị số Dung sai
- Đọc trị số:
Vòng màu
sai
Thí dụ: Vàng–tím–đỏ–bạc: 2
47.10 10% 4700= Ω, Cam–cam–vàng : 4
33.10 =33KΩ
II Công thức tính điện trở:
1 Theo vật liệu chế tạo:
- Nếu là điện trở của cuộn dây: Trị số điện trở của cuộn dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu, tỷ lệ thuận với chiều dài và tỷ lệ nghịch với tiết diện dây
R l
S
ρ ρ: điện trở xuất 2
/
m m
l : chiều dài dây dẫn [m]
S : tiết diện dây [m2]
Thí dụ: Tìm điện trở của 1 dây dẫn dài 6.5m, đường kính dây 0.6mm, có ρ =430n mΩ Dựa vào công thức ta tìm được R=9.88Ω
2 Theo lý thuyết mạch:
Trang 4Định luật Ohm: R U ( )
I
Khi có dòng điện chạy qua 1 vật dẫn điện thì ở hai đầu dây sẽ phát sinh 1 điện
áp U tỷ lệ với dòng điện I
3 Theo năng lượng:
Khi có dòng điện qua R trong 1 thời gian t thì R bị nóng lên, ta nói R đã tiêu thụ 1
năng lượng: W = U.I.t
W =R I t .2 J hoặc W.s
Ta thấy rằng t càng lớn thì điện năng tiêu thụ càng lớn
III Phân loại điện trởù
1 Theo vật liệu điện trở:
• Than graphite: bột, màng, chất cách điện…
• Hợp kim: dây điện trở…
• Oxide kim loại
• Cermit (Ceramic metal): kim loại gốm
• Màng kim loại
2 Theo cấu tạo:
Cấu tạo thông thường của điện trở như sau:
a Điện trở than ép (nén) RTN:
Đây là loại điện trở được sử dụng nhiều nhất trong các mạch điện tử
- Nó được chế tạo bằng cách trộn bột than chì và keo cách điện theo 1 tỷ lệ
nhất định để cho các trị số khác nhau Sau đó được nung nóng, ép lại thành
từng thỏi khối hình trụ tròn, hai đầu có dây dẫn ra để hàn nối Ngoài cùng
người ta sơn các vòng màu khác nhau để phân biệt trị số của điện trở
- Đặc điểm của loại điện trở này là dễ chế tạo -> rẽ tiền -> thông dụng
Tuy nhiên nó có dung sai khá lớn (khoảng 20%) Nhiệt độ làm việc
dưới 1000C Công suất 1/4W -> 4W
b Điện trở dây quấn RD :
- Loại này được làm bằng hợp kim NiCr (hệ số nhiệt nhỏ) quấn trên lõi cách
điện bằng Amiăng, đất nung, sành sứ… Bên ngoài được phủ một lớp nhựa
cứng và một lớp sơn cách điện
- Đặc điểm của điện trở dây quấn là loại điện trở cần trị số nhỏ hay cần dòng chịu đựng cao: trị số 0,1Ω 10Ω sai số nhỏ ( 5% có thể đạt tới)
0.1% chịu được công suất lớn (vài W -> vài chục W) nên được gọi là điện trở công suất Nhiệt độ tối đa sử dụng khoảng 1250C
c Các loại điện trở khác :
Trang 5Điện trở than màng mỏng kim loại: Dùng chất Ni – Ca có trị số ổn định hơn điện trở than, giá thành cao Công suất thường là 1/2W.(RKM)
Điện trở oxide kim loại: dùng chất oxide thiếc chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao Công suất thường là 1/2W.(ROKM)
Điện trở màng vi điện tử.(RMV)
Điện trở dán bề mặt (Surface mount resistor).(RBM)
………
3 Phân loại theo công dụng:
a Biến trở : (Variable resistor)
Biến trở là điện trở có thể thay đổi được Biến trở có thể ở dạng kiểm soát dòng hay dạng chiết áp
Biến trở dạng kiểm soát dòng công suất lớn dùng loại dây quấn Ít gặp trong các mạch điện tử Chúng có ký hiệu như hình vẽ
Biến trở thường dùng hơn là biến trở than hay còn được gọi là chiết áp Chiết áp là loại điện trở được sử dụng khi thường xuyên cần thay đổi trị số Có ký hiệu như hình vẽ
Phần tử chính của biến trở là một con chạy trượt tiếp xúc với bề mặt của điện trở Kế cấu con chạy có thể theo kiểu xoay (biến trở xoay) hoặc theo kiểu trượt (biến trở trượt)
Cấu tạo của biến trở: Người ta tráng một lớp than mỏng lên hình vành cung bằng bakelit, 2 đầu lớp than là hai cực A, B của biến trở Ở giữa có một con chạy bằng kim loại tiếp xúc lớp than, con chạy xem như là cực thứ 3 của biến trở Trục xoay được gắn liền với con chạy Khi trục xoay (chỉnh biến trở) -> con chạy di động trên lớp than làm cho trị số của biến trở thay đổi
Vậy : Khi ta chỉnh biến trở bằng tay, trị số điện trở giữa AC và BC thay đổi, nhưng trị số của AB không đổi do nó là trị số của điện trở.
- Ngoài ra cũng có loại biến trở kép (cùng một trục điều khiển con chạy)
- Thường biến trở được chế tạo từ 5Ω 5MΩ, công suất tối đa 2W
- Lưu ý: ngoài các đặc tính tương tự như điện trở cố định, chiết áp còn có thông số cơ bản nhất là luật điện trở Luật điện trở cho biết trị của điện trở thay đổi thế nào khi ta xoay con chạy của chiết áp
Loại kiểm soát
Trang 6Ứng dụng:
• VDR thường được mắc song song với các cuộn dây bị mất dòng điện qua đột ngột, tránh làm hỏng các linh kiện khác trong mạch
• Giới hạn điện áp:
• Nén giản tín hiệu:
d Điện trở cầu chì : (Fusistor)
Điện trở cầu chì thường được mắc ở các đường mạch nguồn Khi dòng qua R lớn, dòng sẽ làm đứt điện trở này, mạch sẽ cắt được dòng Nhờ đó mạch bị cắt nguồn và được bảo vệ khi có sự cố (điện thế tăng hay cắm lộn điện) Fusistor thường có trị số nhỏ (khoảng vài Ω)
e Trimmer :
- Trimmer gồm:
Phần tử điện trở
2 đầu ra
Tiếp điểm di chuyển được (con trượt)
Trục chỉnh (trục, ốc chỉnh, trục quay)
- Có 2 nhóm trimmer: loại chỉnh 1 vòng và nhiều vòng
- Các ứng dụng của trimmer:
- Điều chỉnh giới hạn dòng
100 VAC
R
AC AC
AC
R
AC
Trang 7- Chỉnh độ lợi ( độ khuếch đại) Mạch số - Trì hoãn thời gian trong mạch monostable
- Chỉnh sai số (offset) trong mạch tế bào quang
Thiết bị đo - Cân chỉnh Volt kế số
- Chỉnh trigger, định thì và các mạch khác trong các máy phát tín hiệu vá các dao động ký
- Loại trimmer 1 vòng hay nhiều vòng? Loại nhiều vòng chính xác hơn
- So sánh trimmer loại cermit và dây quấn: phần tử điện trở của trimmer có thể được tạo từ một số vật liệu Có 2 loại vật liệu thông dụng nhất là cermit và đồng; tương ứng là trimmer cermit và trimmer dây quấn
Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta chọn lựa loại trimmer nào Bảng sau cho ta thấy
so sánh giữa 2 loại trimmer (chỗ nào có đánh x chỉ tốt hơn)
Dãi điện trở
Hệ số nhiệt độ thấp
Tiêu tán công suất cao
Độ ổn định điện trở
Độ chính xác chỉnh
Điện kháng thấp trong mạch hồi
tiếp
Giá thành thấp hơn
Kích thước nhỏ hơn
Nhiễu trong khi chỉnh
10Ω 5MΩ
x x x x
10Ω 50KΩ
x x x
x
IV Ứng dụng chung của điện trở
- Trong sinh hoạt, điện trở được dùng để chế tạo các dụng cụ điện như: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn, nồi cơm điện…
- Trong công nghiệp, điện trở dùng để chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng khởi động của các động cơ
- Trong lĩnh vực điện tử, điện trở dùng để giới hạn dòng điện hay tạo sự giảm thế
R
AC AC
AC
R
AC