Linh kiện

I. Điện trở

1. Khái niệm về điện trở.

Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản – 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 của dây dẫn :

Điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau:

R = ρ.L / S

• Trong đó ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu
• L là chiều dài dây dẫn
• S là tiết diện dây dẫn
• R là điện trở đơn vị là Ohm

2. Điện trở trong thiết bị điện tử.

a) Hình dáng và ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau.

Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp.

3. Cách đọc trị số điện trở .

Quy ước mầu Quốc tế

Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng mầu , điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng mầu.

* Cách đọc trị số điện trở 4 vòng mầu :

Cách đọc điện trở 4 vòng mầu

• Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.
• Đối diện với vòng cuối là vòng số 1, tiếp theo đến vòng số 2, số 3
• Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị
• Vòng số 3 là bội số của cơ số 10.
• Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ^{( mũ vòng 3)}
• Có thể tính vòng số 3 là số con số không “0″ thêm vào
• Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm.

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

• Vòng số 5 là vòng cuối cùng , là vòng ghi sai số, trở 5 vòng mầu thì mầu sai số có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác điịnh đâu là vòng cuối cùng, tuy nhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút.
• Đối diện vòng cuối là vòng số 1
• Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng mầu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị.
• Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ^{( mũ vòng 4)}
• Có thể tính vòng số 4 là số con số không “0″ thêm vào

4 – Thực hành đọc trị số điện trở.

Các điện trở khác nhau ở vòng mầu thứ 3

• Khi các điện trở khác nhau ở vòng mầu thứ 3, thì ta thấy vòng mầu bội số này thường thay đổi từ mầu nhũ bạc cho đến mầu xanh lá , tương đương với điện trở < 1 Ω đến hàng MΩ.

Các điện trở có vòng mầu số 1 và số 2 thay đổi .

• Ở hình trên là các giá trị điện trở ta thường gặp trong thực tế, khi vòng mầu số 3 thay đổi thì các giá trị điện trở trên tăng giảm 10 lần.

Bài tập - Bạn hãy đoán nhanh trị số trước khi đáp án xuất hiện, khi nào tất cả các trị số mà bạn đã đoán đúng trước khi kết quả xuất hiện là kiến thức của bạn ở phần này đã ổn rồi đó !

Bài tập – Đoán nhanh kết quả trị số điện trở.

5 – Các trị số điện trở thông dụng.

Ta không thể kiếm được một điện trở có trị số bất kỳ, các nhà sản xuất chỉ đưa ra khoảng 150 loại trị số điện trở thông dụng , bảng dưới đây là mầu sắc và trị số của các điện trở thông dụng.

Các giá trị điện trở thông dụng.

6 -. Phân loại điện trở.

• Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W
• Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W.
• Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác của các điện trở công xuất , điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng toả nhiệt.

Các điện trở : 2W – 1W – 0,5W – 0,25W

Điện trở sứ hay trở nhiệt

7 – Công xuất của điện trở.

Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công xuất P tính được theo công thức

P = U . I = U² / R = I².R

• Theo công thức trên ta thấy, công xuất 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 xuất tiêu thụ của điện trở là hoàn toàn tính được trước khi lắp điện trở vào mạch.
• Nếu đem một điện trở có công xuất danh định nhỏ hơn công xuất nó sẽ tiêu thụ thì điện trở sẽ bị cháy.
• Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công xuất danh định > = 2 lần công xuất mà nó sẽ tiêu thụ.

Điện trở cháy do quá công xuất

• Ở sơ đồ trên cho ta thấy : Nguồn Vcc là 12V, các điện trở đều có trị số là 120Ω nhưng có công xuất khác nhau, khi các công tắc K1 và K2 đóng, các điện trở đều tiêu thụ một công xuất là

P = U² / R = (12 x 12) / 120 = 1,2W

• Khi K1 đóng, do điện trở có công xuất lớn hơn công xuất tiêu thụ , nên điện trở không cháy.
• Khi K2 đóng, điện trở có công xuất nhỏ hơn công xuất tiêu thụ , nên điện trở bị cháy .

8 – Biến trở, triết áp :

Biến trở Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có hình dạng như sau :

Hình dạng biến trở Ký hiệu trên sơ đồ

Biến trở thường ráp trong máy phục vụ cho quá trình sửa chữa, cân chỉnh của kỹ thuật viên, biến trở có cấu tạo như hình bên dưới.

Cấu tạo của biến trở

Triết áp : Triết áp cũng tương tự biến trở nhưng có thêm cần chỉnh và thường bố trí phía trước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh. Ví dụ như – Triết áp Volume, triết áp Bass, Treec v.v.. , triết áp nghĩa là triết ra một phần điện áp từ đầu vào tuỳ theo mức độ chỉnh.

Ký hiệu triết áp trên sơ đồ nguyên lý.

Hình dạng triết áp Cấu tạo trong triết áp

9 – Điện trở mắc nối tiếp .

Điện trở mắc nối tiếp.

• Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại. Rtd = R1 + R2 + R3
• Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và bằng I I = ( U1 / R1) = ( U2 / R2) = ( U3 / R3 )
• Từ công thức trên ta thấy rằng , sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điệnt trở .

10 – Điện trở mắc song song.

Điện trở mắc song song

• Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd được tính bởi công thức (1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
• Nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song thì
• Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2)
• Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở .
• I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 )
• Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau

11 – Điên trở mắc hỗn hợp

Điện trở mắc hỗn hợp.

• Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu hơn .
• Ví dụ: nếu ta cần một điện trở 9K ta có thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đó mắc nối tiếp với điện trở 1,5K .

12 – Ứng dụng của điện trở

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

• Khống 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 nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.

Đấu nối 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 thụ là 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 = 13,5 Ω

- 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.

Cầu phân áp để lấy ra áp U1 tuỳ ý .

Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp R1 và R2 ta lấy ra điện áp U1, áp U1 phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 và R2.theo công thức .

U1 / U = R1 / (R1 + R2) => U1 = U.R1/(R1 + R2)

Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp U1 theo ý muốn.

• Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động .

Mạch phân cực cho Transistor

• Tham gia vào các mạch tạo dao động R C

Mạch tạo dao động sử dụng IC 555

II. Tụ điện

1. Cấu tạo của tụ điện .

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi.

Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá.

Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hoá

2. Hình dáng thực tế của tụ điện.

Hình dạng của tụ gốm.

Hình dạng của tụ hoá

3. Điện dung , đơn vị và ký hiệu của tụ điện.

* Điện dung : Là đại lượng nói 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 điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức

C = ξ . S / d

• Trong đó C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (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 : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF).

• 1 Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F
• 1 µ Fara = 1.000 n Fara
• 1 n Fara = 1.000 p Fara

* Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor)

Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ nguyên lý.

4 . Sự phóng nạp của tụ điện .

Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ , nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫn điện xoay chiều.

Minh hoạ về tính chất phóng nạp của tụ điện.

* Tụ nạp điện : Như hình ảnh trên ta thấy rằng , khi công tắc K1 đóng, dòng điện từ nguồn U đi qua bóng đèn để nạp vào tụ, dòng nạp này làm bóng đèn loé sáng, khi tụ nạp đầy thì dòng nạp giảm bằng 0 vì vậy bóng đèn tắt.

* Tụ phóng điện : Khi tụ đã nạp đầy, nếu công tắc K1 mở, công tắc K2 đóng thì dòng điện từ cực dương (+) của tụ phóng qua bóng đền về cực âm (-) làm bóng đèn loé sáng, khi tụ phóng hết điện thì bóng đèn tắt.

=> Nếu điện dung tụ càng lớn thì bóng đèn loé sáng càng lâu hay thời gian phóng nạp càng lâu.

5 . Cách đọc giá trị điện dung trên tụ điện.

* Với tụ hoá : Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ

=> Tụ hoá là tụ có phân cực (-) , (+) và luôn luôn có hình trụ .

Tụ hoá ghi điện dung là 185 µF / 320 V

* Với tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu

Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu.

• Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10^{(Mũ số thứ 3 )}
• Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh trên ghi 474K nghĩa là
• Giá trị = 47 x 10 ⁴ = 470000 p ( Lấy đơn vị là picô Fara)
• = 470 n Fara = 0,47 µF
• Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện .

* Thực hành đọc trị số của tụ điện.

Cách đọc trị số tụ giất và tụ gốm .

Chú ý : chữ K là sai số của tụ .

50V là điện áp cực đại mà tụ chịu được.

* Tụ giấy và tụ gốm còn có một cách ghi trị số khác là ghi theo số thập phân và lấy đơn vị là MicroFara

Một cách ghi trị số khác của tụ giấy và tụ gốm.

6. Ý nghĩ của giá trị điện áp ghi trên thân tụ :

• Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trị điện dung, đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị nổ.
• Khi lắp tụ vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng lắp tụ điện có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần.
• Ví dụ mạch 12V phải lắp tụ 16V, mạch 24V phải lắp tụ 35V. vv..

–

7 – Phân loại tụ điện

7.1) Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica. (Tụ không phân cực )

Các loại tụ này không phân biệt âm dương và thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.

Tụ gốm – là tụ không phân cực.

7.2) Tụ hoá ( Tụ có phân cực )

Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ..

Tụ hoá – Là tụ có phân cực âm dương.

7.3) Tụ xoay .

Tụ xoay là tụ có thể xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ này thường được lắp trong Radio để thay đổi tần số cộng hưởng khi ta dò đài.

Tụ xoay sử dụng trong Radio

8 – Phương pháp kiểm tra tụ điện

8.1) Đo kiểm tra tụ giấy và tụ gốm.

Tụ giấy và tụ gốm thường hỏng ở dạng bị dò rỉ hoặc bị chập, để phát hiện tụ dò rỉ hoặc bị chập ta quan sát hình ảnh sau đây .

Đo kiểm tra tụ giấy hoặc tụ gốm .

• Ở hình ảnh trên là phép đo kiểm tra tụ gốm, có ba tụ C1 , C2 và C3 có điện dung bằng nhau, trong đó C1 là tụ tốt, C2 là tụ bị dò và C3 là tụ bị chập.
• Khi đo tụ C1 ( Tụ tốt ) kim phóng lên 1 chút rồi trở về vị trí cũ. ( Lưu ý các tụ nhỏ quá < 1nF thì kim sẽ không phóng nạp )
• Khi đo tụ C2 ( Tụ bị dò ) ta thấy kim lên lưng chừng thang đo và dừng lại không trở về vị trí cũ.
• Khi đo tụ C3 ( Tụ bị chập ) ta thấy kim lên = 0 Ω và không trở về.
• Lưu ý: Khi đo kiểm tra tụ giấy hoặc tụ gốm ta phải để đồng hồ ở thang x1KΩ hoặc x10KΩ, và phải đảo chiều kim đồng hồ vài lần khi đo.

8.2) Đo kiểm tra tụ hoá

Tụ hoá ít khi bị dò hay bị chập như tụ giấy, nhưng chúng lại hay hỏng ở dạng bị khô ( khô hoá chất bên trong lớp điện môi ) làm điện dung của tụ bị giảm , để kiểm tra tụ hoá , ta thường so sánh độ phóng nạp của tụ với một tụ còn tốt có cùng điện dung, hình ảnh dưới đây minh hoạ các bước kiểm tra tụ hoá.

Đo kiểm tra tụ hoá

• Để kiểm tra tụ hoá C2 có trị số 100µF có bị giảm điện dung hay không, ta dùng tụ C1 còn mới có cùng điện dung và đo so sánh.
• Để đồng hồ ở thang từ x1Ω đến x100Ω ( điện dung càng lớn thì để thang càng thấp )
• Đo vào hai tụ và so sánh độ phóng nạp , khi đo ta đảo chiều que đo vài lần.
• Nếu hai tụ phóng nạp bằng nhau là tụ cần kiểm tra còn tốt, ở trên ta thấy tụ C2 phóng nạp kém hơn do đó tụ C2 ở trên đã bị khô.
• Trường hợp kim lên mà không trở về là tụ bị dò.

Chú ý : Nếu kiểm tra tụ điện trực tiếp ở trên mạch , ta cần phải hút rỗng một chân tụ khỏi mạch in, sau đó kiểm tra như trên.

9 – Các kiểu mắc và ứng dụng

9.1 . Tụ điện mắc nối tiếp .

• Các tụ điện mắc nối tiếp có điện dung tương đương C tđ được tính bởi công thức : 1 / C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 )
• Trường hợp chỉ có 2 tụ mắc nối tiếp thì C tđ = C1.C2 / ( C1 + C2 )
• Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng tổng điện áp của các tụ cộng lại. U tđ = U1 + U2 + U3
• Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau:

Tụ điện mắc nối tiếp Tụ điện mắc song song

9.2 – Tụ điện mắc song song.

• Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại . C = C1 + C2 + C3
• Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất.
• Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.

9.3 – Ứng dụng của tụ điện .

Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các thiết bị điện tử, tụ điện là một linh kiện không thể thiếu đươc, mỗi mạch điện tụ đều có một công dụng nhất định như truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động ..vv…

Dưới đây là một số những hình ảnh minh hoạ về ứng dụng của tụ điện.

* Tụ điện trong mạch lọc nguồn.

Tụ hoá trong mạch lọc nguồn.

• Trong mạch lọc nguồn như hình trên , tụ hoá có tác dụng lọc cho điện áp một chiều sau khi đã chỉnh lưu được bằng phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ, ta thấy nếu không có tụ thì áp DC sau đi ốt là điên áp nhấp nhô, khi có tụ điện áp này được lọc tương đối phẳng, tụ điện càng lớn thì điện áp DC này càng phẳng.

* Tụ điện trong mạch dao động đa hài tạo xung vuông.

Mạch dao động đa hài sử dụng 2 Transistor

• Bạn có thể lắp mạch trên với các thông số đã cho trên sơ đồ.
• Hai đèn báo sáng sử dụng đèn Led dấu song song với cực CE của hai Transistor, chú ý đấu đúng chiều âm dương.

III. Cuộn cảm

1.1 - Cấu tạo của cuộn cảm.

Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật .

Thí nghiệm về cảm kháng của cuộn

dây với dòng điện xoay chiều

* Thí nghiệm trên minh họa:

Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đó được đấu vào các nguồn điện 12V

nhưng có tần số khác nhau thông qua các công tắc K1, K2 , K3 , khi K1

đóng dòng điện một chiều đi qua cuộn dây mạnh nhất ( Vì ZL = 0 ) => do đó bóng đèn sáng nhất, khi K2 đóng dòng điện xoay chỉều 50Hz đi qua cuộn dây yếy hơn ( do ZL tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, khi K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz đi qua cuộn dây yếu nhất ( do ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu nhất.

=> Kết luận : Cảm kháng của cuộn dây tỷ lệ với hệ số tự cảm của cuộn dây và tỷ lệ với tần số dòng điện xoay chiều, nghĩa là dòng điện xoay chiều có tần số càng cao thì đi qua cuộn dây càng khó, dòng điện một chiều có tần số f = 0 Hz vì vậy với dòng một chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = 0

c) Điện trở thuần của cuộn dây.

Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng

hồ vạn năng, thông thường cuộn dây có phẩm chất tốt thì điện trở thuần

phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở thuần còn gọi là điện trở

tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động.

1.3 - Tính chất nạp , xả của cuộn cảm

* Cuộn dây nạp năng lương : 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 / 2

• W : năng lượng ( June )
• L : Hệ số tự cảm ( H )
• I dòng điện.

Thí nghiệm về tính nạp xả của cuộn dây.

Ở thí nghiệm trên : Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần ( do cuộn dây sinh ra cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột ) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng , năng lương nạp trong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng

=> đó là hiên tượng cuộn dây xả điện.

2 – Loa và Micro

2.1 - Loa ( Speaker )

Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường.

Loa 4Ω – 20W ( Speaker )

Cấu tạo và hoạt động của Loa ( Speaker )

Cấu tạo của loa :

Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực lồng vào nhau , cực N ở giữa

và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trường

khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ,

màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng

dao động ra vào.

Hoạt động :

Khi ta cho dòng điện âm tần ( điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000Hz )

chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường

cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động =>

màng loa dao động theo và phát ra âm thanh.

Chú ý : Tuyệt

đối ta không được đưa dòng điện một chiều vào loa , vì dòng điện một

chiều chỉ tạo ra từ trường cố định và cuộn dây của loa chỉ lệch về một

hướng rồi dừng lại, khi đó dòng một chiều qua cuộn dây tăng mạnh ( do

không có điện áp cảm ứng theo chiều ngược lai ) vì vậy cuộn dây sẽ bị

cháy .

2.2 – Micro

Micro

Thực chất cấu tạo Micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo Micro giống loa nhưng Micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy trở kháng của cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω (trở kháng loa từ 4Ω – 16Ω) ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào.

Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược

lại , Micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần.

2.3 – Rơ le ( Relay)

Rơ le

Rơ le cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lý hoạt động của Rơle là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút để thực hiện một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động vv…

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Rơ le

3 – Biến áp

3.1 – Cấu tạo của biến áp.

Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp ( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit .

Ký hiệu của biến áp

3.2 - Tỷ số vòng / vol của bién áp .

• Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.
• U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp
• U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp.

Ta có các hệ thức như sau :

U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn.

U1 / U2 = I2 / I1

Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là

nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ.

3. 3 – Công xuất của biến áp .

Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của

lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt

động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.

3.4 – Phân loại biến áp .

* Biến áp nguồn và biến áp âm tần:

Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến

Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply .. , biến áp này hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz , lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng / vol lớn.

Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần,biến áp cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như biến áp nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm tần hoạt động ở tần số cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz – đến 3KHz.

* Biến áp xung & Cao áp .

Biến áp xung Cao áp

Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz như biến áp trong các bộ nguồn xung , biến áp cao áp . lõi biến áp xung làm bằng ferit , do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung cho công xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng trọng lượng thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần.

IV. Diot

1 – Chất bán dẫn

1.1 - Chất bán dẫn là gì ?

Chất

bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như

Diode, Transistor, IC mà ta đã thấy trong các thiết bị điện tử ngày

nay.

Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa

chất dẫn điện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì bán dẫn là

những chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử. đó là các chất

Germanium ( Ge) và Silicium (Si)

Từ các chất bán dẫn ban đầu ( tinh khiết) người ta phải

tạo ra hai loại bán dẫn là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P, sau đó

ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được Diode hay Transistor.

Si và Ge đều có hoá trị 4, tức là lớp ngoài cùng có 4

điện tử, ở thể tinh khiết các nguyên tử Si (Ge) liên kết với nhau theo

liên kết cộng hoá trị như hình dưới.

Chất bán dẫn tinh khiết .

1.2 - Chất bán dẫn loại N

* Khi ta pha một lượng nhỏ chất có hoá trị 5 như Phospho (P) vào chất

bán dẫn Si thì một nguyên tử P liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên

kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho chỉ có 4 điện tử tham gia liên kết

và còn dư một điện tử và trở thành điện tử tự do => Chất bán dẫn lúc

này trở thành thừa điện tử ( mang điện âm) và được gọi là bán dẫn N (

Negative : âm ).

Chất bán dẫn N

1.3 - Chất bán dẫn loại P

Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như Indium

(In) vào chất bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết

với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một

điện tử => trở thành lỗ trống ( mang điện dương) và được

gọi là chất bán dẫn P.

Chất bán dẫn P

2 – Diode (Đi ốt) Bán dẫn

2.1 – Tiếp giáp P – N và Cấu tạo của Diode bán dẫn.

Khi

đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo

một tiếp giáp P – N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm

: Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán

sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion

trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa

hai chất bán dẫn.

Mối tiếp xúc P – N => Cấu tạo của Diode .

* Ở hình trên là mối tiếp xúc P – N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn.

Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn.

2.2 - Phân cực thuận cho Diode.

Khi

ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-)

vào Katôt ( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện

áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt

0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( với Diode loại Ge ) thì diện

tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện. Nếu

tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh

lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )

Diode (Si) phân cực thuận – Khi Dode dẫn

điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode

* Kết luận : Khi Diode (loại Si)

được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có

dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua

Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ

ở giá trị 0,6V .

2.3 – Phân cực ngược cho Diode.

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán

dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp

ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua

mối tiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn

khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng.

Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V

2.4 – Phương pháp đo kiểm tra Diode

Đo kiểm tra Diode

• Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu :
• Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt
• Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.
• Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.
• Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị đứt
• Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò.

2.5 – Ứng dụng của Diode bán dẫn .

* Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode

thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một

chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt

động . trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu

có dạng .

Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều .

3 – Các loại Diode

3.1 - Diode Zener

* Cấu tạo :

Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn P

- N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực

ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường nhưng khi phân

cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị

ghi trên diode.

Hình dáng Diode Zener ( Dz )

Ký hiệu và ứng dụng của Diode zener trong mạch.

• Sơ đồ trên minh hoạ ứng dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn có điện áp thay đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là trở hạn dòng.
• Ta thấy rằng khi nguồn U1 > Dz thì áp trên Dz luôn luôn cố định cho dù nguồn U1 thay đổi.
• Khi nguồn U1 thay đổi thì dòng ngược qua Dz thay đổi, dòng ngược qua Dz có giá trị giới hạn khoảng 30mA.
• Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => 2
• lần Dz và lắp trở hạn dòng R1 sao cho dòng ngược lớn nhất qua Dz
• < 30mA.

Nếu U1 < Dz thì khi U1 thay đổi áp trên Dz cũng thay đổi

Nếu U1 > Dz thì khi U1 thay đổi => áp trên Dz không đổi.

3.2 - Diode Thu quang. ( Photo Diode )

Diode

thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng

thuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P – N , dòng điện ngược qua diode

tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode.

Ký hiệu của Photo Diode

Minh hoạ sự hoạt động của Photo Diode

3.3 - Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )

Diode

phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp

làm việc của LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến

20mA

Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện . vv…

Diode phát quang LED

3.4 – Diode Varicap ( Diode biến dung )

Diode biến dung là Diode có điện dung như tụ điện, và điện dung biến đổi khi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode.