Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề Điện tử công nghiệp)

MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Về kiến thức: + Trình bày được ứng dụng của các loại vật liệu điện, điện tử + Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của các linh kiện điện tử.. Khi không c

GIÁO TRÌNH Tên mô đun: Linh kiện điện tử

NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Vĩnh Phúc, năm 2018

Mục Lục

TRANG

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

LỜI MỞ ĐẦU 2 Bài 1 VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN 4 1.1 Những khái niệm cơ bản 4

1.1.1 Cấu tạo của nguyên tử 4

1.1.2 Sự liên kết của phân tử và nguyên tử 5

1.1.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện 6

1.2 Vật liệu dẫn điện 6

1.2.1 Định nghĩa 6

1.2.2 Phân loại 6

1.2.3 Các thông số cơ bản 7

1.2.4 Một số vật liệu dẫn điện thường dùng 10

1.3 Vật liệu cách điện 11

1.3.1 Định nghĩa 11

1.3.2 Phân loại 11

1.3.3 Một số loại vật liệu cách điện thường dùng 11

1.4 Vật liệu từ 14

1.4.1 Định nghĩa 14

1.4.2 Phân loại 14

1.4.3 Một số loại vật liệu từ thường dùng 14

1.5 Vật liệu bán dẫn 17

1.5.1 Khái niệm 17

1.5.2 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn 17

Bài 2 CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 23 2.1 Điện trở 23

2.1.1 Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo 23

2.1.2 Cấu tạo và phân loại điện trở 23

2.1.3 Các thông số kỹ thuật 27

2.1.4 Cách đọc giá trị điện trở 29

2.1.5 Ghép các điện trở 33

2.1.6 Kiểm tra chất lượng và những chú ý khi sử dụng 36

2.2 Tụ điện 38

2.2.1 Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo 38

2.2.7 Kiểm tra chất lượng tụ điện 46

2.3 Cuộn cảm và biến áp 48

2.3.1 Cuộn cảm 48

2.3.2 Biến áp 49

2.4 Thạch anh 51

2.4.1 Ký hiệu, hình dạng của thạch anh 51

2.4.2 Tính chất áp điện của thạch anh 51

2.4.3 Ứng dụng của thạch anh 51

2.5 Rơ le 51

2.5.1 Cấu tạo và kí hiệu cảu Rơle 51

2.5.2 Nguyên lý hoạt động của Rơ le 52

2.5.3 Ứng dụng của Rơ le 53

Bài 3 CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN 63 3.1 Điốt 63

3.1.1 Cấu tạo và ký hiệu 63

3.1.2 Các thông số cơ bản 64

3.1.3 Nguyên lý làm việc 66

3.1.4 Phân loại điốt 66

3.1.5 Kiểm tra, đo đạc chất lượng điốt 72

3.2 Transistor lưỡng cực (BJT) 77

3.2.1 Cấu tạo, phân loại và ký hiệu 77

3.2.2 Nguyên lý làm việc 77

3.2.3 Phân cực cho Transistor 78

3.2.4 Các thông số kỹ thuật 82

3.2.5 Cách kiểm tra xác định cực tính và chất lượng Transistor 84

3.3 Transistor trường (FET) 96

3.3.1 Khái niệm 96

3.3.2 JFET 96

3.3.3 MOSFET 102

3.4 Transistor đơn nối ( UJT) 106

3.4.1 Cấu tạo và ký hiệu 106

3.4.2 Nguyên lý hoạt động 108

3.5 Các linh kiện bán dẫn đặc biệt 111

3.5.1 Thyristor 111

3.5.2 DIAC 116

3.5.3 TRIAC 119

3.5.4 OPTO 122

3.5.5 IGBT 124

Bài 4 CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 128 4.1 Điện trở quang 128

4.1.1 Cấu tạo, ký hiệu 128

4.1.2 Ứng dụng 129

4.2 Điốt phát quang 130

4.2.1 Cấu tạo, ký hiệu 130

4.2.2 Ứng dụng 131

4.3 LED 7 đoạn 132

4.3.1 Cấu tạo, ký hiệu 132

4.3.2 Ứng dụng 133

4.4 Điốt cảm quang 134

4.4.1 Cấu tạo, ký hiệu 134

4.4.2 Ứng dụng 135

4.5 Transistor quang 135

4.5.1 Cấu tạo, ký hiệu 135

4.5.2 Nguyên lý hoạt động 136

4.5.3 Ứng dụng 136

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Được bố trí học đầu tiên các môn cơ sở ngành

- Tính chất: Là mô đun kết hợp lý thuyết với thực hành, là mô đun cơ sở ngành bắt buộc

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được ứng dụng của các loại vật liệu điện, điện tử

+ Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của các linh kiện điện tử

- Về kỹ năng :

+ Nhận biết được các linh kiện điện tử

+ Biết kiểm tra chất lượng các linh kiện điện tử

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm.

+ Dự lớp đầy đủ theo quy định

+ Rèn luyện tác phong công nghiệp, biết cách làm việc nhóm

III Nội dung mô đun:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Số

TT

Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

1 Bài 1 VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN

1.1 Những khái niệm cơ bản

2 Bài 2 CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

3.3 Transistor trường (FET)

3.4 Các linh kiện bán dẫn đặc biệt

2 Nội dung chi tiết:

Bài 1 VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN Thời gian: 6 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được khái niệm cơ bản của các loại vật liệu vô tuyến điện

- Nhận biết được các loại vật liệu vô tuyến điện

- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ

* Nội dung của bài:

1.6 Những khái niệm cơ bản

1.6.1 Cấu tạo của nguyên tử

1.6.2 Sự liên kết của phân tử và nguyên tử

1.6.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện

1.7 Vật liệu dẫn điện

1.7.1 Định nghĩa

1.10.2.1 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết

1.10.2.2 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn pha lẫn tạp chất

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được cấu tạo, kí hiệu quy ước, quy luật mã màu, mã kí tự biểu diễn trị số của

2.6.1 Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo

2.6.2 Cấu tạo và phân loại điện trở

2.7.1 Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo

2.7.2 Cấu tạo và phân loại tụ điện

2.7.3 Các thông số kỹ thuật

2.8.2.1 Ký hiệu, cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến áp

2.8.2.2 Các tỷ số của máy biến áp

2.8.2.3 Phân loại máy biến áp

2.9 Thạch anh

2.9.1 Ký hiệu, hình dạng của thạch anh

2.9.2 Tính chất áp điện của thạch anh

2.9.3 Ứng dụng của thạch anh

2.10 Rơ le

2.10.1 Cấu tạo và kí hiệu cảu Rơle

2.10.2 Nguyên lý hoạt động của Rơ le

2.10.3 Ứng dụng của Rơ le

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày đúng về cấu tạo, kí hiệu quy ước và nguyên lý hoạt động của các linh kiệnbán dẫn

- Nhận biết được các linh kiện bán dẫn

- Biết xác định cực tính và biết kiểm tra chất lượng các linh kiện bán dẫn,

- Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ

3.8.2.3 Phân cực cho JFET

3.8.2.4 Đo kiểm tra chất lượng JFET

3.8.3 MOSFET

3.8.3.1 MOSFET kênh có sẵn

3.8.3.2 MOSFET kênh cảm ứng

3.9 Transistor đơn nối ( UJT)

3.9.1 Cấu tạo và ký hiệu

3.10.2.1 Cấu tạo, ký hiệu

3.10.2.2 Phân cực cho DIAC

3.10.3.1 Cấu tạo, ký hiệu

3.10.3.2 Phân cực cho TRIAC

3.10.4.1 Cấu tạo, ký hiệu

Bài 4 CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Thời gian: 12 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày đúng cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các linhkiện quang

- Xác định đúng cực tính, chất lượng của các linh kiện quang

- Nhận biết được các linh kiện quang điện tử

- Biết kiểm tra chất lượng các linh kiện quang điện tử

- Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ

- Nhận biết được các loại vật liệu vô tuyến điện

- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ

Nội dung chính

1.1 Những khái niệm cơ bản

1.1.1 Cấu tạo của nguyên tử

Từ các kết quả thực nghiệm, các nhà khoa học đã xác định được thành phầncấu tạo của nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ electron Trong đó:

+ Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, gồm các hạt proton và nơtron

+ Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạtnhân

=> Nguyên tử được cấu tạo từ 3 loại hạt cơ bản là: electron, proton và nơtron

- Khối lượng và điện tích của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử:

- Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton (P) trong hạt nhân bằng số electron (E)của nguyên tử P = E

- Kích thước nguyên tử: các nguyên tử có kích thước khoảng 10-10 m= 0,1nm.Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053nm

- Kích thước hạt nhân: nhỏ hơn các hạt nhân đều có kích thước khoảng 10-14m =

10-5 nm.

- Kích thước của electron và proton: nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước

- Đơn vị khối lượng nguyên tử: u

1u = khối lượng của một nguyên tử đồng vị 12C =1,67.10-27 kg = 1,67.10-24 g

- Đơn vịđiệntích nguyên tố: 1đơn vị điện tích nguyên tố = 1,602.10-19 C

1.1.2 Sự liên kết của phân tử và nguyên tử

Trong kim loại ,các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dươngcác ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại

· Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn trong mạng tinhthể , gọi là các electron tự do

· Sự mất trật tự của mạng tinh thể đã cản trởchuyển động của các electron

· Electron chuyển động ngược chiều điện trường dưới tác dụng của lực điện trường

Khi không có điện trường ngoài : Các electron tự do chỉ chuyển động nhiệt hỗn

loạn

Vậy : Khi không có điện trường ngoài, trong kim loại không có dòng điện

Các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường, chúng có thêm một chuyểnđộng phụ theo một chiều xác định ngược chiều điện trường; đó là chuyển động cóhướng của các electron; nghĩa là trong kim loại xuất hiện dòng điện

Hình 1.4: Dòng điện trong kim loại khi có điện trường ngoài

Khi có điện trường ngoài, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng điện

Vậy : Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của cácelectron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài

1.1.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện

Chân không lý tưởng là một môi trường không có một phân tử khí nào

Trong thực tế, khi làm giảm áp suất chất khí trong một ống xuống dưới 10

-4mmHg, lúc đó phân tử khí có thể chuyển động từ thành nọ đến thành kia của ống

mà không va chạm với các phân tử khác thì trong ống được xem là chân không

Do đó chân không là môi trường không có các hạt tải điện nên cách điệntrong điều kiện thường

Muốn tạo ra dòng điện trong chân không phải làm phát sinh các hạt tải điện tự dotrong ống chân không

Các kĩ thuật làm phát sinh các hạt electron là phải cung cấp năng lượngngoài cho các electron ở đầu cực catot để chúng thoát ra khỏi bề mặt kim loại

1.2 Vật liệu dẫn điện:

1.2.1 Định nghĩa

Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự

do Nếu đặt những vật liệu này vào trong một trường điện, các điện tích sẽ chuyễnđộng theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện, người ta gọi vật liệu

có tính dẫn điện

Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường

được giới thiệu trong Bảng 1.1 dưới đây:

Hệ sốnhiệta

Nhiệtđộnóngchảy

t0C

Tỷtrọng Hợp kim Phạm vi

ứngdụng

dây dẫnđiện

- Làm lánhômtrong tụxoay

- Làmcánh toảnhiệt

- Dùng

- Bị ôxythoá

nhanh,tạo thànhlớp bảo

vệ, nênkhó hàn,khó ănmòn

- Bị hơinước mặn

để sửdụnghiệu ứngmặtngoàitronglĩnh vựcsiêu caotần

ngoàidây dẫn

để sửdụnghiệu ứngmặtngoàitronglĩnh vựcsiêu caotần

Có giáthành rẻhơn bạc

6 Thiếc 0,115 0,0012 230 7,3 Hợp chất

dùng để làmchất hàngồm:

- Thiếc 60%

- Chì 40%

- Hàndây dẫn

- Hợpkim thiếc

và chì cónhiệt độnóngchảythấp hơnnhiệt độnóngchảy củatừng kimloại thiếc

Chất hàndùng đểhàn trongkhi lắpráp linhkiện điệntử

và chì

bảo vệquá dòng

- Dùngtrong acqui chì

- Vỏ bọccáp chôn

Dùng làmchát hàn(xemphầntrên)

mạ kemlàm dâydẫn vớitải nhẹ

- Dâylưỡngkim gồmlõi sắt vỏbọc đồnglàm dâydẫn chịulực cơhọc lớn

- Dây sắt

mạ kẽmgiá thành

hạ hơndây đồng

lưỡngkim dẫnđiện gầnnhư dâyđồng do

có hiệuứng mặtngoài

t độlàmviệc:

+ Đất sét/ gốm/ sứ

Vật liệu gốm sứ (đất sét, gạch) được sử dụng để chế tạo thành cácchất mẹo điện, linh kiện và bảng mạch Các đặc tính phương pháp điện của gốm tốtđược bổ sung bởi tính dẫn nhiệt cao Đây là vật liệu tiêu hợp lý cho hướng dẫn điệncao áp và RF

+ Nhựa

Nhựa PVC, Cresyl Pthalate, DEHP và các loại nhựa không giống ngàynay vừa mới thay thế cao su để sử dụng chất hướng dẫn điện cho dây kéo và các bộphận khác PVC và nylon hiện giờ là tiêu hợp lý trong hầu hết các loại dây Nhựa

có điện trở suất thấp hơn thủy tinh nhưng thực tế được sử dụng nhiều hơn song

song đây cũng là vật liệu cách điện thông dụng và đa số cho nền móng dây điện và

+ Mic

Tấm mica được dùng để cách điện khi gặp nhiệt độ cao Mica cótính kéo nhiệt cao vì thế chất mẹo điện mica rất có ích cho các bóng bán kéo tảnnhiệt hoặc các thành phần không giống với vỏ kéo điện Đây là một vật liệu ổn địnhtốt ngay cả khi xúc tiếp với các thành phần Tấm mica đơn giản được đóng dấu

và định dạng cho các thành phần điện Mica rất quan trọng so với các loại tụđiện đa dạng nhất

+ Thủy tinh (silica, tro soda và đá vôi)

Thủy tinh là một trong những vật liệu trước hết được sử dụng trong truyềnđiện nhưng phần đông được thay thế theo hướng có lợi cho vật liệu rẻ hơn Vật liệunày hoạt động tốt cho điện báo và các thiết bị điện áp thấp không giống Nó luônluôn được sử dụng ngày nay ở một mức độ nào đó.Bông thủy tinh được dùng rộng rãi để mẹo nhiệt các tòa nhà, cũng như nồi hơi và

hồ chứa

1.3 Vật liệu cách điện

1.3.1 Định nghĩa

Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu cách điện:

· Độ bền về điện là mức điện áp chịu được trên đơn vị bề dày mà không bị đánhthủng

1.3.3 Một số loại vật liệu cách điện thường dùng

Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu cách điện thông thường

được giới thiệu trong Bảng 1.2 dưới đây:

t0Cchịuđựng

Hằng

số điệnmôi

Góctổnhao

Tỷtrọng

Đặcđiểm

phạm vi ứngdụng

đượcthànhtừngmảnhrấtmỏng

- Dùng trong

tụ điện

- Dùng làmvật cách điệntrong thiết bịnung nóng(VD:bàn là)

1500-1700

điện chođường dâydẫn

- Dùng trong

tụ điện, đế

4 Gốm không

chịuđượcđiện ápcao

khôngchịuđượcnhiệt

độ lớn

4500

1700-0,03

0,02-4 - Kíchthướcnhỏnhưngđiệndunglớn

11 Sáp 20-25 65 2,5 0,0002 0,95 Dùng làm

chất tẩm sấybiến áp, động

cơ điện đểchống ẩm

cơ điện đểchống ẩm

cơ điện đểchống ẩm

14 Êpoxi 18-20 1460 3,7-3,9 0,013 1,1-1,2 Hàn gắn các

bộ kiện điện tử

Vật liệu từ là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do Nếuđặt những vật liệu này vào trong một trường điện, các điện tích sẽ chuyễn độngtheo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện, người ta gọi vật liệu cótính dẫn điện.

1.4.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện

Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường

được giới thiệu trong Bảng 1.3 dưới đây:

Bảng 1.3: Vật liệu từ

TT Tên vật

liệu

Điệntrở suẩtrWmm2/m

Hệ sốnhiệta

Nhiệtđộnóngchảy

t0C

Tỷtrọng Hợp kim Phạm vi

ứngdụng

- Cácđầu nốidây

dây dẫnđiện

- Làm lánhômtrong tụxoay

- Làmcánh toảnhiệt

- Dùnglàm tụđiện (tụhoá)

hoánhanh,tạo thànhlớp bảo

vệ, nênkhó hàn,khó ănmòn

- Bị hơinước mặn

ăn mòn

ngoàidây dẫn

để sửdụnghiệu ứngmặtngoàitronglĩnh vựcsiêu caotần

ngoàidây dẫn

để sửdụnghiệu ứngmặtngoàitronglĩnh vựcsiêu caotần

Có giáthành rẻhơn bạc

6 Thiếc 0,115 0,0012 230 7,3 Hợp chất

dùng để làmchất hàngồm:

- Hàndây dẫn

- Hợpkim thiếc

Chất hàndùng đểhàn trongkhi lắp

nóngchảy củatừng kimloại thiếc

và chì

bảo vệquá dòng

- Dùngtrong acqui chì

- Vỏ bọccáp chôn

Dùng làmchát hàn(xemphầntrên)

mạ kemlàm dâydẫn vớitải nhẹ

- Dâylưỡngkim gồmlõi sắt vỏbọc đồnglàm dâydẫn chịulực cơhọc lớn

- Dây sắt

mạ kẽmgiá thành

hạ hơndây đồng

lưỡngkim dẫnđiện gầnnhư dâyđồng do

có hiệuứng mặtngoài

t độlàmviệc:

Tiêu biểu là Silic (14Si) và Gecmani (32Ge)

+ Vài tính chất cơ bản của chất bán dẫn

- Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của bán dẫn tinh khiết rất lớn Khi nhiệt độ tăng,điện trở suất giảm nhanh, nghĩa là hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị âm

- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất Chỉ cần có mộtlượng tạp chất nhỏ cũng làm điện trở suất của chất bán dẫn thay đổi đáng kể

- Điện trở suất của một số chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sánghoặc khi bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác

1.5.2 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn

1.5.2.1 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết

a Electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết

Khi một electron bị rứt khỏi mối liên kết, trở thành một electron tự do

(electron dẫn) thì nó để lại một lỗ trống thiếu e - liên kết và được xem là hạt mangđiện dương

Electron và lỗ trống là 2 hạt tải điện trong BD tinh khiết

b Dòng điện trong chất BD tinh khiết là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động đồng thời cùng chiều điện trường.

· Khi pha tạp chất phôtpho (P), asen (As) hoặc antimon (Sb) là các nguyên tố có

5 e- hóa trị vào mẫu Silic thì e- thứ 5 của nguyên tử tạp trở thành e- tự do

trong tinh thể BD, giúp nó dẫn điện ngay ở nhiệt độ thấp

· Mỗi nguyên tử tạp “cho” tinh thể bán dẫn một electron dẫn nên được gọi là

§ Tại lớp chuyển tiếp p-n có sự trà trộn vào nhau của hai hạt tải điện là e- dẫn và

lỗ trống của hai BD; chúng nối lại liên kết và cùng biến mất Kquả, ở đây hình

thành một lớp không có hạt tải điện, có điện trở rất lớn, gọi là lớp nghèo.

§ Ở lớp nghèo, về phía BD n tích điện dương và về phía BD p tích điện âm

Bài tập

Bài 1: Phát biểu nào dưới đây là chính xác ?

Người ta gọi Silic là chất bán dẫn vì

A nó không phải là kim loại, cũng không phải là điện môi

B hạt tải điện trong đó có thể là electron hoặc lỗ trống

C điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ionhóa khác

D Cả ba lí do trên

Bài 2: Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại n, trong BD loại p là những hạt gì ?

TRẢ LỜI:

Bài 1: D Cả ba lí do trên

Bài 2: Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại n là electron

Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại p là lỗ trống

Hình 1.8: Chiều chuyển động của electron và lỗ trống trong điện trường

Bài tập thực hành của học viên

Bài tập về các đặc điểm vật liệu dẫn điện, cách điện và vật liệu từ.

Bài 1.1* Trình bày đặc tính điện trở suất của vật liệu dẫn điện.

Bài 1.2*: Cho biết đặc tính độ bền cách điện của vật liệu cách điện.

Bài 1.3*: Trình bày những đặc điểm cơ bản của vật liệu từ cứng, vật liệu từ mềm.

Bài tập về các chức năng và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện, cách điện

và vật liệu từ.

Bài 1.4*: Đồng kỹ thuật, thau, bạc, nhôm, maganin chủ yếu được dùng làm gì

trong các thiết bị điện tử? contantan, niken - crôm được dùng trong lĩnh vực nào?

Bài 1.5*: Cho biết lĩnh vực ứng dụng của mica, gốm, sứ, nhựa thông?

Điện áp đánh thủng là gì?

Bài 1.6*: Cho biết lĩnh vực ứng dụng của sắt từ cứng? sắt từ mềm?

Bài tập về cách nhận dạng các vật liệu dẫn điện, cách điện và vật liệu từ.

Bài 1.7*: Dây dẫn dùng để quấn biến áp nguồn là đồng kỹ thuật hay là thau?

Bài 1.8: Nam châm vĩnh cửu được chế tạo bởi loại vật liệu từ mềm hay vật liệu từ

cứng?

Bài 1.9*:Trình bày các đặc tính của bạc và lĩnh vực ứng dụng.

Bộ câu hỏi trắc nghiệm: Tìm câu trả lời đúng

Bài 1.10* Đồng kỹ thuật được dùng để:

a Dùng làm các lá tiếp xúc

b Dùng làm cốt biến áp

c Dùng làm dây dẫn điện

Bài 1.11 Mica được dùng để:

a Làm chất điện môi trong tụ điện

c Trong dụng cụ đo lường điện.

d Làm vỏ bọc dây dẫn

Bài 1.13: Đồng có những tính chất ưu việt nào mà nhờ đó người ta chế tạo được

các đồng lá, các dây đồng mảnh (với đường kính có thể đạt đến 0,015m m)

Bài 1.14 Cho biết một số sản phẩm trên thương trường của đồng thau.

Bài 1.15 Thế nào là sắt từ cứng? Sắt từ mềm? Hãy nêu một số vật liệu điển hình

của mỗi loại

Bài 1.16 Khi sử dụng vật liệu gốm, sứ trong lĩnh vực siêu cao tần cần quan tâm

đến đặc tính kỹ thuật nào của chúng?

Bài 1.17 Trong các thiết bị điện tử Niken được dùng trong các lĩnh vực nào? cho

ví dụ cụ thể

Các bài từ 1.11 đến 1.17 là các bài nhằm phát triển tư duy của học viên

Trả lời các câu hỏi và bài tập

Bài 1.1*: Điện trở suấtr: là điện trở của dây dẫn có chiều dài là một đơn vị chiềudài và tiết diện là một đơn vị diện tích

Trên thực tế, điện trở suất của dây dẫn được tính theo Wmm2/m và trong một

số trường hợp được tính bằng m Wcm Trong hệ CGS điện, điện trở suất được tínhbằng Wcm; còn ở hệ MKSA, tính bằng Wm

Những đơn vị nêu trên, chúng được liên hệ qua biểu thức sau đây:

1Wcm = 104 Wmm2/m = 106 m Wcm = 10-2 Wm

(xem Bảng 1.2)

Bài 1.2: Độ bền cách điện là điện áp đánh thủng tính trên cách điện có bề dày 1 cm,

đặt trong điện trường đồng nhất; thứ nguyên là kV/cm, hoặc kV/mm, độ bền cáchđiện không phải là trị số không đổi mà nó phụ thuộc vào bề dày cách điện tức làcách điện càng dày thì độ bền cách điện càng nhỏ Đối với những loại cách điệnthường được sử dụng với bề dày nhỏ, thì độ bền cách điện thường được tính vớikV/mm

Bài 1.3*: Đặc điểm của vật liệu từ mềm là từ trường khử từ nhỏ (dưới 400A/m),

hằng số từ môi lớn và tổn hao từ trễ nhỏ, vật liệu sắt từ mền gồm có thép kỹ thuật,thép ít các bon, thép lá kỹ thuật điện, hợp kim sắt kền có hằng số từ môi cao(pecmaloi) và oxit sắt từ (ferit và oxife)

Đặc điểm của vật liệu từ cứng là có từ dư lớn Thành phần, từ dư và từ trường

5

1 Nh«m

7200 44000

0,35

3

Ferit bari

Bài 1.4: Đồng kỹ thuật, nhôm chủ yếu được dùng làm dây dẫn điện.Thau dùng làm

các lá tiếp xúc, các đầu nối dây, maganin dùng làm dây điện trở, contantan dùnglàm dây điện trở nung nóng, niken - crôm dùng làm dây mỏ hàn, bếp điện, bàn là

Bài 1.5*: Mica dùng làm tụ điện, dùng cách điện trong thiết bị nung nóng, gốm

dùng làm tụ điện, kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn, sứ dùng làm giá đở cáchđiện cho đường dây dẫn, dùng làm tụ điện, đế đèn, cốt cuộn dây

Nhựa thông dùng làm sạch mối hàn Hỗn hợp nhựa thông paraphin dùng đểnhúng tẩm chống ẩm

Điện áp đánh thủng là điện áp làm cho bề dày cách điện có bề dày nhất định bịđánh thủng; kí hiệu là UPđ

Bài 1.6: Vật liệu từ cứng được dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu trong các

dụng cụ điện thanh Vật liệu từ mềm dùng làm biến áp Sắt silíc thường được dậpthành những tấm E1 Sắt si líc cũng còn được dập thành những băng dài và ghép lạithành lõi sắt

Bài 1.7*: Dây dùng để quấn biến áp nguồn dùng dây làm bằng đồng kỹ thuật, (dây

êmay) còn thau chỉ để dùng làm các đầu nối dây vào và ra của biến áp

· Bạc là kim loại có điện trở suất rất lớn và dẫn nhiệt tốt trong tất cả cáckim loại.

Yêu cầu đánh giá kết quả học tập

Kiến thức

Yêu cầu về học tập cá nhân:

Ôn tập các kiến thức của các môđun và môn học đã học trước đây có liên quanđến bài học về vật liệu dẫn điện, cách điện và vật liệu từ để hiểu sâu sắc bài học vàlàm được các bài tập

Tự học cá nhân:

+ Làm các bài tập từ 1.1 đến 1.3 về đặc điểm vật liệu dẫn điện, cách điện và vậtliệu từ

+ Làm các bài tập từ 1.4 đến 1.6 về chức năng và phạm vi ứng dụng của các vật

liệu dẫn điện và vật liệu cách điện

+ Làm các bài tập từ 1.7 đến 1.10 về nhận dạng các vật liệu dẫn điện, cách điện vàvật liệu từ

+ Làm các bài tập nâng cao và/hoặc các bài tập do giáo viên giao cho

Kỹ năng

· Thực hành tại xưởng theo nhóm 2 đến 3 người:

· Nhận dạng, xác định chất lượng các loại vật liệu: dẫn điện, cách điện và vậtliệu từ

§ Nhận dạng các loại vật liệu: dẫn điện, cách điện và vật liệu từ bằng trựcquan, quan sát hình dạng

§ Xác định chất lượng các loại vật liệu bằng trực quan, quan sát hình dạng thực

tế và bằng VOM

· Thảo luận nhóm về cách nhận dạng, xác định chất lượng và phạm vi ứngdụng của các loại vật liệu dẫn điện, cách điện và vật liệu từ Ghi kết quả thảo luậncủa nhóm nộp giáo viên

Thái độ :

Nghiêm túc trong học tập lý thuyết và cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác trong thựchành

Bài 2 CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

Giới thiệu

Linh kịên thụ động bao gồm các điện trở, tụ điện, cuộn cảm, biến áp, rơle làcác linh kiện được dùng phổ biến trong các mạch điện tử Các linh kiện này đượcgọi là linh kiện thụ động vì chúng có chức năng lưu trữ hoặc tiêu thụ năng lượngđiện của mạch điện tử Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, những linh kiện này được chế tạo

để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác nhau và có những đặc tính kỹ thuậttương ứng với từng loại mạch điện tử

+ Biết cách phân loại được điện trở

+ Biệt cách đọc được điện trở

+ Đo được điện trở

+ Hiểu được nguyên lý cách mắc điện trở

2.1.1 Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo

Hình 2.1:Ký hiệu điện trở

a Điện trở

b Biến trở 3 đầu dây

c Biến trở hai đầu dây

2.1.2 Cấu tạo và phân loại điện trở

a Điện trở than

Hình 2.2: Phân loại các loại điện trởMột số loại biến trở thực tế:

Biến trở than: Khi vặn trục chỉnh biến trở, thanh trượt là một lá kim loại quétlên đoạn mặt than giữa hai chân 1 – 3, làm điện trở lấy ra ở chân 1 - 2 và 2 - 3 thayđổi theo

Hình 2.3: Biến trở thanBiến trở thanh gạt : Khi thanh gạt được gạt qua, gạt lại làm cho điện trở ởcặp chân 1 - 2 và 2 - 3 sẽ thay đổi tương ứng.

Hình 2.4: Biến trở thanh gạtLoại biến trở dây quấn

Hình 2.5: Hình ảnh biến trở dây quấnLoại biến trở đồng trục

Hình 2.6: Hình ảnh của biến trở có một trục nhưng điều chỉnh độc lập

Một số loại biến trở khác

Cấu tạo

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

§ Điện trở than phun: Bột than được phun theo rãnh trên ống sứ

§ Điện trở dây quấn : dây kim loại có điện trở cao được quấn trên ống cách điệnrồi tráng men phủ toàn bộ, hoặc chừa một khoảng để dịch con chạy trên thânđiện trở nhằm điều chỉnh chỉ số

2.1.3 Các thông số kỹ thuật

a Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.

Hình : Mạch khống chế dòng điện cho tải

b Mắc điện trở thành cầu phân áp: để có được một điện áp theo ý muốn từ một

điện áp cho trước

Hình : Mạch dao động

2.1.4 Cách đọc giá trị điện trở

Cách đọc trị số điện trở

Bảng 2.1: Quy ước mầu Quốc tế

Vòng thứ 4 chỉ % sai số như sau

- Màu của than điện trở ( không xòng màu) - sai số 20%

· Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũcủa cơ số 10 là số âm.

R = 4700Ω

Cách đọc trị số điện trở 5 vòng mầu : ( điện trở chính xác

Hình 2.10: Cách đọc trở 5 vạch màu

Cách đọc điện trở có ghi chữ cái trên thân điện trở

Người ta sử dụng cách ghi trực tiếp trên thân điện trở giá trị điện trở được tính theo

Ω Với chữ cái là bội số của Ω

2.1.5 Ghép các điện trở

Hình 2.14: Hướng dẫn cách mắc điện trởCách 1: Cho mắc nội tiếp, trong hình, người ta dùng một điện trở nối tiếp đểhạn dòng, làm giảm cường độ dòng điện chảy qua Led

Cách 2: Cho mắc song song, trong hình, người ta dùng một điện trở mắcsong song để chia dòng, làm giảm cường độ dòng điện chảy qua bóng đèn