(Trang 74)
CHƯƠNG VI. LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
• Điện trở, tụ điện và cuộn cảm
• Diode, transistor và mạch tích hợp IC
• Thực hành: Mạch phát hiện dòng điện xoay chiều trong dây dẫn
(Trang 75)
BÀI 15: ĐIỆN TRỞ, TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM
Sau khi học xong bài này, em sẽ:
• Vẽ được kí hiệu, trình vày được công dụng và thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử: điện trở, tụ điện, cuộn cảm.
• Nhận biết, đọc số liệu kĩ thuật, lựa chọn, kiểm tra được linh kiện điện tử, điện trở, tụ điện, cuộn cảm.
Hình 15.1
Quan sát và cho biết bảng mạch trong Hình 15.1 sử dụng những linh kiện điện tử?
I. ĐIỆN TRỞ
Khám phá
Quan sát sơ đồ mạch điện Hình 15.2 và cho biết:
1. Nếu muốn phân chia điện áp trong mạch để điện áp tại điểm A được thiết lập 3V thì biến trở VR phải có giá trị bằng bao nhiêu?
2. Nếu tăng giá trị của biến trở VR thì dòng điện chạy trong mạch tăng hay giảm?
Hình 15.2. Điện trở dùng trong mạch phân chia điện áp.
(Trang 76)
1. Công dụng
Điện trở được sử dụng để hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong các mạch điện, điện tử.
2. Hình dạng và kí hiệu
| Tên gọi | Hình dạng | Kí hiệu | ||
| Mỹ | Châu Âu | |||
| Điện trở cố định |  |  |  | |
| Biến trở |  |  |  | |
 |  | |||
| Điện trở nhiệt |  |  |  | |
| Điện trở quang |  |  |  | |
3. Thông số kĩ thuật
- Giá trị điện trở: Giá trị điện trở cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở, đơn vị đo là ohm, kí hiệu là Ω.
- Công suất định mức: Công suất định mức là công suất tiêu hao trên điện trở mà nó có thể làm việc được trong thời gian dài, không bị cháy hoặc đứt.
4. Đọc số liệu kĩ thuật
Trên thân điện trở thường ghi các mã (gồm chữ số và chữ cái) hoặc theo các vạch màu tuỳ theo hình dáng cụ thể của mỗi loại điện trở.
Hình 15.3 quy ước về mã màu, trong đó màu chỉ ra giá trị số tương ứng.
(Trang 77)
Hình 15.3. Quy ước mã màu cho điện trở
Trên Hình 15.3, nếu trên thân điện trở có 4 vạch màu: vạch màu 1 biểu thị giá trị hàng chục, vạch màu 2 biểu thị giá trị đơn vị, vạch màu 3 biểu thị hệ số nhân theo luỹ thừa của 10, vạch màu 4 biểu thị giá trị sai số của điện trở.
Trong trường hợp trên thân điện trở có 5 vạch màu: vạch màu 1 biểu thị hàng trăm, vạch màu 2 biểu thị giá trị hàng chục, vạch màu 3 biểu thị giá trị hàng đơn vị, vạch màu 4 biểu thị hệ số nhân theo luỹ thừa của 10, vạch màu 5 biểu thị giá trị sai số của điện trở.
Ví dụ:
Hình 15.3 minh hoạ hai điện trở R1 và R2. Trong đó, trên thân của điện trở R1 có các vạch màu: xanh lục, xanh lam, cam, nhũ vàng. Theo cách tra cứu quy ước mã màu tại Hình 15.3: xanh lục = 5; xanh lam = 6; cam = 3; nhũ vàng = 5%. Do vậy, giá trị điện trở R1 được xác định là: R1 = 56 . 103 ± 5% = 56 kΩ ± 5%.
Tương tự như vậy, trên thân của điện trở R2 có cách vạch màu: vàng, tím, đen, đỏ, nâu, Các vạch màu này có giá trị tương ứng là vàng = 4; tím =7; đen = 0; đỏ = 2; nâu = 1%. Do vậy, giá trị điện trở R2 được xác định giá trị là: R2 = 470 . 102 ± 1% = 47 kΩ ± 1%.
Luyện tập
1. Đọc giá trị của các điên trở trên Hình 15.4.
Hình 15.4. Điện trở trên thân có các vạch màu
2. Cho các điện trở như trên Hình 15.5a. Hãy chọn ra những điện trở mà có kí hiệu như trên Hình 15.5b.
Hình 15.5. a) Hình dạng một số loại điện trở
b) Kí hiệu biến trở
(Trang 78)
II. TỤ ĐIỆN
a) Tụ điện C mắc với nguồn điện một chiều; b) Tụ điện C mắc với nguồn điện xoay chiều
Hình 15.6
Khám phá
Trên Hình 15.6, một bóng đèn Đ có điện áp định mức là 12 V được mắc vào nguồn điện một chiều U = 12 V (Hình 15.6a) và nguồn điện áp xoay chiều u có giá trị hiệu dụng U0 = 12 V, tần số 50 Hz (Hình 15.6b). Tụ điện C có điện dung 22 µF.
Xác định trạng thái của bóng đèn Đ trong hai trường hợp trên. Từ đó, giải thích và cho biết công dụng của tụ điện C trong mạch điện.
1. Công dụng
Tụ điện dùng để ngăn dòng điện một chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tụ điện khi mắc phối hợp với cuộn cảm sẽ tạo thành mạch cộng hưởng. Ngoài ra, tụ điện còn được sử dụng trong các mạch lọc, mạch truyền tín hiệu,…
2. Hình dạng và kí hiệu
Hình dạng một số loại tụ điện thông dụng và kí hiệu tương ứng được chỉ ra trên Bảng 15.2.
Bảng 15.2. Một số loại tụ điện thông dụng
| Tên gọi | Hình dạng | Kí hiệu |
| Tụ không phân cực (tụ thường) |  |  |
| Tụ có điều chỉnh (tụ xoay) |  |  |
| Tụ phân cực (tụ hoá) |  |  |
(Trang 79)
3. Thông số kĩ thuật
- Điện dung của tụ điện (C): Cho biết khả năng tích luỹ năng lượng điện trường của tụ điện khi có điện áp thuận đặt lên hai cực của nó, đơn vị đo là fara, kí hiệu F.
- Điện áp định mức (Uđm): Là trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực của tụ điện.
- Dung kháng của tụ điện (XC): Là đại lượng vật lí đặc trưng cho sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó, đơn vị đo là ohm.
Trong đó: f là tần số của dòng điện qua tụ điện; C là điện dung của tụ điện.
4. Đọc số liệu kĩ thuật
Trên tụ điện thường ghi hai thông số kĩ thuật quan trọng là:
- Điện áp định mức.
- Giá trị điện dung.
Ví dụ: Tụ điện trong Hình 15.7a có giá trị điện áp định mức là 400 V, điện dung là 8,2 μF. Tụ điện trong Hình 15.7b có giá trị điện áp định mức là 10 V, điện dung là 0,1 μF.
Hình 15.7. Thông số kĩ thuật trên thân tụ điện
Trong một số trường hợp, tụ điện chỉ ghi con số mà không ghi đơn vị.
Luyện tập
1. Hãy đọc và cho biết ý nghĩa của các thông số ghi trên tụ điện ở Hình 15.8.
Hình 15.8. Tụ điện phân cực và không phân cực
2. Cho các tụ điện như trên Hình 15.9a. Hãy chọn ra trong số các tụ điện này tụ nào có kí hiệu như trên Hình 15.9b?
Hình 15.9. a) Tụ điện; b) Kí hiệu tụ điện phân cực
(Trang 80)
III. CUỘN CẢM
Hình 15.10.
a) Cuộn cảm L mắc với nguồn điện một chiều
b) Cuộn cảm L mắc với nguồn điện xoay chiều
Khám phá
Trên Hình 15.10, một bóng đèn Đ có điện áp định mức 12 V được mắc vào nguồn điện một chiều U = 12 V (Hình 15.10a) và nguồn điện xoay chiều cao tần có giá trị hiệu dụng U0 = 12 V và tần số 1 MHz (Hình 15.10b).
Cuộn cảm có hệ số tự cảm L = 2 mH.
Xác định trạng thái của bóng đèn Đ trong hai trường hợp trên. Từ đó, giải thích và cho biết công dụng của cuộn cảm L trong mạch điện.
1. Công dụng
Cuộn cảm được dùng để dẫn dòng điện một chiều, cản trở dòng điện cao tần và khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ tạo thành mạch cộng hưởng. Cuộn cảm được sử dụng trong các mạch điều khiển tín hiệu, ổn định điện áp, mạch lọc,...
2. Hình dạng và kí hiệu
Hình dạng một số loại cuộn cảm thông dụng và kí hiệu tương ứng được chỉ ra trên Bảng 15.3.
Bảng 15.3. Một số cuộn cảm thông dụng
| Tên gọi | Hình dạng | Kí hiệu |
| Cuộn cảm lõi không khí |  |  |
| Cuộn cảm lõi ferrite |  |  |
| Cuộn cảm lõi sắt |  |  |
3. Thông số kĩ thuật
- Điện cảm (L) cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường của cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua nó, đơn vị đo là henry, kí hiệu H.
- Dòng định mức (Iđm): là trị số dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua cuộn cảm và khả năng tích luỹ năng lượng từ trường.
- Cảm kháng của cuộn cảm (XL): là đại lượng vật lí đặc trưng cho sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều (biến thiên) chạy qua nó, đơn vị đo là ohm.
XL= 2πfL
Trong đó: f là tần số dòng điện chạy qua cuộn cảm; L là hệ số điện cảm của cuộn cảm.
(Trang 81)
4. Đọc số liệu kĩ thuật
Trong một số trường hợp (Hình 15.11), trên thân cuộn cảm ghi các mã (gồm chữ số và chữ cái) hoặc có các vạch màu tùy theo hình dáng cụ thể của mỗi loại cuộn cảm.
Hình 15.11. Một số kí hiệu trên thân cuộn cảm
Trường hợp trên thân cuộn cảm ghi các mã gồm ba hoặc bốn chữ số và chữ cái: hai chữ số đầu tiên cho biết giá trị hàng chục và hàng đơn vị cửa hệ số điện cảm, chữ số thứ ba tương ứng với hệ số nhân theo mũ của 10 và chữ cái thứ tư (nếu có) cho biết dung sai của điện cảm. Đơn vị mặc định của hệ số điện cảm trong trường hợp này là micro henry (μH).
Ví dụ: Trên thân cuộn cảm L có ghi mã số là 220. Khi đó, giá trị hệ số điện cảm của cuộn cảm này được xác định như sau: L = 22 . 100 (μH) = 22 μH.
Trường hợp trên thân cuộn cảm có các vạch màu để biểu thị hệ số điện cảm thì cũng giống như đối với điện trở: giá trị số tương ứng với mỗi màu sắc của vạch màu ghi trên thân cuộn cảm được tra cứu theo Hình 15.3.
Luyện tập
1. Đọc giá trị hệ số điện cảm của các cuộn cảm có trong Hình 15.12 sau đây
Hình 15.12. a) Cuộn cảm trên thân ghi mã số
b) Cuộn cảm trên thân ghi vạch màu
2. Quan sát Hình 15.13 và cho biết linh kiện nào là cuộn cảm?
Hình 15.13. Một số linh kiện điện tử
(Trang 82)
IV. THỰC HÀNH
1. Chuẩn bị vật tư, dụng cụ (cho một nhóm học sinh)
- Đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện trở, điện dung và điện cảm: 1 chiếc.
- Điện trở cố định: 6 chiếc.
- Tụ không phân cực và tụ phân cực: 5 chiếc.
- Cuộn cảm lõi không khí, lõi ferrite và lõi sắt: 3 chiếc.
2. Đồ hồ vạn năng
Đồ hồ vạn năng là thiết bị điện tử đo điện có nhiều chức năng. Trong đó, chức năng chính của đồng hồ là dùng để đo và kiểm tra các thông số mạch điện như: cường độ dòng điện (một chiều và xoay chiều), điện áp (một chiều và xoay chiều); đo giá trị của điện trở, điện dung,...
Trên thực tế, đồng hồ vạn năng có nhiều loại, nhiều kiểu dáng và chức năng khác nhau. Hình 15.14 mô tả một đồng hồ vạn năng với các bộ phận cơ bản có thể dùng để đo các thông số chính của mạch điện và linh kiện điện tử.
Nút nguồn; Màn hình hiển thị; Vỏ; Các thang đo; Núm xoay chọn thang đo; Giắc cắm que đo; Que đo
Hình 15.14. Đồng hồ vạn năng
3. Đo và kiểm tra linh kiện
a) Đo và kiểm tra điện trở
Để đo và kiểm tra giá trị điện trở dùng đồng hồ vạn năng, ta thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng vào hai đầu điện trở (Ω).
Bước 2: Đặt hai que đo của đồng hồ vạn năng vào hai đầu điện trở.
Bước 3: Đọc giá trị điện trở hiển thị trên màn hình của đồng hồ vạn năng.
b) Đo và kiểm tra tụ điện
Giá trị điện dung của tụ điện có thể đo và kiểm tra bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng theo các bước sau:
Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng về chế độ do điện dung.
Bước 2: Đặt hai que đo của đồng hồ vạn năng vào hai đầu tụ điện.
Bước 3: Đọc giá trị điện dung hiển thị trên màn hình đồng hồ. Nếu giá trị hiển thị gần với giá trị thực của tụ điện thì có nghĩa tụ điện còn hoạt động tốt. Nếu giá trị đó thấp hơn nhiều hoặc không hiển thị thì có thể tụ điện đã bị hỏng.
c) Đo và kiểm tra cuộn cảm
Để kiểm tra cuộn cảm có hoạt động hay không, ta thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng về chế độ do điện trở (Ω).
Bước 2: Đặt hai que đo của đồng hồ vạn năng vào hai đầu cuộn cảm.
Bước 3: Đọc giá trị điện trở hiển thị trên màn hình của đồng hồ vạn năng. Nếu giá trị điện trở đo được rất nhỏ (khoảng vài Ω) thì cuộn cảm hoạt động tốt. Ngược lại, nếu giá trị điện trở đo được lớn (khoảng vài trăm kΩ), thì có thể cuộn cảm đã bị hỏng.
(Trang 83)
i+ Thông tin bổ sung
Hiện nay, trên thị trường có một số loại đồng hồ vạn năng thế hệ mới được trang bị thêm chức năng đo điện cảm (L). Khi sử dụng đồng hồ vạn năng này, ta có thể đo được hệ số điện cảm của cuộn cảm. Các bước tiến hành như sau:
Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng về chế độ đo điện cảm.
Bước 2: Đặt hai que đo của đồng hồ vạn năng vào hai đầu cuộn cảm.
Bước 3: Đọc giá trị điện cảm hiển thị trên màn hình đồng hồ. Nếu trên màn hình của đồng hồ hiển thị giá trị điện cảm nghĩa là cuộn cảm còn hoạt động tốt, ngược lại, nếu không hiển thị giá trị thì có thể cuộn cảm đã bị đứt, hỏng.
d) Báo cáo kết quả thực hành
Hoàn thành báo cáo theo mẫu, thảo luận và tự đánh giá kết quả.
| BÁO CÁO THỰC HÀNH ĐIỆN TRỞ, TỤ ĐIỆN VÀ CUỘN CẢM Họ và tên: .................................................................................................................................................. Lớp: .............................................................................................................................................................. Ghi vào mẫu báo cáo thực hành (các Bảng 15.4, 15.5 và 15.6) các kết quả đo được của giá trị điện trở, điện dung và điện cảm. 1. Đo giá trị điện trở Bảng 15.4
2. Đo và kiểm tra điện dung Bảng 15.5
3. Đo và kiểm tra cuộn cảm Bảng 15.6
|
