Giáo trình Điện tử cơ bản trên máy công trình (Nghề Sửa chữa điện máy công trình - Trình độ Cao đẳng): Phần 1 - CĐ GTVT Trung ương I

Giáo trình Điện tử cơ bản trên máy công trình (Nghề Sửa chữa điện máy công trình - Trình độ Cao đẳng): Phần 1 gồm có những nội dung cụ thể sau: Bài 1 các khái niệm cơ bản, bài 2 linh kiện thụ động, bài 3 linh kiện bán dẫn. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

BO GIAO THONG VAN TA\

TRUONG CAO BANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG |

GIAO TRINH MON HOC

Ban hành theo Quyết định số 498/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 25/3/2017 của

Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương l

Hà Nội, 2019

LOI NOI DAU

Ngày nay điện tử cơ bản đã phát triển rất mạnh và dược ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực khoa học và đời sống Chính vì vậy kiến thức điện tử

cơ bản rất cần thiết cho sinh viên trong quá trình dao tao ngành Sửa chữa máy thi công xây dựng, cũng như mọi ngành khác Giáo trình này biên soạn dé làm tài liệu giảng dạy cho môn học điện tử cơ bản cho sinh viên hệ cao

đẳng chuyên ngành Sửa chữa máy thi công xây dựng, ngoài ra cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh chuyên ngành khác Về nội dung giáo trình

được dé cập một cách có hệ thống kiến thức quan trọng theo chương trình

khung 2009, ngành Sửa chữa máy thi công xây dựng Các chương mục đã

được xấp xếp theo một trật tự nhất định để đảm bảo tính hệ thống chuyên môn

Giáo trình bao gồm:

Bài 1: Các khái niệm cơ bản

Bài 2: Linh kiện thụ động

Bài 3: Linh kiện bán dẫn

Bài 4: Các mạch khuếch đại dùng tranzto

Bài 5: Các mạch ứng dụng dùng trên ô tô - máy xây dựng

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có nhiều có gắng, song không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế, chúng tôi rất mong được sự góp ý, bỗ sung của độc giả đề nội dung tài liệu được hoàn thiện hơn

Chúng tôi chân thành cảm ơn

BAI 1: CAC KHAI NIEM CO BAN

Mục tiêu của bài:

- Đánh giá, xác định tính dẫn điện trên mạch điện, linh kiện phù hợp theo yêu cầu kỹ thuật

- Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử khác theo nội dung bài đã học

- Tính toán điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo điều kiện cho trước

Nội dung của bài:

1 Vật dẫn điện và cách điện

1.1 Khái niệm

* Vật dẫn điện: Là loại vật chất cho dòng điện truyền qua một cách dễ dàng gọi

là chất dẫn điện như: Vàng, Bạc, Đồng, Nhôm, Sắt Trên máy xây hiện nay

thường dùng chất dẫn điện bằng nhôm hoặc bằng đồng

* Vật cách điện: Là những chất mà dòng điện không thể truyền qua như: Nhựa,

Dây điện dùng trên ôtô và máy xây dựng thông thường gồm có 2 phần là:

phần dẫn điện và phần cách điện Phần dẫn điện của dây thường làm bằng đồng

sợi bên ngoài bọc chất cách điện như nhựa, nylông, cao su để bảo vệ không cho

dòng điện dò gỉ ra ngoài

1.2.1.2 Độ tải của dây điện

Để nối nguồn điện với một thiết bị điện nào đó người ta phải dùng dây

điện để truyền dẫn như vậy là ta đã có một mạng điện với đầy đủ các thiết bị cấu thành như nguồn, dây dẫn và bộ phận tiêu thụ điện năng Dây điện bao giờ

cũng có điện trở, nếu dây càng dài thì điện trở càng lớn và tiết diện đây nhỏ thì

điện trở càng lớn

Nếu ta cho một dòng điện có cường độ lớn lên một dây điện có một điện

trở lớn, thì khi dòng điện truyền tới thiết bị tiêu thụ hiệu điện thế của nó sẽ bị

suy giảm Vì vậy, sẽ không thể truyền tới thiết bị với hiệu điện thế như bình

thường được Không chỉ có vậy mà trên dây sẽ sinh nhiệt và làm chảy vỏ cách

điện bên ngoài dây

Các loại dây dẫn dùng để mắc trong các mạng điện phải là các loại đây có thể tải được dòng điện có cường độ phù hợp với thiết bị điện Do đó, nếu sử

dụng trong thời gian dài thì vẫn có tính an toàn, tiết kiệm và có tính kinh tế

Người ta thường quy đỉnh cụ thể cường độ dòng điện tối đa mà dây có thẻ tải được và gọi đó là độ tải của dây điện Độ tải của dây điện lớn hay nhỏ phụ

thuộc vào rất nhiều yếu tố như vật liệu chế tạo dây dẫn, chất liệu của vỏ cách

điện, số sợi lõi dây điện, nhiệt độ môi trường, Nếu số sợi lõi dây càng nhiều,

nhiệt độ môi trường xung quanh càng cao thì độ tải sẽ càng kém

1.2.1.3 Mã số dây, màu sắc, ký hiệu dây trên sơ đồ mạch điện

* Mã số dây và màu sắc

Để phân biệt dây trên sơ đồ cũng như trên máy thực tế người ta phải quy

định, ký hiệu mã số và màu sắc của dây Đối với một số hãng sản xuất ôtô và

máy xây dựng người ta vừa ký hiệu mã số và màu sắc Tuy nhiên, một số hãng

khác chỉ có ký hiệu về màu sắc mà không có ký hiệu về mã số Căn cứ vào mã

số và màu sắc của dây mà người sửa chữa có thể biết được từng dây thuộc bộ

phận của mạch điện nào

Về mã số có rất nhiều ký hiệu khác nhau tuỳ theo từng hãng, do đó khi

cần tìm hiểu về mạch điện của máy nào ta phải tra trong số tay bảo dưỡng sửa

chữa của hãng đó

Về ký hiệu màu sắc đây thì các hãng đều có chung ký hiệu theo chữ cái

Tiếng Anh như sau:

Ký hiệu Tiêng Anh Tiêng Việt

Sb Sky — Blue Xanh da trời

Lg Light — Green Xanh nhat

Dg Dark — Green Xanh dam

Ch Charcoal Than da

Bảng 1.1: Bảng ký hiệu quy ước của màu dây

* Kỷ hiệu đây trên sơ đồ mạch điện

Trên sơ đồ mạch điện của máy xây dựng có ký hiệu rất chỉ tiết về kích cỡ

và màu sắc của đây, khả năng nhận biết dây trên sơ đồ tương ứng với thiết bị

điện trên thực tế là một trong những yêu cầu rất quan trọng của công tác bảo

dưỡng, sửa chữa Vì vậy, cần nắm được kỹ năng đọc so dé

T 4

Hình L2: Ký hiệu màu dây trên sơ đồ mạch cấp nguôn của máy PC200 - 6

Vi du 1: Trên sơ đồ một dây điện có ghi ký hiệu như sau:

; er

Hình 1.3: Dây dẫn điện có ký hiệu 0.5B

Ký hiệu này có nghĩa là:

0.5 là con số tra bảng Khi tra ta có thê biết được các thông số như: Đường kính của dây, tiết diện dây dẫn, cường độ dòng điện cho phép

# B: Có nghĩa là đây có nền màu đen

Ví dụ 2: Trên sơ đồ dây điện có ký hiệu như sau:

Hình 1.4: Dây dẫn điện có ký hiệu 0.85WY 0.85 :là con số tra bảng

Về nhiệm vụ và chức năng cầu nối hoàn toàn giống như cầu chì, nhưng cầu nói thường được sử dụng trong các mạch có cường độ lớn khoảng vài chục

đến vài trăm ampe Cầu nối có cấu tạo là một đoạn dây dẫn bên ngoài có vỏ cách điện nhưng có cường độ chịu đựng nhỏ hơn so với dây của mạch

1.2.3 Cầu chì

Cầu chì có nhiệm vụ bảo vệ các thiết bị điện và hệ thong dây khi trong mạch xảy ra các sự cỗ

như đoản mạch hoặc chạm mát

Hình 1.6: Ký hiệu cầu chì trên sơ đồ mạch điện

Khi trong mạch điện xuất hiện dòng điện có cường độ cao bất thường, cầu chì sẽ tự động chảy đứt làm gián đoạn mạch dòng điện bảo vệ mạch điện một cách an toàn

Trên ôtô và máy xây dựng thường hay xử dụng 3 loại cầu chì là cầu chì ống, cầu chì dẹt và cầu chì ngắt chậm, ngoài ra còn sử dụng các bộ phận khác

để bảo vệ như cầu nối hay bộ ngất mạch thay cho cầu chì

= 9 2 Hình 1.7: Một sô loại cầu chì hay dùng

Tuy nhiên, trong một số trường hợp khi cường độ dòng điện truyền qua không lớn hơn quy định nhưng cầu chì vẫn bị đứt Nguyên nhân có thể do:

® Mạch điện hoạt động liên tục trong thời gian dài với cường độ lớn như: mạch đèn pha, mạch của các mô tơ

Đầu kẹp cầu chì tiếp xúc không tốt, bị lỏng

Nhiệt độ môi trường xung quanh tăng đột ngột

Chư ý: Khi cầu chì bị đứt ta phải tìm nguyên nhân sau đó mới thay cầu chì mới vào, khi thay phải chú ý đến trị số cường độ dòng điện của mạch Không được

phép thay cầu chì có trị số lớn hơn quy định của mạch

Hình 1.8: Hộp nối khi được lắp vào và tháo ra

Hộp nỗi được sử dụng đề nối các dây dẫn với các thiết bị điện, điện tử

hoặc để nối đây dẫn với đây dẫn Khi kết nói cho các thiết bị điện người ta thường gọi phần cắm vào bên trong của thiết bị điện là phần phích cắm, còn phần gắn ở trên tường gọi là ổ cắm Trên ô tô và máy xây dựng người ta gọi đó

là hộp nối (connector)

* Phân loại hộp nối

Có rất nhiều loại hộp nối khác nhau, nếu phân loại về hình thức bên ngoài thì có rất nhiều loại đầu nối như: hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật Ngoài ra,

còn có rất nhiều các loại hình dáng khác nữa tuỳ theo từng hãng sản xuất Nếu

phân loại theo chức năng thì ta có 2 loại cơ bản đó là loại chống nước (hình

1.14b) và loại không chống nước (hình 1.14a) Loại chống nước thường có gioăng cao su bao kín, loại này thường được lắp ở bên ngoài trời có thê chịu

nhiệt, ôxy hoá Loại không chống nước thì không có gioăng cao su, loại này

không chịu được nhiệt và ôxy hoá dễ dàng bị ngắm nước vào bên trong nên nó

được lắp trong cabin và những chỗ khuát, kín

* Ký hiệu hộp nói

Hộp nồi 4 cực Hộp nối 4 cực Hộp nỗi khi đã

Hình 1.10: Ký hiệu hộp nối trên mạch điện

* SỐ hiệu của hộp nói

Trên sơ đồ điện của ôtô và máy xây dựng, hộp nối được ký hiệu bằng

chữ CN sau đó là số thứ tự của hộp nói theo từng mạch điện

í

dụ: Trên một sơ đồ mạch điện của máy xúc đào PC200 — 5 Người ta ký hiệu

hộp nối là CN-C3 (X21) Nghĩa là đây là một hộp nối có 21 cực, kiểu X và có

* Chú ý khi sử dụng hộp nói: Khi sử dụng hộp nối phải cẩn thận và chú ý Bởi

vì chỉ cần một hộp nối bị tiếp xúc kém hoặc bị hỏng là cả hệ thống điện của máy sẽ không hoạt động được nữa Khi rút hộp nói, tuyệt đối không được cầm

phần dây đề tháo đầu nối ra (Hình 1.7a) mà phải cầm vào phần vỏ của đầu nối

và ân lẫy khoá hộp nói đồng thời kéo 2 phần của hộp nối ra (Hình 1.17b).

xe

Hình 1.12a,b: Hướng dẫn khi tháo hộp nối

Khi cắm hộp nối phải cắm sâu đến vị trí cuối cùng mới được dừng (Hình

1.17) Nếu cắm không chắc chắn thì nó có thể bị tuột ra ngoài do trấn động

Hình 1.13 c,d: Hướng dẫn khi tháo hộp nối Nếu hộp nối không là loại chống nước thì rất kém chịu nước, ngay cả hộp

nối chống nước nếu khi rửa xe ta để dòng nước có áp suất cao phun thang vào vị

trí của hộp nối thì nước sẽ thấm vào bên trong hộp nói gây nên sự ôxy hoá dẫn

đến tiếp xúc kém Vì vậy, khi rửa xe không được dùng vòi nước để phun vào vị trí các hộp nói (Hình 1.174)

1.2.5 Cuộn cảm ứng và rơ le điện từ

Nếu ta cho dòng điện một chiều vào 2 đầu cuộn dây quấn quanh lõi thép,

thì lõi thép sẽ bị nhiễm từ và trở thành nam châm điện có thể hút các vật kim

loại bằng thép khác (hình 1.18a)

Lực điện từ sinh ra trong lõi thép lớn hay nhỏ phục thuộc vào các yếu tố

sau:

= Cường độ dòng điện trong cuộn dây

:# Số vòng dây quấn trên lõi thép

œ Tiết diện lõi thép

Chú ý: Trên thực tế để thay đổi được lực từ trong lõi thép người ta thay đổi hiệu

điện thế vào trong cuộc dây Nếu hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn dây càng lớn thì

lực điện từ trong lõi thép càng lớn

Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong cuộc dây thì cực từ trong lõi thép

cũng đổi chiều, chiều (+) của dòng điện đi vào phía nào của lõi thép trước thì

phía đó bị nhiễm từ cực (bắc)

Hiệu điện thể tự cảm

&

Hình 1.15b: Hiện tượng Cảm ứng điện áp

Khi bắt đầu ngắt công tắc, dòng điện trong cuộn dây sẽ mất đột ngột do

đó từ trường trong lõi thép cũng bị mắt đột ngột, nên sinh ra từ thông biến thiên

trong lõi thép và làm cho cuộn dây cảm ứng ra điện áp tự cảm có giá trị cực lớn

(hinh 1.15b)

Giá trị của điện áp tự cảm phụ thuộc vào các yếu tố:

““ Dòng điện trong cuộn dây

Sự biến thiên của từ trường.

Tiết diện của lõi thép và số vòng đây quan của cuộn đây

* Role điện từ

Role dién tir 14 một ứng dụng của lực điện từ Nó được sử dụng rất nhiều

trên ôtô và máy xây dựng và là một bộ phận không thể thiếu ở các máy xây dựng đời mới Rơle điện từ có nhiệm vụ đóng mở tiếp điểm công tắc nhờ vào

lực điện từ phát sinh trong lõi thép khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây

Vật cách điện

Hình 1.1óa: Rơ le điện từ

Hình 1.16b là trường hợp trong khoảng giữa a và b không có dòng điện từ

cuộn đây truyền qua điểm tiếp xúc của công tắc ở trạng thái ON Người ta gọi trường hợp có tiếp điểm như thế là tiếp điểm NC (thường đóng)

Hình 1.16b Rơ le kiểu thường đồng, thường mở

Còn trường hợp trong khoảng giữa (b) và (c) có dòng điện từ cuộn day truyền qua điểm tiếp xúc của công tắc ở trạng thái ON người ta gọi đây là tiếp

điểm NO (thường mở)

Trên thực tế một rơle điện từ thường có Š cực, cực I và cực 2 thông thường là 2 đầu của cuộn dây, 2 cực này được thiết kế đối diện nhau, cực số 3 là cực con (cực chung), cực số 4 là cực NC, cực số 5 là cực NO

1.2.6 Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử

Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thê thiếu được , trong mạch điện , điện trở có những tác dụng sau :

- Không chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng

ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nói tiếp bóng đèn với điện trở đề sụt áp bớt

Hình 1.17: Đấu nói tiếp với bóng đèn một điện trở

- Như hình trên ta có thể tính được trị số và công xuất của điện trở cho phù hợp như sau: Bóng đèn có điện áp 9V và công xuất 2W vậy dòng tiêu thy la I= P / U=(2/9)=Ampe đó cũng chính là dòng điện đi qua điện trở

- Vì nguồn là 12V, bóng đèn 9V nên cần sụt áp trên R là 3V vậy ta suy ra điện

trở cần tìm là R = U/I= 3 /(2/9)=27/2= 13,59

- Công xuất tiêu thụ trên điện trở là : P = U.I= 3.(2/9) = 6/9 W vì vậy ta phải

dùng điện trở có công xuất P > 6/9 W

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

điện áp cho trước

U1

Hình 1.18:Câu phân áp để lấy ra áp UI tuỳ ý

Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp RI và R2 ta lấy ra điện áp

UI, áp UI phụ thuộc vào giá trị hai điện trở RI và R2.theo công thức

UI/U=RI/(RI+R2)=>UI =U.RI/RI+ R2)

Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp UI theo ý muốn

- Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động

Hinh 1.19: Mach phan cuc cho Transistor

- Tham gia vao cac mạch tạo dao động R C

+Vs

2 Các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trường

2.1 Dòng điện trong kim loại

2.1.1 Cấu trúc tỉnh thé của kim loại

* Déi voi riêng một nguyên tử kim loại

- Các electron ở lớp vỏ ngoài cùng dễ mắt liên kết với hạt nhân, trở thành các

electron tự do, lúc đó, nguyên tử trở thành ion dương

* Đối với toàn khối kim loại

— Các ion dương được sắp xếp một cách đều đặn theo một trật tự nhất định

trong không gian, tạo thành mạng tỉnh thể

— Mỗi nút mạng là một ion dương dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của

— Giữa ion dương và electron tự do có lực hút tĩnh điện

= Tổng đại số điện tích âm của các electron tự do bằng tổng đại số điện tích

dương của các ion dương, nên toàn khối kim loại trung hòa về điện

2.1.2 Bản chất dòng điện trong kim loại

— Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do chuyển đời có hướng dưới tác dụng của điện trường ngoài (ngược chiều điện trường)

“ <6

Hình 1.21 : Dòng điện chạy trong kừm loại

— Chú ý: Phép tính chứng tỏ vận tốc chuyền động có hướng này rất nhỏ (bé hơn

0,2 mm/s) Khéng nén lẫn lộn vận tốc này với vận tốc lan truyền của điện trường tác dụng lên các electron tự do (300 000 km/s)

Hình 1.22 Mô tả vận tốc chuyển động của dòng điện

2.1.3 Các tính chất điện của kim loại

- Kim loại là chất dẫn điện tốt

~ Độ lớn điện trở suất p của kim loại rất nhỏ nên điện dẫn suất của chúng rất

lớn

- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ohm (nếu nhiệt độ của kim loại

được giữ không đồi)

- Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt

- Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ

2.1.4 Giải thích các tính chất dẫn điện của kim loại

* Giải thích nguyên nhân kim loại là chất dẫn điện tot

— Mật độ hạt tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn, vào cỡ mật độ

nguyên tử kim loại (1028/m3), vì thế kim loại dẫn điện tốt

* Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

— Trong quá trình chuyển động có hướng của mình, các electron tự do liên tục

bị cản trở do va chạm với các ion dương nằm ở nút mang tinh thé

Do vay, dòng điện bị cản trở, hay nói cách khác, kim loại có điện trở

Hình 1.23: M6 ta tinh dan điện của kim loại

* Giải thích hiện tượng tỏa nhiệt khi có dòng điện chạy qua

— Các electron tự do khi va chạm thì sẽ truyền một phần hoặc hoàn toàn động

năng của mình cho các ion dương, kết quả là các ion dương tăng năng lượng dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của mình

Do vậy, kim loại sẽ tỏa nhiệt khi có dòng điện chạy qua

* Giải thích sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ

~ Khi nhiệt độ kim loại tăng, thì các ion dương tại các nút mang tinh thé dao

động mạnh, đồng thời, vận tốc chuyên động của các electron tự do cũng tăng,

nên số va chạm giữa chúng sẽ xảy ra nhiều hơn

Do vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng

- Chú ý: Sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn kim loại vào nhiệt độ được ứng dụng

để chế tạo các nhiệt kế điện trở dùng để đo nhiệt độ

* Giải thích sự khác nhau về điện trở suất của kim loại

— Các kim loại khác nhau sẽ khác nhau về cấu tric mang tinh thê và mật độ electron tự do, đưa đến sẽ khác nhau về sự cản trở do va chạm

Do vậy, mỗi kim loại sẽ có một điện trở suất riêng của mình

2.2 Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân

2.2.1 Bản chất dòng điện trong chất điện phân

- Dòng điện trong chất điện phân là dong ion dương và ion âm chuyền động có

hướng theo hai chiều ngược nhau

- lon dương chạy về phía catôt nên gọi là cation, ion âm chạy về phía anôt nên

gọi là anion

- Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất

(theo nghĩa hẹp) đi theo Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân

2.2.2 Các hiện tượng diễn ra ở điện cực Hiện tượng dương cực tan

Ta xét chỉ tiết những gì xảy ra ở điện cực của bình điện phân dung dịch CuSO4

có điện cực bằng đồng bình điện phân này thuộc loại đơn giản nhất, vì chất tan

là muối của kim loại dùng làm điện cực (trường hợp này là đồng)

Khi dòng điện chạy qua, cation Cu” chạy về catôt, về nhận electron từ ngồn điện đi tới Ta có ở các điện cực:

+ Ở catốt: Cu?” + 2e — Cu

+ Ở anốt: Cu — Cu?! + 2eˆ

Khi anion (SO¿)” chạy về anôt, nó kéo ion Cu”” vào dung dich Nhu vậy, đồng

ở anôt sẽ tan dan vào trong dung dịch Đó là hiện tượng dương cực tan

2.2.3 Các định luật Fa-Ra-Đây

- Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật chất (theo nghĩa

hẹp) nên khối lượng chất đi đền điện cực:

- Ti lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân

~ T¡ lệ thuận với khố lượng của ion (hay khối lượng mol nguyên tử A của

nguyên tố tạo nên ion ấy);

- Ti lệ nghịch với điện tích của ion (hay hoá trị n của nguyên tổ tạo ra ion ấy) Định luật Fa-ra-đây thứ nhất

Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó

m=kq

k gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực

Định luật Fa-ra-đây thứ hai

m là lượng chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam

2.2.4 Ứng dụng của hiện tượng điện phân

Một số ứng dụng của hiện tượng điện phân:

- Điều chế hoá chất: điều chế clo, hiđrô và xút trong công nghiệp hoá chất

- Luyện kim: người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại

Các kim loại như đồng, nhôm, magiê và nhiều hoá chất được điều trực tiếp bằng

phương pháp điện phân

- Mạ điện: người ta dùng phương pháp điện phân đề phủ một lớp kom loại

không gỉ như crôm, niken, vàng, bạc lên những đồ vật bằng kim loại khác

2.3 Dòng điện trong chân không

2.3.1 Ban chat dòng điện trong chân không

* 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 chúng chuyền động từ thành bình này sang thành bình kia thì chúng không

va chạm lẫn nhau (p ~ 10“mmHg)

* Bản chất dòng điện trong chân không

~— Khi catod K bị đốt nóng, các electron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết dé có thể bức ra khỏi mặt catod (hiện tượng này gọi là sự phát

xạ nhiệt electron) Do đó, trong ống chân không có các electron tự do chuyển

— Dic tuyến volt— ampe không phải là đường thẳng Như vậy dòng điện trong

chân không không tuân theo định luật Ohm

~ Khi U > Uy thì I= lụ;: cường độ dòng dòng điện qua ống đạt giá trị lớn nhất

gọi là cường độ dòng điện bão hoà Nhiệt độ catod càng cao (TỶ > T), thì cường

độ dòng điện bão hoà lạ, càng lớn [/thutdong]

Trong thực tế, để có dòng điện lớn, người ta phủ lên catod một lớp oxit của

kim loại kiềm thổ như bari, thori, stronti, canxi, v.v ; khi bị đốt nóng, các oxit

này phát ra nhiều electron hơn

Tia catod có các tính chat sau day:

— Tia catod truyén thang, néu khéng có tác dung của điện trường hay từ trường Dùng một lá kim loại mỏng hình chữ thập làm anod và đặt nó đối diện, song

song với catod thì ở thành trong của ống ta thấy có một bóng đen cũng có hình

chữ thập như lá kim loại

— Tia catod phát ra vuông góc với mặt catod Nếu catod có dang mặt cầu lõm thi

các tỉa catod phát ra sẽ hội tụ tại tâm mặt cầu

— Tia catod mang năng lượng Khi đập vào một vật nào đó, nó làm cho vật nóng

lên Trong kĩ thuật hiện đại tính chất này được ứng dụng trong công việc hàn trong chân không hoặc nấu các kim loại rất rất tỉnh khiết trong chân không

— Tia catod có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng có chiều dày từ 0,003 —

0,03mm), có tác dụng lên kính ảnh và có khả năng ion hoá không khí

—Tia catod làm phát quang một số chất khi đập vào chúng, thuỷ tỉnh phát ánh sáng màu xanh lục, vôi phát màu da cam

— Tia catod bị lệch trong điện trường, từ trường

—Tia catod và nói chung là chùm tia electron có vận tốc lớn, khi đập vào các vật

có nguyên tử lượng lớn (như platin), bị ham lai va phat ra tia Ron-ghen

2.3.4 Ống phóng điện tử

Các tính chất của chùm tia electron như bị lệch đi trong điện trường, từ

trường, khả năng kích thích phát quang một số chất, đã được ứng dụng trong ống phóng điện tử Đó là bộ phận quan trọng của máy thu hình, đao động kí điện tử, mà hình máy tính