Đề tài: Thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng IC số"

Chia sẻ: Pham Thuy | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

478
lượt xem 171
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ. Trước tình hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt ra cho giới trí thức. Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu mạnh, thì phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng IC số"

Đề tài: Thiết kế, chế tạo, lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng IC số"
MỤC LỤC MỤC LỤC............................................................................................................................................ 1 LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................................... 6 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .............................................................. 7 KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN ................................................................... 7 PHẦN MỘT : CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................................... 9 1.1. Điện trở ....................................................................................................................... 10 1.1.1Khái niệm ............................................................................................................... 10 1.1.2 Phân loại ............................................................................................................... 10 1.1.3. Đặc điểm của điện trở ......................................................................................... 10 1.1.4. Cấu tạo cơ bản và quy ước giá trị...................................................................... 11 1.2 tụ điện ........................................................................................................................... 13 1.2.1 Khái niệm .............................................................................................................. 13 1.2.2 Phân loại tụ điện .................................................................................................. 13 1.2.3 Đặc điểm tụ điện ................................................................................................... 13 1.2.4.Cấu tạo và kí hiệu quy ước giá trị ...................................................................... 14 1.2.5 Quy tắc xác định giá trị : ..................................................................................... 14 1.3 . Máy biến áp nguồn ................................................................................................... 16 1.4. Diode ........................................................................................................................... 19 1.4.1 Diode chỉnh lưu,cấu tạo v à nguyên tắc làm việc .............................................. 19 1.4.2:Các mạch ứng dụng cơ bản của diode .............................................................. 21 1.4.3.Diode phát quang (Led) ....................................................................................... 22 1.5.IC nguồn ổn áp ........................................................................................................... 25
1.5.1.Kí hiệu ................................................................................................................... 25 1.6– Giới thiệu về Transistor............................................................................................ 26 1.6.1 Kí hiệu và cấu tạo của transistor. 27 1.6.2 . Phân c ực cho transistor...................................................................................... 29 1.6.3. Nguyên lí làm việc .............................................................................................. 29 1.6.5– Các thông số kỹ thuật của Transistor .............................................................. 31 1.6.6. Ứng dụng của transistor ..................................................................................... 31 1.7 Rơ-le và các loại Rơ-le ............................................................................................... 32 1.7.1 khái niệm ............................................................................................................... 32 1.7 .2 Các bộ hận......................................................................................................36 1.7 .3 Phân loại ...........................................................................................................32 1.7.4 thông số kĩ thuat của rơle .................................................................................... 33 1.8. Các cổng logic cơ bản. .............................................................................................. 33 1.8.1. Giới thiệu chung về các cổng logic cơ bản....................................................... 33 1.8.2. Các cổng Logic. ................................................................................................... 35 1.9.Bảng thông số kỹ thuật của một số loại ic số. .......................................................... 40 1.10 động cơ bơm nước .................................................................................................... 42 PHẦN HAI : THIẾT KẾ MẠCH VÀ THỰC NGHIỆM ...........................................................44 2.1Thiết kế theo sơ đồ khối .............................................................................................. 44 2.2 thiết kế mạch nguyên lý .............................................................................................. 45 2.2.1Thiêt kế khối nguồn .............................................................................................. 45 2.2.2 Thiêt kế khối cảm biến....................................................................................... 46 2.2.3 Thiết kế mạch logic .............................................................................................. 46 2.2.4Thiêt kế khối chấp hành ....................................................................................... 53
2.3 Sơ đồ toàn mạch .......................................................................................................... 55 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .........................................................................................56 PHẦN BA :KẾT LUẬN ...................................................................................................................57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................... 58
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1.8: Bảng quy ước giá trị điện trở chẩn quốc tế .....................................................11 Hình 1.1.9 : Phương pháp xác định điện trở dựa trên các quy ước ................................11 Hình 1.2.4: Kí hiệu của các loại tụ hóa ....................................................................................14 Hinh1.3.5hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn ............................................................17 Hình 1.3.6:Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp ......................................................................... 18 Hình1.4.1.1 Đặc tuyến Vol-Ampe của diode ......................................................................... 20 Hình 1.4.1: Một số loại diode phát quang thường gặp........................................................22 Hình 1.4.2: Cấu tạo bên trong c ủa diode phát quang .........................................................23 Hình 1.4.3. led phát và thu hồng ngoại ...................................................................................24 Hình 1.5.1 .1:IC ổn áp 7812......................................................................................................... 25 Hình 1.5.1.2Kí hiệu IC 78XX...................................................................................................... 25 Hinh 1.6.0: hình dạng transistor thực tế ...............................................................................26 Hình 1.6.1: Kí hiệu của transistor .............................................................................................27 Hình 1.6.2: Cấu tạo của transistor ............................................................................................28 Hình 1.6.3: Nguyên lý làm việc của transistor....................................................................... 29 Hình 1.7.0 hình ảnh role thực tế ................................................................................................30 Hình 1.8.1.1: Dạng tín hiệu logic dương ..................................................................................32 Hình 1.8.1.2: Dạng tín hiệu logic âm ........................................................................................33 Hình 1.8.1.3: Mã hóa xung .......................................................................................................... 33 Hình 1.8.2.1: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng AND............................................................34 Hình 1.8.2.2: IC 4073 và IC 74LS08 ........................................................................................34 Hình 1.8.2.3: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOT............................................................34
Hình 1.8.2.4: IC 7414 ....................................................................................................................35 Hình 1.8.2.5: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NAND ........................................................35 Hình 1.8.2.6: IC 4011 và IC 74HC20 ......................................................................................35 Hình 1.8.2.7: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng OR...............................................................36 Hình 1.8.2.8: IC 74HC32..............................................................................................................36 Hình 1.8.2.9 : Kí hiệu và bảng trạng thái cổng NOR ...........................................................36 Hình 1.8.2.10: IC 7402 ..................................................................................................................37 Hình 1.8.2.11: Kí hiệu và bảng trạng thái cổng EX-OR.....................................................37 Hình 1.8.2.12: 74HC86 .................................................................................................................38 Hình 1.9.Bảng thông số kỹ thuật của một số loại ic số........................................................39 Hinh 1.10.1: Mô hình cấu tạo máy bơm nước ...................................................................... 39 Hình 1.10.2: dạng stato .................................................................................................................40 Hình 1.10.3: hình ả nh lõi thép ................................................................................................... 40 Hình1.10.4: ả nh roto lồng sóc ..................................................................................................... 41 Hình2.1.1: s ơ đồ khối toàn mạch ...............................................................................................41 Hình2.2.1: sơ đồ khối nguồn ...................................................................................................... 42 Hình 2.2.2 sơ đồ nguy ên lý mạch thu phát hồng ngoại .......................................................44 Hinh 2.2.3.1các trạng thái xảy ra ..............................................................................................46 Hình 2.2.3 .2cơ đồ mạch tạo mức cho các bể ......................................................................... 47 hình 2.2.3.4 sơ đồ nguyên lý mạch logic của bể B................................................................. 49 Hình 2.2.3.5 sơ đồ nguy ên lý mạch logic bể chứa C.............................................................50 Hình 2.2.3.6 mạch logic chuyển từ chế độ tự động sang bằng tay ................................... 50 Hình 2.2.4 sơ đồ khối chấp hành ...............................................................................................51
LỜI NÓI ĐẦU Trong nh ững năm gần đây theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang phát triển mạnh mẽ. Trước tình hình đó đã có khá nhiều yêu cầu cấp bách và cũng là những thách thức được đặt ra cho giới trí thức. Để tiếp tục dẫn dắt sự phát triển của đất nước ngày càng giàu mạnh, thì phải đầu tư cho giáo dục, đào tạo thế hệ trẻ có đủ kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất lượng đào tạo, thì phải đưa các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường, trường học có như vậy th ì trình độ con người ngày càng cao đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Đ ể làm quen v ới công việc thiết kế, chế tạo v à tìm hi ểu các về các loại linh kiện điện tử, chúng em đ ã đ ược các thầy cô trong k hoa Đi ện - Điện tử g iao cho đ ồ án môn học “ Nghiên cứu, thiết kế , lắp ráp máy bơm nước tự động dùng ic s ố ” n h ằm củng cố về kiến thức trong quá tr ình th ực tế . Sau khi nhận được đề tài, với sự hướng dẫn của thầy Đỗ Công Thắngv ới sự nỗ lực c ủa bản thân, sự t ìm tòi nghiên c ứu tài liệu đến nay đồ án của chúng em về mặt c ơ b ản đ ã hoàn thành. Trong quá trình th ực hiện d ù đ ã có g ắng nh ưng do th ời gian c ũng nh ư tr ình đ ộ vẫn c òn h ạn chế n ên không th ể tránh khỏi sai sót. Vậy em kính mo ng s ự chỉ bảo giúp đỡ v à đóng góp ý k iến của các thầy để đồ án của em đ ư ợc h oàn thi ện h ơn . Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Mắn Vũ Quốc Tự PhạmThị Thủy
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay ngành kỹ thuật điện tử có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của con ngư ời. Các hệ thống điện tử ngày nay rất đa dạng và đang thay th ế các công việc hàng ngày của con người từ những công việc từ đ ơn giản đến phức tạp nh ư điều khiển tín hiệu đèn giao thông, đo tốc độ động cơ hay các đồng hồ số. Các hệ thống này có thể thiết kế theo hệ thống tương tự hoặc hệ thống số. Tuy nhiên trong các hệ thống điện tử thông minh hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống số h ơn là các hệ thống tương tự bởi một số các ưu điểm vượt trội mà hệ thống số mang lại đó là: đ ộ tin cậy cao, giá thành thấp, dễ dàng thiết kế, lắp đặt và vận hành…Chính vì thấy được những ưu điển của hệ thống mạch số nên trong thực tế mạch số đã được lắp ráp và sử dụng rất nhiều thấy đ ược tầm quan trong đó của mạch số công với kiến thức về môn điện tử cơ bản và đặc biệt sau một thời gian học tập và tìm hiểu các tài liệu về kỹ thuật số, cũng như tham kh ảo ở ngoài thực tế củng như trên internet chúng em đ ã chọn đề tài: ” Thiết kế,chế tạo,lắp ráp mạch bơm nước tự động dùng IC số’’ Về đề tài: ” Thiết kế mạch bơm nước tự động dùng IC s ố’’ Không chỉ có ý n ghĩa về mặt lý thuyết gúp sinh viên có thể vận dụng linh hoat giữa lý thuyết và thực tế .mà nó còn giúp sinh viên có thể làm quyen vói việc nghiên cứu khoa học ngay từ lúc còn ngồi trên ghế nhà trường,và nó cũng là cơ sở để nghiên cứu các đề tài lớn h ơn . không chỉ vậy đề tài này còn được ứng dụng rất rông dãi trong cuộc sống đó chính là lý do mà chúng em chọn đề tài này.
KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN TỪNG TUẦN STT Tuần Công việc thực hiện Người thực hiện - Sắp xếp công việc cho từng tuần (phân chia Cả nhóm công việc cho từng thành viên). Tìm hiểu đề tài. Cả nhóm - Tìm kiếm tài liệu liên quan: Linh kiện điện tử, điện tử căn bản, điện tử công suất… - Tìm hiểu nguyên lý các mạch có liên quan Mắn đến đề tài. Chẳng hạn nh ư các mạch thu phát 11 Tuần 1 hồng ngoại, mạch động lực điều khiển động cơ và các linh kiện liên quan đến mạch. - Tham khảo ý kiến của những người có Tự chuyên môn. - Sau khi đã tìm hiểu đề tài sẽ đ ưa ra cơ sở lý Cả nhóm thuyết chung của đề tài. Tuần - Từ đó xây dựng đ ược sơ đồ khối. 2+3 22 - Đưa ra nguyên tắc hoạt động của các khối và các linh kiện sẽ sử dụng để thiết kế mạch phù hợp với yêu cầu từng khối. - Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch. Thủy - Tính toán thông số rồi tiến hành chạy mô 23 Tuần phỏng. 4+5 - Ráp mạch và khảo sát trên bo mạch (nếu gặp Tự
lỗi chỉnh sửa lại). - Đo đạc kiểm tra xem trên board chạy có đạt Cả nhóm yêu cầu hay không? 4 Tuần 6 - Tiến hành làm sản phẩm (câu dây). Thủy - Lắp ráp hoàn tất sản phẩm. Thủy - Chuẩn hóa nội dung, làm cuốn thuyết minh. Mắn Tuần 7 - Chuẩn bị các dụng cụ để bảo vệ đề tài Cả nhóm 5 (tìm chiếu, bản vẽ). - Hoàn tất sản phẩm, kiểm tra lại to àn bộ Cả nhóm nội dung.
PHẦN MỘT : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Điện trở 1.1.1Khái niệm Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử, chúng có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện chức năng tuỳ theo vị trí của điện trở trong mạch.Ta có thể hiểu một cách đơn giản điện trở là một sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện,nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ,dẫn điện kém thì điện trở lớn và cách điện thì đ iện trở bằng vô cùng. Ký hiệu: R Biểu thức xác định: (1.1.1) Đơn vị tính:Ω(Ohm) 1.1.2 Phân loại Các điện trở được chia làm hai loại chính là điện trở cố định và điện trở biến đổi Có 3 lo ại điện trở thường được chế tạo và sử dụng: • Điện trở màng than (Carbon -Film) • Điện trở màng kim lo ại (Metal-Film) • Điện trở dây quấn. 1.1.3. Đặc điểm của điện trở - Đặc tính cần thiết của điện trở là khả năng chịu tải và hệ số nhiệt độ. - Điện trở làm việc phụ thuộc vào nhiệt độ của nó, do đó trị số thay đổi khi có dòng chảy qua do có hiện tượng biến đổi năng lượng điện thành năng lư ợng nhiệt trên thân điện trở. - Giá trị điện trở còn thay đổi theo thời gian hay trong những điều kiện đặc biệt theo tần số tín hiệu xoay chiều tác động lên nó. - Giá trị giới hạn :Công suất cực đại cho phép (Pmax )
Điện áp làm việc cực đại cho phép (Umax ) Nhiệt độ cực đại cho phép. - Khi có hai hay nhiều điện trở R1, R2,...., Rn mắc nối tiếp nhau thì giá trị điện trở tổng cộng bằng tổng các điện trở riêng rẽ: R=++...+ (1.1.2) I===...= (1.1.3) U=++...+ (1.1.4) • Khi mắc hai hay nhiều điện trở R1,R2,...., Rn song song thì điện trở tương đương của chúng được tính bởi: (1.1.5) U=++...+ (1.1.6) I===...= (1.1.7) 1.1.4 . Cấu tạo cơ bản v à quy ước giá trị • Cấu tạo cơ bản của điện trở: • Điện trở màng than: Than được ép thành một lớp rất mỏng bên ngoài thân gốm hình trụ hoặc bản phẳng. • Điện trở màng kim lo ại: Một lớp vỏ mỏng kim loại được bay h ơi và kết tụ trên thân gốm như vật liệu có điện trở. • Điện trở dây quấn: Dây kim loại hoặc hợp kim được uốn quanh một ống sứ và nối vào mũ bịt đầu ống sứ,chân nối cũng được hàn vào mũ bịt đầu này. • Quy ước giá trị điện trở
Hình 1.1.8: Bảng quy ước giá trị điện trở chẩn quốc tế Hình 1.1.9 : Phương pháp xác định điện trở dựa trên các quy ước 1.2 tụ điện 1.2.1 Khái niệm Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động dùng để làm phần tử tích trữ và giải phóng năng lư ợng trong mạch điện.Thông thường đối với dòng điện một chiều thì tụ điện
có trở kháng rất lớn còn với dòng xoay chiều thì trở kháng tụ điện thay đổi tùy theo tần số dòng điện. Kí hiệu là C Biểu thức xác định: Zc = = (1.2.1) Đơn vị tính: Fara (F). 1.2.2 Phân loại tụ điện • Có rất nhiều phương pháp phân loại,nếu phân loại theo tính chất thì có hai loại : • Tụ không phân cực :Gồm các lá kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện mỏng. • Tụ phân cực :Có cấu tạo gồm 2 điện cực cách ly nhau nhờ một lớp chất điện phân mỏng làm điện môi. • Nếu phân loại theo cấu tạo thì sẽ có 7 loại chính : • Tụ gốm :Điện môi bằng gốm có kích thước nhỏ • Tụ mi ca :Điện môi bằng mi ca tráng bạc • Tụ Polycacbonat : Có dạng tấm chữ nhật,kích thước nhỏ gọn,điện dung lớn. • Tụ giấy polyste : Chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polyste có dạng hình trụ. • Tụ hóa :Có cấu tạo là lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân cuộn lại đặt trong vỏ nhôm,điện áp làm việc thấp,kích thước và sai số lớn. • Tụ tan tan : Dạng hình trụ có đầu ra dọc theo trục và dạng hình viên tan tan • Tụ biến đổi : Chính là tụ xoay trong radio hoặc tụ tinh chỉnh. 1.2.3 Đặc điểm tụ điện • Dùng để tích điện, và xả điện, chỉ cho tín hiệu xoay chiều đi qua, ngăn dòng một chiều. • Khả năng nạp, xả điện nhiều hay ít phụ thuộc vào điện dung C của tụ. • Đơn vị đo điện dung của tụ ở mạch: pF(picro Fara),nF(nano Fara),uF (micro Fara). • Khi sử dụng tụ phải quan tâm đến hai thông số : • Điện dung: Cho biết khả năng chứa điên của tụ. • Điện áp: cho biết khả năng chịu đựng của tụ.
• Ghép nối tiếp: Các tụ C1, C2,..., Cn ghép nối tiếp th ì điện dung tương đương C c ủa bộ tụ có giá trị xác định bởi : (1.2.2) • Ghép tụ song song: Các tụ C1, C2, ..., Cn ghép song song thì đ iện dung tương đương C của bộ tụ được xác định bởi: (1.2.3) • Ghép tụ hóa nối tiếp th ì dương tụ này vào âm tụ kia, song song thì nối cùng cực. 1.2.4. Cấu tạo và kí hiệu quy ước giá trị • Tụ không phân cực : Gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện gọi là chất điện môi.Tên của tụ được đặt theo tên chất điện môi như tụ gốm,tụ mica…Giá trị của tụ có điện dung từ 1,8pF-1mF. • Tụ điện phân : Tụ điện phân có cấu tạo gồm 2 điện cực tách rời nhau nhờ một màng mỏng chất điện phân,khi có một đện áp tác đ ộng lên hai điện cực sẽ xuất hiện một màng oxit kim loại không dẫn điện đóng vai trò như lớp điện môi. Lớp điện môi càng mỏng kích thước của tụ càng nhỏ mà điện dung lại lớn. 1.2.5 Quy tắc xác định giá trị : H.5 H.6 H.7 C = 100 F C = 10F C = 1 000 F U = 50V U = 16V U = 2 5V
Hình 1.2.4: Kí hiệu của các loại tụ hóa • Các loại tụ có dùng mã • Mã số thường được dùng cho các loại tụ có giá trị nhỏ trong đó các giá trị được định nghĩa lần lượt như sau: - Giá trị thứ 1 là số hàng chục - Giá trị thứ 2 là số hàng đơn vị - Giá trị thứ 3 là số số không nối tiếp theo giá trị của số đã tạo từ giá trị 1 và 2.Giá trị của tụ được đọc theo chuẩn là giá trị picro Fara (pF) - Ch ữ số đi kèm sau cùng đó là chỉ giá trị sai số của tụ. Ví dụ: tụ ghi giá trị 102 thì có nghĩa là 10 và thêm 2 số 0 đằng sau =1000pF = 1nF chứ không phải 102pF Hoặc ví dụ tụ 272J th ì có nghĩa là 2700pF=2,7nF và sai số là 5% • Tụ dùng mã màu • Sử dụng chủ yếu trên các tụ loại polyester trong rất nhiều năm. Hiện nay các loại tụ này đã không còn bán trên th ị trường nữa nh ưng chúng vẫn tồn tại trong khá nhiều các mạch điện tử cũ. Màu được định nghĩa cũng tương tự như đối với màu trên điện trở. 3 màu trên cùng lần lượt chỉ giá trị tụ tính theo pF, màu thứ 4 là chỉ dung sai và màu thứ 5 chỉ ra giá trị điện áp. Ví dụ tụ có màu nâu/đen/cam có ngh ĩa là 10000pF= 10nF= 0.01µF. Chú ý rằng ko có khoảng trống nào giữa các màu nên thực tế khi có 2 màu cạnh nhau giống nhau thì nó tạo ra một mảng màu rộng. Ví dụ Dải đỏ rộng/vàng= 220nF=0.22µF
1.3 Máy biến áp nguồn Hinh1.3.5 Hình ảnh thực tế của máy biến áp nguồn Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý c ảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi. - Do đó máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng. - Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ cấp), thì sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số vòng dây quấn sơ cấp. Từ thông này sẽ móc vòng các cuộn dây quấn khác (dây quấn thứ cấp) và cảm ứng trong dây quấn thứ cấp có một sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số
vòng dây quấn thứ cấp. - Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp chúng ta sẽ có tỷ lệ tương ứng giữa điện áp s ơ cấp và thứ cấp. • Cấu tạo máy biến áp: Máy biến áp có các bộ phận chính như sau: Lõi thép,dây quấn và vỏ máy. Lõi thép dùng làm mạch từ để dẫn từ thông,đồng thời làm khung để đặt dây quấn.Thông thường để giảm tổn hao do dòng điện xoáy sinh ra,lõi thép cấu tạo gồm các lá thép kỹ thuật (tole silic) dày 0,35mm ghép lại đối với máy biến áp hoạt động ở tần số vài trăm HZ. Đối với các máy biến áp dùng trong lĩnh vực thông tin tần số cao thường được tạo bởi các lá thép permalloy ghép lại. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp: Hoạt động dựa trên ý niệm về cảm ứng điện từ.Để tăng hiệu quả thì mạch từ đ ược cấu tạo bởi vật liệ u dẫn từ tốt Sơ đồ nguyên lý: Hình 1.3.6: Sơ đồ nguyên lý của máy biến áp
- Dây quấn 1 có N1 vòng dây và dây quấn 2 có N2 vòng dây được quấn trên lõi thép 3 - Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây quấn 1 (dây quấn s ơ cấp), sẽ có dòng điện i1 chạy trong dây quấn 1 - Trong lõi sinh ra từ thôngΦ móc vòng với cả hai dây quấn 1 và 2, cảm ứng ra các sức điện động e1 và e2. - Dây quấn 2 (dây quấn thứ cấp) có sức điện động e2, sẽ sinh ra dòng điện i2 đ ưa ra tải với điện áp xoay chiều u2. - Như vậy năng lượng của dòng đ iện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2. - Nếu N2> N1 thì U2 > U1, I2< I1: máy tăng áp - Nếu N2< N1 thì U2 < U1, I2> I1: máy giảm áp • công dụng của máy biến áp - Bộ điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp. - Máy biến áp dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện đi xa, và giảm điện áp ở cuối đường dây để cung cấp cho tải. - Ngoài ra, chúng còn được dùng trong các lò nung, hàn đ iện, đo lường hoặc làm nguồn điện cho các thiết bị điện, điện tử. - Nghiên cứu chế độ hoạt động không tải của máy biến áp là rất cần thiết. - Qua đó, chúng ta có thể xác định được các đại lượng chính của máy biến áp, bằng phương pháp tính toán và phương pháp thực nghiệm nh ư: tỷ số biến áp, dòng điện không tải và tổn hao không tải. - Hơn nữa, phối hợp giữa đặc tính không tải và đặc tính có tải, chúng ta có thể xác định được hiệu suất của máy biến áp
1.4. Diode 1.4.1 Diode chỉnh lưu, c ấu tạo và nguyên tắc làm việc Một trong những ứng dụng quan trọng của tiếp giáp P-N là chế tạo ra diode bán dẫn.Về cấu trúc của diode bán dẫn có cấu tạo từ một tiếp giáp P-N trong đó có hai điện cực.Điện cực Anôt(A) nối với chất BDTC loại P,điện cực Catôt (K) nối với chất BDTC loại N.Trong quá trình làm việc của diode để phân cực thuận điện cực A nối với nguồn điện dương,điện cực K nối với nguồn điện âm.Để phân cực ngược chỉ cần đảo chiều nguồn tác động nối tới hai cực. Để thấy rõ mối quan hệ giữa dòng đ iện và điện áp trên diode ta theo dõi đường đặc tuyến Vol-Ampe như sau: Hình1.4.1.1 Đặc tuyến Vol-Ampe của diode Đường đặc tuyến Vol-Ampe của diode chia làm ba vùng rõ rệt: • Vùng 1 gọi là vùng phân cực thuận, dòng điện phụ thuộc vào điện áp phân cực thuận UAK.Giá trị d òng rất lớn đó chính là sự chuyển động của các hạt đa số qua chuyển tiếp P-N. Ứng dụng của vùng 1 để làm các diode ch ỉnh lưu điện áp, dòng điện… • Vùng 2 gọi là vùng phân cực ngược.Giá trị của d òng tăng rất nhỏ cho d ù tăng 1 lượng khá lớn.Sở dĩ dòng tăng chậm như vậy là do sự chuyển động của các hạt thiểu số qua chuyển tiếp P-N. Ứng dụng vùng 2 để làm mạch chỉnh lưu điện áp, mạch ghim áp… • Vùng 3 gọi là vùng đánh thủng tương ứng khi tăng điện áp phân cực ngược cho diode tới một giá trị ngưỡng nào đó () mà ở đó diện tích không gian của tiếp P-N có thể chiếm toàn