LINH KIEN DIEN TU

Mục tiêu mô đun + Đọc được trị số, thông số kỹ thuật của các linh kiện điện tử + Đo kiểm tra xác định được cực tính và chất lượng các linh kiện điện tử.. Bài 1: Mở đầuMục tiêu: Sau khi h

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN VÀ THUỶ LỢI

GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

NGHỀ ĐÀO TẠO: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

Hưng Yên, năm 2021

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình Linh kiện điện tử được biên soạn theo đề cương chương trình Môđunđào tạo Trung cấp và Cao đẳng nghề Điện tử công nghiệp Nội dung được biên soạn theotinh thần ngắn gọn, dễ hiểu Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logicchặt chẽ

Khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức có liênquan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nộidung lý thuyết với bài tập thực hành, trên cơ sở đó học sinh tiếp cận ngay với thực tế.Nhằm tiếp thu bài hiệu quả cao nhất

Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 60 giờ, gồm:

Bài 1: Mở đầu

Bài 2: Linh kiện thụ động

Bài 3: Linh kiện bán dẫn

Bài 4: Linh kiện quang điện tử

Trong quá trình sử dụng, tùy theo yêu cầu cụ thể có thể điều chỉnh quỹ thời giancho mỗi bài Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã đề ra nội dung thực tập của từng bài

Vì vậy, căn cứ vào trang thiết bị theo bài đó hoặc căn cứ vào trang thiết bị hiện có củatrường mà xây dựng thời lượng và nội dung thực tập cụ thể

Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là học sinh, sinh viên TC, CĐ, công nhânnghề Điện tử công nghiệp nói chung và nó cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viênchuyên nghiệp chuyên ngành điện cũng như điện tử và điện lạnh

Mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi hết khiếm khuyết Rất mong nhậnđược ý kiến đóng góp của người sử dụng để lần tái bản sau được hoàn chỉnh hơn Mọigóp ý xin được gửi về Khoa Điện - Điện tử trường CĐ Cơ điện và Thuỷ lợi

Hưng Yên, tháng 01 năm 2021

NHÓM TÁC GIẢ

1 TẠ ĐÌNH CHI

2 NGUYỄN THỊ NHUNG

DANH SÁCH HỘI ĐỒNG THẨM ĐỊNH

1……….: Chủ tịch Hội đồng

2……….: Phó chủ tịch Hội đồng3……….: Ủy viên thư ký

4……….: Ủy viên

5……….: Ủy viên

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 BJT ( Bipolar junction transistor ): Transistor lưỡng cực

2 UJT (Unijunction Transistor ): Transistor đơn nối ( Transistor độc nối )

3 FET ( Field-effect transistor ): Transistor hiệu ứng trường

4 JFET (Junction gate field-effect transistor ): Transistor hiệu ứng trường cổng nối

5 MOSFET ( Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor ): Transistor hiệu ứngtrường kim loại - oxit bán dẫn

6 SCR ( Silicon controlled rectifier ): Thysistor

7 LED ( Light Emitting Diode ): Diode phát quang

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

Bảng 2 - 1 Bảng quy định mã màu cho giá trị điện trở 20

Hình 1 -1 Dòng điện trong kim loại khi không có điện trường ngoài 14

Hình 1 -2 Dòng điện trong kim loại khi có điện trường ngoài 14

Hình 1 -3 Mô hình thí nghiệm dòng điện trong chất điện phân 16

Hình 2 -6 Cấu tạo và hình ảnh thực tế điện trở cầu chì 19

Hình 2 - 7 Cách đọc giá trị điện trở theo vạch màu 20

Hình 2 - 9 Thí nghiệm khả năng nạp và xả của tụ điện 23

Hình 2 -18 Hình ảnh thực tế cuộn cảm lõi không khí 29

Hình 3 – 4 Tiếp xúc P - N => Cấu tạo của diode 35

Hình 3 – 5 Ký hiệu và hình dạng của diode bán dẫn 35

Hình 3 – 6 Ký hiệu và hình dáng thực tế của diode chỉnh lưu 35

Hình 3 – 7 Ký hiệu và hình dạng thực tế của Zener diode 36

Hình 3 – 8 Ký hiệu và hình dạng thực tế của diode thu quang 36

Hình 3 – 10 Ký hiệu và hình dạng thực tế của led phát quang 37

Hình 3 – 11 Mô phỏng hoạt động của led tại vùng dẫn 37

Hình 3 – 12 Ký hiệu và hình dạng thực tế của diode biến dung 38

Hình 3 – 13 Ứng dụng của diode biến dung trong mạch cộng hưởng 38

Hình 3 – 18 Ký hiệu và hình dạng thực tế của một số transistor 41

Hình 3 – 19 Nguyên lý làm việc của transistor loại NPN 42

Hình 3 – 20 Nguyên lý làm việc của transistor loại PNP 42

Hình 3 – 24 Ký hiệu và cấu tạo của MOSFET kênh liên tục loại N 48

Hình 3 – 25 Ký hiệu và cấu tạo của MOSFET kênh liên tục loại P 49

Hình 3 – 26 Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET kênh cảm ứng loại N 49

Hình 3 – 27 Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET kênh cảm ứng loại P 50

Hình 3 – 28 Nguyên lý làm việc của MOSFET kênh liên tục 51

Hình 3 – 29 Nguyên lý làm việc của MOSFET kênh gián đoạn 52

Hình 3 – 30 Cấu tạo, sơ đồ tương dương và ký hiệu của thyristor 54

Hình 3 – 34 Ký hiệu và hình dạng thực tế của triac 57

Hình 3 – 37 Cấu tạo (a), mạch tương đương với cấu tạo (b), (c) 59

Sơ đồ 3 - 1 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưucầu không có tụ lọc 40

Sơ đồ 3 -2 Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp bù dùng zener diode 41

Hình 4 –2 Ký hiệu và hình dạng của điện trở quang 63

Hình 4 – 6 Nguyên lý hoạt động của transistor quang 66

Hình 4 – 10 Ký hiệu và cấu trúc bán dẫn tương đương của opto thyristor 69

Hình 4 – 11 Bộ ghép quang với quang triac (OPTO – Triac) 70

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Linh kiện điện tử

Vị trí, tính chất mô đun

- Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau các môn học/mô đun như An toàn lao động, Điện kỹthuật, Vẽ điện, Đo lường điện tử

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn trang bị những kiến thức và kỹ năng cơ bản về các

linh kiện điện tử

Mục tiêu mô đun

+ Đọc được trị số, thông số kỹ thuật của các linh kiện điện tử

+ Đo kiểm tra xác định được cực tính và chất lượng các linh kiện điện tử

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Có khả năng làm việc độc lập

+ Cẩn thận, chính xác, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

Nội dung của mô đun

Bài 1: Mở đầu

Mục tiêu:

Sau khi học xong sinh viên (học sinh) phải:

- Trình bày được đặc điểm của dòng điện trong các môi trường

- Vận dụng được các đặc điểm của dòng điện trong các môi trường để phân tíchnguyên lý làm việc của các linh kiện

- Nghiêm túc, tích cực trong học tập

Nội dung:

1 Dòng điện trong các môi trường

1.1 Dòng điện trong kim loại

Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương Cácion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại Các iondương dao động nhiệt xung quanh nút mạng

Hình 1.1: Cấu trúc mạng tinh thể kim loại

- Khi không có điện trường ngoài :

Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành các electron tự do với mật độ khôngđổi Chúng chuyển động hỗn loạn và không sinh ra dòng điện.

- Khi có điện trường ngoài (tức là đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế):

Các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường, chúng có thêm một chuyển động phụtheo một chiều xác định ngược chiều điện trường, đó là chuyển động có hướng của cácelectron, nghĩa là trong kim loại xuất hiện dòng điện

Mật độ các electron trong kim loại rất cao vì vậy kim loại dẫn điện rất tốt

Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài.

1.2 Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân

Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion

Ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt dẫn điện

Mô tả thí nghiệm:

Khi chất điện phân là dung dịch H2SO4 và điện cực bằng inox:

Hình 1.2: Mô hình thí nghiệm dòng điện trong chất điện phân

- Tại âm cực: 4H+ + 4e → 2H2 ↑

- Tại dương cực: 4(OH)- - 4e → 2H2O + O2 ↑

Kết quả: có hidrô và oxy bay ra ở cực âm và cực dương

Hiện tượng cực dương tan:

Khi chất điện phân là dung dịch CuSO4 và dương cực là đồng (Cu)

-Tại dương cực: Cu2+ + SO42- CuSO4: đi vào dung dịch dương cực bị tan dần

-Tại âm cực: Cu2+ + 2e- Cu : bám vào âm cực, âm cực được bồi thêm

Hình 1.2 Mô hình điện phân trong chất lỏng

Khi trong cốc là nước tinh khiết thì không có dòng điện, đổ thêm axit vào cốc thìdòng điện tăng mạnh

Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của ion

âm ngược chiều điện trường và ion dương cùng chiều điện trường

1.3 Dòng điện trong chân không

1.3.1 Khái niệm chân không

- Môi trường chân không lý tưởng: là môi trường không có một phân tử khí nào

- Môi trường chân không thực tế: là môi trường có chứa rất ít các phần tử khí và khichúng chuyển động từ thành bình này sang thành bình kia thì không va chạm vào nhau (p

≈ 10-4mmHg)

1.3.2 Bản chất dòng điện trong chân không

- Khi cathode (K) bị đốt nóng, các electron tự do trong kim loại nhận được nănglượng cần thiết để có thể bức ra khỏi mặt cathode (hiện tượng này gọi là sự phát xạ nhiệtelectron) Do đó, trong ống chân không có các electron tự do chuyển động hỗn loạn

- Khi mắc anode(A) vào cực dương, còn cathode vào cực âm của nguồn điện, thì dotác dụng của lực điện trường, các electron dịch chuyển từ cathode sang anode, tạo ra dòngđiện

Hình 1.4: Dòng điện trong chân không

- Nếu mắc anode vào cực âm của nguồn điện còn cathode vào cực dương, thì lựcđiện trường có tác dụng đẩy electron trở lại cathode, do đó trong mạch điện không códòng điện Vì vậy dòng điện chạy trong chân không chỉ theo một chiều từ anode sangcathode

Dòng điện trong chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các electron bứt

ra từ cathode bị nung nóng.

1.4 Dòng điện trong chất bán dẫn

Chất bán dẫn là những chất có điện trở suất nằm trong khoảng trung gian giữa kimloại và chất điện môi Chất bán dẫn là những chất thuộc nhóm IV trong hệ thống bảngtuần hoàn, tiêu biểu là Gemani ( Ge ) và Silic ( Si )

Chất bán dẫn chia làm hai loại là chất bán dẫn tinh khiết và chất bán dẫn tạp chất.Điện trở suất của chất bán dẫn giảm mạnh khi pha thêm tạp chất vào chất bán dẫn tinhkhiết Chất bán dẫn có 2 loại hạt dẫn điện là electron mang điện tích âm và lỗ trống mangđiện tích dương

Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường ngoài Dòng các electron chuyển động ngược chiều với chiều điện trường, dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

2 Điện trở của linh kiện và mạch điện tử

2.1 Điện trở của linh kiện điện tử

Trong thí nghiệm đo điện trở, một nguồn điện áp cao một chiều được đặt vào giữalinh kiện và đất Do có điện áp cao DC với giá trị U, sẽ xuất hiện dòng điện I chạy qualinh kiện cần đo Giá trị điện trở cách điện chính là tỉ số giữa điện áp đặt vào và dòng điệnqua linh kiện theo đinh luật Ohm: R=U/I

Điện trở của linh kiện là tỉ số giữa điện áp đặt vào và dòng điện qua linh kiện.

2.2 Điện trở của mạch điện tử

Điện trở của mạch điện tử là giá trị tổng trở thu được của mạch điện tử khi có điện

áp đặt vào mạch

Ví dụ: Khi đặt 1 điện áp 12VDC vào mạch điện cần đo ta thu được kết quả đo

dòng trên mạch là 3A thì điện trở của mạch là 4Ω

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

d Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần

Câu 2 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

a Hạt tải điện trong kim loại là electron

b Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ohm nếu nhiệt độ trong kim loại

được giữ không đổi

c Hạt tải điện trong kim loại là ion dương và ion âm

d Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt

Câu 3: Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân là do:

a Sự tăng nhiệt độ của chất điện phân

b Sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực

c Sự phân ly của các phân tử chất tan trong dung môi

d Sự trao đổi electron với các điện cực

Câu 4: Do những nguyên nhân gì mà độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi nhiệt độtăng?

a Chuyển động nhiệt của các phân tử tăng làm khả năng phân ly thành ion tăng do vachạm

b Độ nhớt của dung dịch giảm làm các ion chuyển động dễ dàng hơn

c Chuyển động nhiệt của các phân tử cở điện cực tăng lên vì thế tác dụng mạnh lêndung dịch

d Cả A và B

Câu 5 Dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và electron tự do là dòng

điện trong môi trường

A chất khí B chân không

C kim loại D chất điện phân

Câu 6 Bản chất dòng điện trong kim loại khác với bản chất dòng điện trong chân không

và trong chất khí như thế nào ?

A Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron Còn dòngđiện trong chân không và trong chất khí đều là dòng dịch chuyển có hướng của các iondương và ion âm

B Dòng điện trong kim loại và trong chân không đều là dòng dịch chuyển có hướng củacác electron Còn dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của cácelectron, của các ion dương và ion âm

C Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron Dòng điệntrong chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương và ion âm Còn dòngđiện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của cac electron, ion dương và ion âm

D Dòng điện trong kim loại cũng như trong chân không và trong chất khí đều là dòngdịch chuyển có hướng của các electron

Câu 7 Phát biểu nào sau đây về đặc điểm của chất bán dẫn là không đúng?

a Điện trở suất của chất bán dẫn lớn hơn so với kim loại nhưng nhỏ hơn so với chất điện môi.

b Điện trở suất của chất bán dẫn giảm mạnh khi nhiệt độ tăng

c Điện trở suất phụ thuộc rất mạnh vào hiệu điện thế

d Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc nhiều vào các tạp chất có mặt trong tinh thể

Câu 8 Bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn là:

a Dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống ngược chiều điện trường

b Dòng chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống cùng chiều điện trường

c Dòng chuyển dời có hướng của các electron theo chiều điện trường và các lỗ trốngngược chiều điện trường

d Dòng chuyển dời có hướng của các lỗ trống theo chiều điện trường và các elctrongngược chiều điện trường

Bài 2: Linh kiện thụ động

Mục tiêu:

Sau khi học xong sinh viên (học sinh) phải:

- Trình bày được cấu tạo, ký hiệu, đặc điểm, nhận dạng và phân loại các linh kiệnđiện tử thụ động

- Trình bày được các phương pháp đọc, đo, cách mắc của các linh kiện điện tử thụđộng

- Đọc được trị số của các linh kiện điện tử thụ động đảm bảo chính xác

- Đo và kiểm tra được chất lượng của các linh kiện điện tử thụ động

- Cẩn thận, chính xác, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình thựchành

Hình 2.1 Hình dạng thực tế một số điện trở 1.1.2 Ký hiệu

Đơn vị của điện trở: Ohm ( Ω )

Bội số của Ω gồm: KΩ ( kilo ohm ), MΩ ( mega ohm ), GΩ ( giga ohm )

Trong đó:

1 KΩ = 1000 Ω = 103Ω

1 MΩ = 1000000 Ω = 106 Ω

1 GΩ = 1000000000 Ω = 109 Ω

1.1.3 Phân loại điện trở

* Phân loại theo vật liệu, cấu tạo:

- Điện trở than ép (cacbon): là loại điện trở bột ép phổ biến nhất Thành phần điệntrở được cấu tạo từ hỗn hợp bụi cacbon hoặc than chì mịnvà bột gốm không dẫn điệnđược liên kết với nhau

Hình 2.2 Cấu tạo điện trở cacbon

Tỷ lệ của bụi cacbon và bột gốm quyết định giá trị điện trở Tỷ lệ cacbon càng caothì trở kháng càng thấp và ngược lại Hỗn hợp được đúc thành dạng hình trụ với dây kimloại hoặc dây dẫn được gắn vào mỗi đầu để kết nối điện, sau đó được bọc bằng vật liệucách nhiệt bên ngoài và giá trị của điện trở được ký hiệu bằng các vòng màu

- Điện trở màng: gồm các loại điện trở màng kim loại, màng cacbon và màng oxitkim loại, thường được tạo ra bằng cách đưa các kim loại nguyên chất (như Niken) hoặcmàng oxit (như oxit thiếc) vào một thanh gốm cách điện

Hình 2.3 Cấu tạo điện trở màng

- Điện trở dây quấn: được tạo thành bằng cách quấn dây kim loại mỏng có điện trởsuất lớn, thường là Crom ( Cr ) vào một lớp gốm cách điện dưới dạng lò xo xoắn

Hình 2.4 Cấu tạo và ký hiệu điện trở dây quấn

Những điện trở công suất cao được đúc hoặc ép vào một thân tản nhiệt bằng nhômnhằm tản nhiệt tốt hơn

- Điện trở cầu chì: Là dây kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp và tiết diện nhỏ được

nối vào 2 đầu của ống thủy tinh khi có dòng điện qua lớn hơn chỉ số cho phép thì điện trở

sẽ bị nóng và bị đứt, để bảo vệ quá tải cho mạch điện

Hình 2.5 Cấu tạo và ký hiệu điện trở cầu chì

Hình 2.6 Hình ảnh thực tế của điện trở cầu chì

- Biến trở ký hiệu là VR (Variable Resistor): là điện trở nhưng có thể thay đổi đượcgiá trị điện trở

Hình 2.7 Cấu tạo và ký hiệu của biến trở

Biến trở có cấu tạo gồm:

+ Con chạy/chân chạy: Có khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổi giá trị trởkháng

+ Chân đầu ra gồm: Ba chân (ba cực) được làm bằng kim loại, có hai cực được cốđịnh ở đầu của điện trở, cực còn lại di chuyển và điều chỉnh được giá trị của biến trở

Biến trở được dùng để hiệu chỉnh các thông số của mạch điện như cường độ sáng,

cường độ âm thanh (trong máy tăng âm)

Hình 2.6 Hình ảnh thực tế của biến trở

* Phân loại theo công suất:

- Điện trở thường: thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W ÷ 0,5W.

- Điện trở công suất trung bình: là các điện trở có công suất lớn hơn (từ 1W, 2W, 5W,

- Phần trị số được ký hiệu bằng các chữ cái E, R, K, M, trong đó:

+ Chữ cái E, R ứng với đơn vị là Ω+ Chữ cái K ứng đơn vị KΩ

+ Chữ cái M ứng với đơn vị là MΩ

- Phần sai số được biểu thị bằng các chữ cái J, K, M đặt ở cuối cùng trong đó:

- Các cách ký hiệu:

+ Trị số trước, đơn vị sau:

VD trên thân điện trở ghi 100Ω → R = 100Ω+ Đơn vị xen giữa trị số:

VD trên thân điện trở ghi 1K5 → R = 1,5KΩ+ Đơn vị đứng trước:

VD trên thân điện trở ghi R13 → R = 0,13Ω

VD trên thân điện trở ghi E13 → R = 0,13ΩNgoài ra trên thân điện trở còn ghi các thông số khác như sai số, công suất

1.2.2 Đọc gián tiếp

a Đọc theo mã thập phân

Áp dụng với các điện trở trên thân ký hiệu 3 chữ số

Trong đó: + 2 số đầu là 2 số chỉ trị số điện trở

Người ta dùng các mã màu để quy định giá trị điện trở theo bảng sau:

Bảng 2.1 Bảng quy định mã màu cho giá trị điện trở

* Cách đọc điện trở theo mã màu như sau:

R = 56.104 ± 5% ( Ω ) = 560KΩ ± 5% R = 680.102 ± 5% ( Ω ) = 68KΩ ± 5%

Hình 2.7 Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu

1.3 Cách đo xác định giá trị điện trở

1.3.1 Cách đo

a Đo điện trở bằng đồng hồ chỉ thị kim (VOM)

Để đo trị số điện trở dùng đồng hồ chỉ thị kim (VOM) ta thực hiện theo các bước trong

bảng trình tự sau:

công việc

Dụng cụ, thiết bị, vật tư

- Đặt chuyển mạchcủa đồng hồ về thang

- Cố định điện trở

- Đặt hai que đođồng hồ vào hai châncủa điện trở

Đọc và tính toánđúng giá trị của điệntrở

* Chú ý:

- Khi đo phải đặt thang đo nhỏ hơn giá trị của điện trở.

- Nếu không biết giá trị điện trở thì khi đo đặt thang đo nhỏ nhất sau đó sẽ dịch chuyển

b Đo điện trở bằng đồng hồ chỉ thị số (DVOM)

Để đo trị số điện trở dùng đồng hồ chỉ thị số ta thực hiện theo các bước sau:

công việc

Dụng cụ, thiết bị, vật tư

Bước 1 Chọn thang

đo

Đồng hồDVOM

Đặt chuyển mạchđồng hồ về thang đo

- Cố định điện trở

- Đặt hai que đođồng hồ vào haichân điện trở sau đóthực hiện đo

Giá trị hiển thịtrên màn hìnhchính là giá trịcủa điện trở

Đọc đúng giá trị hiểnthị

1.3.2.Kiểm tra chất lượng

Việc kiểm tra chất lượng của điện trở rất quan trọng từ đó giúp cho việc sửa chữa,thay thế được dễ dàng hơn

Chúng ta có thể kiểm tra chất lượng điện trở bằng các cách: Trực quan ( Thị sát )

và đo điện trở

- Trực quan: Nếu điện trở không bị mất màu, cháy hay bị nứt, vỡ nghĩa là điện trởvẫn còn tốt Trong trường hợp còn lại nếu điện trở có những hiện tượng như mất màu,cháy ( có màu đen ), nứt hay bị vỡ thì điện trở hỏng

- Trong quá trình đo điện trở nếu:

+ Kim đồng hồ không dịch chuyển hoặc không hiển thị giá trị thì điện trở bịđứt

+ Kim đồng hồ dịch chuyển đến giá trị điện trở 0Ω hoặc hiển thị 0Ω thì điệntrở chập

+ Giá trị đọc được trên đồng hồ lớn hơn giá trị điện trở chuẩn ghi trên thân thìđiện trở tăng trị số

+ Giá trị đọc được trên đồng hồ nhỏ hơn giá trị điện trở chuẩn ghi trên thân thìđiện trở giảm trị số

Hình 2.8 Điện trở mắc nối tiếp

Tổng trở tương đương của đoạn mạch: Rtđ = R1 + R2 + + Rn ( Ω )

- Ví dụ:

Cho đoạn mạch như sau:

Biết R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, R3 = 7Ω Tính tổng trở của đoạn mạch trên

Bài làm:

Sơ đồ mạch điện: R1 nt R2 nt R3

Hình 2.9 Điện trở mắc song song

Tổng trở tương đương của đoạn mạch: =

2.1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại

2.1.1 Cấu tạo

a)Cấu tạo tụ hóa b) Cấu tạo tụ gốm

Hình 2.11 Cấu tạo một số loại tụ điện

Tụ điện có cấu tạo gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện(kim loại) đặt song song vớinhau, ở giữa hai bản cực là chất điện môi Chất điện môi thường là: không khí, gốm, sứ,mika…

* Các thông số của tụ

- Điện dung C

Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điệndung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng

cách giữ hai bản cực theo công thức:

Trong đó: ε là hằng số điện môi

S là diện tích 2 bản cực

d là khoảng cách giữa 2 bản cực

- Điện áp làm việc: Là điện áp lớn nhất khi đưa vào 2 bản cực của tụ điện mà khônglàm thủng lớp chất điện môi Khi lựa chọn tụ điện lắp vào mạch ta phải chọn tụ điện cógiá trị điện áp làm việc của tụ từ 1,5 đến 2 lần điện áp đặt vào 2 cực của tụ điện

- Khả năng nạp và xả của tụ điện

+ Với dòng điện (điện áp) một chiều

Hình 2.12 Thí nghiệm khả năng nạp và xả của tụ điện

Khi khóa K đóng sang vị trí 1 thì tụ được nạp điện, đèn không sáng Thời gian nạpđiện của tụ điện phụ thuộc vào giá trị điện dung của tụ điện

Khi khóa K đóng sang vị trí 2 tụ điện xả điện qua đèn D thì đèn D sáng, sau đó ánhsáng yếu dần rồi tắt

+ Với dòng điện (điện áp) xoay chiều

Với dòng xoay chiều AC tụ điện gây ra 1 sức cản nhất định gọi là dung kháng:

Trong đó: XC : dung kháng của tụ điện ( Ω )

f: tần số hoạt động ( Hz )

C: điện dung của tụ điện ( F )

Dòng điện và điện áp trên tụ biến thiên cùng quy luật có sự lệch pha 900 Vậy tụ điệncho dòng điện xoay chiều đi qua

2.1.2 Ký hiệu

Đơn vị tính : Fara (F), Microfara ( µF) , nanofara (nF) , picofara (pF)

1µF = 10-6F1nF = 10-9F1pF = 10-12F

d Tụ Mica

Ví dụ:

Hình 2.16 Hình dạng thực tế tụ Mica

Là tụ điện không phân biệt cực tính, điện dung tụ Mica từ vài pF đến vài trăm

µFvà điện áp làm việc trên một nghìn Volt Tụ mica có tổn hao điện rất bé và điện trở cao,nên được dùng chủ yếu trong các mạch cao tần, các phần tử cách li trong các máy radio

e Tụ biến đổi(tụ xoay)

Ví dụ:

Hình 2.17 Hình dạng thực tế tụ xoay

Hình 2.18 Cấu tạo tụ xoay

Tụ xoay có giá trị điện dung từ 15 pF ÷ 500 pF, thường dùng trong các mạch cộng

hưởng cao tần của máy thu, máy phát vô tuyến điện, mạch chọn lọc tần số

2.2 Cách đọc trị số

2.2.1 Đọc trực tiếp

Áp dụng đối với những tụ điện có kích thước lớn thường là các tụ hóa Giá trị điệndung và điện áp làm việc đã được ghi trực tiếp trên thân của tụ điện

Ví dụ: Trên thân tụ ghi 1,5 µF/400V thì giá trị điện dung C = 1,5 µF và điện áp làm việc

Ví dụ: Trên thân tụ có ghi các ký hiệu: 22, 11, 102, 103, 100, 471, 683J

Với những tụ điện trên thân ghi theo ký hiệu 3 số, số cuối cùng không là số 0, thì ta

đọc như sau:

Số thứ nhất chỉ số thứ nhất

Số thứ hai chỉ số thứ hai

Số thứ 3 chỉ số số 0Đơn vị đo là pF

Các chữ cái J, K, M, L để chỉ sai số:

J = ± 5%, K = ± 10%, M = ± 15%, L = ± 20%

Với những tụ điện trên thân ghi theo ký hiệu 3 số, số cuối cùng là số 0 hoặc ghi

theo ký hiệu 2 số thì ta đọc như sau: Đọc nguyên giá trị đó và lấy đơn vị là pF

Với những tụ điện trên thân có ghi theo số thập phân, thì đọc giá trị là số thập phân

và đơn vị là µF

Ví dụ: Trên thân tụ điện ghi ký hiệu : 01 K/100V  C = 0,01 µF ± 10%, U LV = 100V

Với những tụ điện trên thân được ghi theo ký hiệu mã màu thì đọc như đọc giá trị

của điện trở và lấy đơn vị là pF

2.3 Cách đo, kiểm tra chất lượng

2.3.1 Sử dụng đồng hồ vạn năng VOM

Thực hiện đo tụ điện theo các bước sau:

TT Nội dung công việc

Dụng cụ, thiết bị, vật tư

Thao tác Kết luận Yêu cầu kĩ thuật

Bước 1 Chọn thang đo Đồng hồ

VOM

Đặt chuyển mạchđồng hồ về thang

đo Ω

Đặt đúng thang đo

Ω

- Cố định chắc chắn

- Tụ xả hết điện

- Không chạm tayvào cực của tụ

Tụ điện nạp, xả còntốt

Đặt đúng cực tínhcủa tụ điện

hồ đặt vào cực

âm, que đỏ đặtvào cực dươngcủa tụ điện

Tụ điệnhỏng

Đặt đúng cực tínhcủa tụ điện

- Khi đo kim đồng

hồ dịch chuyển về

vị trí 0Ω rồi đứngim

- Kim đồng hồdịch chuyển lêntrả về không hết

- Kim đồng hồ

dịch chuyển lêntrả về từ từ vàđứng im.

Bước 1 Chọn thang

đo

Đồng hồDVOM

Đặt chuyển mạchcủa đồng hồ về thang

- Cố định tụ điện

- Đặt hai que đo đồng hồ vào hai cực của tụ điện

Giá trị tụ điệnhiển thị trênmàn hình

- Cố định chắc chắn

- Thực hiện đo

- Đọc đúng giá trị hiển thị

Bước 4 Xác định

chất lượng

Đồng hồDVOM

Đồng hồ hiển thị giátrị tụ điện giống vớigiá trị ghi trên thân

Tụ điện còn tốt

Xác định đúng chấtlượng của tụ điệnĐồng hồ không hiển

Hình 2.19 Tụ điện mắc nối tiếp

Khi mắc nối tiếp, giá trị điện dung của bộ tụ điện giảm

Giá trị điện dung của bộ tụ điện được tính:

- Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ sau:

Biết: C1 = 1µF, C2 = 1,5µF Tính điện dung tương đương của mạch điện

Hình 2.20 Tụ điện mắc song song

Khi mắc song song, giá trị điện dung của bộ tụ điện tăng

Giá trị điện dung của bộ tụ điện được tính: Cb = C1 + C2 + + Cn

- Ví dụ:

Cho sơ đồ đoạn mạch sau:

Giá trị điện dung của bộ tụ điện là: Cb = = 2 (µF)

3 Cuộn cảm ( Inductor )

Cuộn cảm là linh kiện điện tử thụ động có khả năng tích lũy năng lượng dưới dạng

từ trường thường dùng trong mạch lọc nguồn, mạch tạo dao động, các mạch trong hệthống âm thanh

3.1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại

3.1.1 Cấu tạo

Hình 2.25 Hình dạng thực tế các loại cuộn cảm

Cuộn cảm cấu tạo gồm một số vòng dây bằng kim loại dẫn điện quấn lại thànhnhiều vòng trên một lõi, dây quấn được sơn emay cách điện Lõi cuộn dây có thể là khôngkhí hoặc vật liệu dẫn từ như ferrite hay lõi thép kỹ thuật

* Các thông sô cơ bản của cuộn cảm:

- Điện cảmĐiện cảm:

Còn gọi là hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng của cuộn cảm, đại lượng này cho biết

độ lớn của sức điện động tự cảm khi có sự biến thiên của dòng điện

Điện cảm ký hiệu là L đơn vị Henry (H), giá trị phụ thuộc vào số vòng, chiều dàicủa cuộn dây, tiết diện của dây và lõi

- Cảm kháng:

Là đại lượng chỉ sức cản điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều Dòng điện

có tần số càng cao thì cảm kháng của cuộn dây càng lớn

- Tính chất nạp, xả của cuộn cảm

Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới dạng

từ trường được tính theo công thức

W = L.I 2 / 2Trong đó:

W : năng lượng ( June )

3.1.2 Ký hiệu

Hình 2.27 Ký hiệu các loại cuộn cảm

a) L1 là cuộn cảm lõi không khí

b) L2 là cuộn cảm lõi ferit

c) L3 là cuộn cảm có lõi điều chỉnh được

d) L4 là cuộn cảm lõi thép kỹ thuật

Đơn vị đặc trưng cho độ tự cảm của cuộn dây là Henry (ký hiệu : H),mH, µH

Trong đó : 1H = 103 mH = 106 µH

3.1.3 Phân loại

- Phân loại theo lõi của cuộn cảm :

+ Cuộn cảm lõi không khí:

Loại cuộn cảm này không có lõi, có hệ số tự cảm nhỏ ( < 1mH ) Cuộn cảm lõikhông khí có cuộn dây có tiết điện lớn, tiêu hao năng lượng dưới dạng nhiệt nên hiệusuất làm việc cao được ứng dụng trong miền tần số cao Chúng được sử dụng trong cácmạch tần số cao bao gồm máy thu tivi và radio

Hình 2.28 Hình ảnh thực tế cuộn cảm lõi không khí

+ Cuộn cảm lõi sắt ferrite:

Lõi ferit có nhiều hình dạng khác nhau như: thanh, ống, hình chữ E, chữ C, hìnhxuyến, hình nồi, hạt đậu,v.v Dùng lõi hình xuyến dễ tạo điện cảm cao, tuy vậy lại dễ bịbão hòa từ khi có thành phần một chiều.Thường là các cuộn cảm làm việc ở tần số cao vàtrung tần

Hình 2.29 Hình ảnh thực tế của cuộn cảm lõi sắt ferrite

+ Cuộn cảm lõi sắt từ:

Lõi của cuộn cảm thường là hợp chất sắt – silic, hoặc sắt- niken … Đây là cáccuộn cảm làm việc ở tần số thấp Dùng dây đồng đã được tráng men cách điện quấnthành nhiều lớp có cách điện giữa các lớp và được tẩm chống ẩm

Hình 2.30 Hình ảnh thực tế cuộn cảm lõi sắt từ

+ Chữ cái thứ tư luôn là sai số.

Đơn vị tính là µH (micro henry)

Bảng 2.2 Bảng sai số của cuộn cảm

a Đo cuộn cảm bằng đồng hồ chỉ thị kim (VOM)

Để đo trị số cuộn cảm dùng đồng hồ chỉ thị kim ta thực hiện theo các bước sau:

TT Nội dung

công việc

Dụng cụ, thiết bị, vật tư

- Đặt chuyển mạchcủa đồng hồ về thang

- Cố định cuộn cảm

- Đặt hai que đođồng hồ vào hai châncủa cuộn cảm

số thang đọc

Đọc và tính toánđúng giá trị điện trởcủa cuộn cảm ghitrên thân

b Đo cuộn cảm bằng đồng hồ chỉ thị số (DVOM)

Để đo trị số cuộn cảm dùng đồng hồ chỉ thị số ta thực hiện theo các bước sau:

công việc

Dụng cụ, thiết bị, vật tư

Bước 1 Chọn thang

đo

Đồng hồDVOM

Đặt chuyển mạchđồng hồ về thang đo

- Cố định điện trở

- Đặt hai que đođồng hồ vào haichân cuộn cảm sau

- Cố định chắc chắn

- Không tiếp xúc tayvới chân cuộn cảm

đó thực hiện đo

Bước 3 Đọc giá trị Đồng hồ

DVOM

Quan sát trên mànhình và đọc kết quả

Giá trị hiển thịtrên màn hìnhchính là giá trịđiện trở củacuộn cảm

Đọc đúng giá trị hiểnthị

3.3.2 Kiểm tra chất lượng

Khi đo 2 đầu của cuộn cảm, nếu:

+ Giá trị điện trở đo được giống với giá trị điện trở của cuộn cảm thì cuộn cảm còn

tốt

+ Giá trị điện trở đo được = 0 thì cuộn cảm bị đứt

+ Giá trị điện trở đo được nhỏ hơn giá trị điện trở chuẩn của cuộn cảm thì cuộn cảm

- Cách mắc: Đoạn mạch mắc nối tiếp là các cuộn cảm được mắc liên tiếp với nhau, không

phân nhánh Điểm đầu của cuộn cảm này được nối với điểm cuối của cuộn cảm kia

- Sơ đồ:

Hình 2.32 Cuộn cảm mắc nối tiếp

- Đặc điểm: Khi mắc nối tiếp, giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm tăng

Giá trị điện cảm của bộ cuộn cảm được tính: Lb = L1 + L2 + + Ln

Tổng trở kháng cảm ứng ( cảm kháng ): XL = XL1 + XL2 + + XLn

- Ví dụ: Cho mạch điện như hình vẽ sau: