Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Linh kiện điện tử (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Trung cấp)" được biên soạn với mục tiêu giúp các em sinh viên phân tích được cấu tạo nguyên lý các linh kiện điện tử thông dụng; nhận dạng chính xác ký hiệu của từng linh kiện, đọc chính xác trị số của chúng;...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Linh kiện điện tử là một trong những mô đun cơ sở của nghề Điện tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử dân dụng hệ Trung cấp. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 45 giờ gồm có: Bài 01 MĐ09-01: Linh kiện thụ động Bài 02 MĐ09-02: Linh kiện bán dẫn Bài 03 MĐ09-03: Linh kiện quang điện tử Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các nghề cơ điện tử, điện công nghiệp và điện dân dụng. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày... tháng ... năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Thị Ngọc Nương 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU..........................................................................................................2 MỤC LỤC.....................................................................................................................3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN...............................................................................................5 BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG..................................................................................8 1. Điện trở...................................................................................................................... 8 1.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo và ứng dụng.................................................................8 1.2. Cách đọc, đo, cách mắc điện trở.............................................................................9 1.3. Các linh kiện khác cùng nhóm..............................................................................12 1.4. Thực hành đo kiểm tra điện trở.............................................................................12 2. Tụ điện..................................................................................................................... 13 2.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo tụ điện........................................................................13 2.2. Cách đọc, đo và cách mắc tụ điện.........................................................................14 2.3. Các linh kiện khác cùng nhóm..............................................................................14 2.4. Thực hành đo kiểm tra tụ điện..............................................................................15 3. Cuộn Cảm................................................................................................................15 3.1. Ký hiệu,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cuộn cảm.........................................15 3.2. Cách đọc, đo và cách mắc cuộn cảm.....................................................................16 3.3. Các linh kiện khác cùng nhóm..............................................................................18 3.4. Thực hành đo kiểm tra cuộn cảm..........................................................................18 BÀI 2: LINH KIỆN BÁN DẪN..................................................................................20 1. Khái niệm chất bán dẫn............................................................................................20 1.1. Chất bán dẫn thuần...............................................................................................20 1.2. Chất bán dẫn loại P...............................................................................................20 1.3. Chất bán dẫn loại N..............................................................................................21 2. Tiếp giáp P-N và Diode...........................................................................................21 2.1. Tiếp giáp P-N........................................................................................................21 2.2. Diode tiếp mặt.......................................................................................................21 2.3. Một số didoe khác.................................................................................................22 2.4. Đo và kiểm tra diode.............................................................................................23 2.5. Các mạch ứng dụng dùng diode............................................................................23 2.6. Thực hành đo kiểm tra diode................................................................................26 3. Transistor BJT.........................................................................................................27 3.1. Cấu tạo, ký hiệu và phân loại................................................................................27 3.2. Nguyên lý làm việc...............................................................................................27 3.3. Đo, kiểm tra transistor BJT...................................................................................28 3.4. Thực hành đo kiểm tra Transistor BJT..................................................................29 4. Transistor UJT.........................................................................................................29 4.1. Cấu tạo..................................................................................................................29 4.2. Ký hiệu.................................................................................................................30 4.3. Đo, kiểm tra transistor UJT...................................................................................30 4.4. Thực hành đo kiểm tra Transistor UJT.................................................................30 5. Transistor Trường (JFET)........................................................................................30 5.1. Cấu tạo..................................................................................................................30 5.2. Ký hiệu JFET kênh P và kênh N...........................................................................30 5.3. Đo và kiểm tra JFET.............................................................................................31 3
5.4. Thực hành đo kiểm tra Transistor JFET................................................................31 6. Transistor Trường (MOSFET).................................................................................31 6.1. MOSFET kênh liên tục.........................................................................................32 6.2. MOSFET kênh gián đoạn.....................................................................................33 6.3. Đo, kiểm tra Transistor MOSFET.........................................................................36 6.4. Thực hành đo kiểm tra Transistor MOSFET.........................................................36 7. Linh kiện tiếp giáp...................................................................................................36 7.1 Thyristor (SCR).....................................................................................................36 7.2. Triac...................................................................................................................... 37 7.3. IGBT.....................................................................................................................38 7.4. DIAC.................................................................................................................... 40 7. 5. Thực hành đo kiểm tra linh kiện nhiều tiếp giáp..................................................41 BÀI 3: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ.....................................................................42 1. Ánh sáng.................................................................................................................. 42 2. Điện trở quang (Phortoresistor)...............................................................................42 2.1. Cấu tạo, ký hiệu và hình dạng...............................................................................42 2.2. Đặc tính của điện trở quang..................................................................................43 2.3. Ứng dụng..............................................................................................................43 3. Diode quang.............................................................................................................44 3.1. Cấu tạo, ký hiệu....................................................................................................44 3.2. Nguyên lý làm việc và đặc tính của diode quang..................................................44 3.3. Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang.............................................................44 4. Transistor quang (Phototransistor)...........................................................................45 4.1. Cấu tạo và ký hiệu................................................................................................45 4.2. Các mạch ứng dụng dùng transistor quang...........................................................45 5. Các bộ ghép quang...................................................................................................45 5.1. Bộ ghép quang transistor (OPTO – Transistor).....................................................45 5.2. Bộ ghép quang với quang Darlington – Transistor...............................................46 5.3. Bộ ghép quang với quang Thyristor (OPTO- Thyristor).......................................46 5.4. Bộ ghép quang với quang Triac (OPTO – Triac)..................................................46 5.5. Ứng dụng của OPTO – COUPLERS....................................................................47 6. Thực hành đo kiểm tra linh kiện quang....................................................................48 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................49 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Mã mô đun: MĐ09 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau hoặc song song với môn học, mô đun cơ sở như: Điện kỹ thuật, An toàn lao động, Đo lường điện-điện tử và học trước các môn học, mô đun chuyên môn nghề như Vi điều khiển, PLC,... - Tính chất: Là mô đun bắt buộc trong chương trình đào tạo trung cấp Điện tử dân dụng. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Điện tử là một ngành phát triển rất nhanh có nhiều ứng dụng trong khoa học đời sống xã hội. Linh kiện điện tử đã và đang đóng vai trò quang trọng trong khoa học kỹ thuật và công nghệ. Ngày nay, các linh kiện điện tử được ứng dụng rộng rãi và có mặt hầu hết trong các thiết bị dân dụng đến thiết bị công nghiệp và không ngừng phát triển trên diện rộng, các mạch điện tử đã xâm nhập vào trong mọi lĩnh vực của cuộc sống, vì thế nhu cầu nghiên cứu điện tử học được nhiều Quốc gia quan tâm và đầu tư ngày càng tăng, không chỉ giới hạn cho những người làm công tác trong ngành điện tử mà còn trong các ngành khác. Mô đun này có vai trò cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản nhất về linh kiện điện tử để các em thuận lợi trong việc học tập các môn học, mô đun chuyên môn nghề Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Phân tích được cấu tạo nguyên lý các linh kiện điện tử thông dụng. + Nhận dạng chính xác ký hiệu của từng linh kiện, đọc chính xác trị số của chúng. - Kỹ năng: + Đo, kiểm tra được hư hỏng của các linh kiện điện tử + Kiểm tra, thay thế được các linh kiện hư hỏng trên các mạch điện tử - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có sáng kiến, tìm tòi, khám phá trong quá trình học tập và công việc + Có khả năng tự định hướng, chọn lựa phương pháp tiếp cận thích nghi với các bài học + Có năng lực đánh giá kết quả học tập và nghiên cứu của mình + Tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn Nội dung của mô đun: Thời gian Tổng Lý Thực số thuyết hành, thí STT Tên các bài trong mô đun Kiểm nghiệm, tra thảo luận, bài tập 1 Bài 1: Linh kiện thụ động 12 4 8 1. Điện trở 8 2 6 1.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo và ứng dụng 1.2. Cách đọc, đo, cách mắc điện trở 5
1.3. Các linh kiện khác cùng nhóm 1.4. Thực hành đo, kiểm tra điện trở 2. Tụ điện 2 1 1 2.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo tụ điện 2.2. Cách đọc, đo và cách mắc tụ điện 2.3. Các linh kiện khác cùng nhóm 2.4. Thực hành đo, kiểm tra tụ điện 3. Cuộn cảm 2 1 1 3.1. Ký hiệu, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cuộn cảm 3.2. Cách đọc, đo và cách mắc của cuộn cảm 3.3. Các linh kiện khác cùng nhóm 3.4. Thực hành đo, kiểm tra cuộn cảm 2 Bài 2: Linh kiện bán dẫn 24 8 15 1 1. Khái niệm chất bán dẫn 0.5 0.5 1.1. Chất bán dẫn thuần 1.2. Chất bán dẫn loại P 1.3. Chất bán dẫn loại N 2.Tiếp giáp P-N và Diode 3.5 0.5 3 2.1. Tiếp giáp P-N 2.2. Diode tiếp mặt 2.3. Một số didoe khác 2.4. Đo và kiểm tra diode 2.5. Các mạch ứng dụng dùng diode 2.6. Thực hành đo, kiểm tra diode 3.Transistor BJT 8 2 6 3.1. Cấu tạo, ký hiệu và phân loại 3.2. Nguyên lý làm việc 3.3. Thực hành đo, kiểm tra transistor BJT 4. Transistor UJT 2 1 1 4.1. Cấu tạo 4.2. Ký hiệu 4.3. Thực hành đo, kiểm tra transistor UJT 5. Transistor Trường (JFET) 2 1 1 5.1. Cấu tạo 5.2. Ký hiệu 5.3. Thực hành đo, kiểm tra transistor JFET 6. Transistor Trường (MOSFET) 4 2 2 6.1. Mosfet kênh liên tục 6.2. Mosfet kênh gián đoạn 6.3. Đo, kiểm tra transistor MOSFET 6.4.Thực hành đo, kiểm tra transistor MOSFET 6
7. Linh kiện nhiều tiếp giáp 3 1 2 7.1. Thyristor (SCR) 7.2. Triac 7.3. IGBT 7.4. DIAC 7.5.Thực hành đo, kiểm tra linh kiện nhiều tiếp giáp Kiểm tra 1 1 3 Bài 3: Linh kiện quang điện tử 9 3 5 1 1. Ánh sáng 0.5 0.5 2. Điện trở quang (Phortoresistor) 0.5 0.5 2.1. Cấu tạo, ký hiệu và hình dạng 2.2. Đặc tính của điện trở quang 2.3. Ứng dụng 3. Diode quang (Photordiode) 0.5 0.5 3.1. Cấu tạo, ký hiệu 3.2. Nguyên lý làm việc và đặc tính của diode quang 3.3. Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang 4. Transistor quang (Phototransistor) 0.5 0.5 4.1. Cấu tạo và ký hiệu 4.2. Các mạch ứng dụng dùng transistor quang 5. Ghép quang 1 1 5.1.Bộ ghép quang transistor (OPTO – Transistor) 5.2.Bộ ghép quang với quang Darlington – Transistor 5.3. Bộ ghép quang với quang Thyristor (OPTO- Thyristor) 5.4. Bộ ghép quang với quang Triac (OPTO – Triac) 5.5. Ứng dụng của OPTO – COUPLERS 6. Thực hành 5 5 Kiểm tra 1 1 Cộng 45 15 28 2 7
BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mã bài: MĐ09- 01 Giới thiệu: Trong bài này, tác giả trình bày một số vấn đề về linh kiện thụ động: Điện trở, biến trở, tụ điện, cuộn cảm, máy biến áp, cụ thể là về cấu tạo, ký hiệu, phân loại, các cách đọc, phương pháp ghép và cách kiểm tra chúng. Mục tiêu: - Đánh giá, xác định được tính dẫn điện trên mạch điện, linh kiện phù hợp theo yêu cầu kỹ thuật. - Phân biệt được điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác theo các đặc tính của linh kiện. - Đọc đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế. - Đo kiểm tra chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện. - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập Nội dung chính: 1. Điện trở 1.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo và ứng dụng Ký hiệu: Hình 1.1: Ký hiệu điện trở Phân loại: - Điện trở than Hinh 1.2: Điện trở than - Điện trở phun Hình 1.3: Điện trở phun - Điện trở dây quấn Hình 1.4: Điện trở dây quấn 8
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 điện rồi tráng men phủ toàn bộ, hoặc chừa một khoảng để dịch con chạy trên thân điện trở nhằm điều chỉnh chỉ số. Ứng dụng: - Hạn chế dòng điện qua tải: 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 Hình 1.5: Mạch hạn chế dòng điện qua tải - Mắc điện trở thành cầu phân áp: để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. Hình 1.6: Mạch chia áp 1.2. Cách đọc, đo, cách mắc điện trở Cách đọc trị số điện trở: Bảng 1.1: Quy ước màu Quốc tế Màu sắc Giá trị Màu sắc Giá trị Đen 0 Xanh lá 5 Nâu 1 Xanh lơ 6 Đỏ 2 Tím 7 Cam 3 Xám 8 Vàng 4 Trắng 9 Nhũ vàng -1 Nhũ bạc -2 Vòng thứ 4 chỉ % sai số như sau - Màu của than điện trở (không xòng màu) - sai số 20% - Vòng nhũ bạc - sai số 10% - Vòng nhũ vàng - sai số 5% - Vòng đỏ - sai số 2% - Vòng nâu - sai số 1% 9
Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : Hình 1.7: Cách đọc trở 4 vòng màu Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có màu 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 Lưu ý: Trường hợp chỉ có 3 vòng màu mà vòng thứ 3 có màu nhũ vàng hay nhũ bạc thì đó là điện trở có trị số nhỏ hơn 10Ω. Vòng nhũ vàng thì ta nhân : (1/10) Vòng nhũ bạc thì ta nhân: (1/100) Ví dụ: Vàng - tím - đỏ - nhũ bạc R = 47.102 ±10% = 4700Ω Cách đọc trở 3 vòng màu: Hình 1.8: Cách đọc trở 3 vòng màu Ví dụ: Nâu-đen-cam R = 10.103 ± 20% = 10000Ω±20% Cách đọc trị số điện trở 5 vòng màu: Hình 1.9: Cách đọc trở 5 vạch màu Ví dụ: Đỏ - tím - vàng - đỏ - nâu R = 274.102 ± 1% = 27400Ω ± 1% 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. R = 100 Ω; K = 103 Ω; M = 106 Ω Chữ cái tiếp theo chỉ sai số M= 2%; K= 10%; J =5%; H = 2.5%; G= 2%; F= 1% Ví dụ: Trên thân điện trở có ghi 4K7J tức là R= 4.7KΩ ± 5% Cách đọc điện trở 6 vòng màu: Cách đọc điện trở 6 vòng màu tương tự cách đọc điện trở 5 vòng màu và có thêm vòng thứ 6 đó là vòng nhiệt độ của điện trở. 10
Cách đọc điện trở dán: Hình 1.10: Cách đọc điện trở dán Kí hiệu chữ: - Chữ R trong điện trở dán có thể xem như dấu phẩy của hàng đơn vị, trị số 47 bên phải chữ R sẽ được hiểu là 0.47 Ω, tương ứng 4R7 sẽ là 4.7 Ω - Chữ K trong điện trở dán có thể xem như dấu phẩy của hàng nghìn, trị số 47 bên phải chữ K sẽ được hiểu là 0.47KΩ = 470 Ω, tương ứng 47KΩ sẽ là 4700 Ω - Tương tự chữ M sẽ là hàng triệu.... Kí hiệu số: - Trường hợp trở dán có trị số là 3 chữ số thì trị số điện trở sẽ = giá trị 2 số đầu x số thứ 3 lũy thừa 10 Ví dụ: 471 = 47 x 101 = 470 Ω 564 = 56 x 104 = 560 000 Ω = 560KΩ - Trường hợp điện trở có số cuối cùng là số 0 thì rất ít gặp, mình cứ xem như số 0 đó không tồn tại - Trường hợp trở dán chỉ có trị số là 0, 00, 000.. v.v thì cứ xem nó như 1 dây nối 2 đoạn mạch hoặc cầu chì cũng được Cách đo điện trở: - Trước hết đọc giá trị điện trở và chọn tầm đo (giai đo) sao cho giá trị đọc được nằm trong khoảng ½ giữa thang đo để đảm bảo giảm thiểu độ sai số. - Bước tiếp theo chập hai dây đo, chỉnh kim về ngay vị trí 0 Ohm. - Tiếp theo dùng hai đầu que đo đặt hai đầu que đo trên hai đầu điện trở và đọc giá trị đo được -Khi đo, dòng điện của nguồn pin 3V trong máy đo sẽ chạy qua điện trở để chỉ thị lên đồng hồ. Giá trị đọc được chính là giá trị thực tế của điện trở. Chú ý: trong quá trình đo cần đảm bảo độ tiếp xúc tốt giữa que đo và chân điện trở cần đo, đồng thời da tay không chạm que đo để đảm bảo độ chính xác tốt nhất. Cách mắc điện trở: Điện trở mắc nối tiếp: Hình 1.11: Điện trở mắc nối tiếp Rtđ =R1 + R2 (1.1) Điện trở mắc song song: Hình 1.12: Điện trở mắc song song R1 . R 2 Rtđ = R1 + R2 (1.2) 11
1.3. Các linh kiện khác cùng nhóm a. Biến trở Hình 1.13 : Các loại biến trở Ký hiệu: Hình 1.14: Các ký hiệu của biến trở Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi trị số theo yêu cầu, thường gọi là chiết áp, có hai loại: Biến trở dây quấn và biến trở than. Cách đo biến trở: -Trước hết đọc giá trị biến trở và chọn tầm đo (giai đo) sao cho giá trị đọc được nằm trong khoảng 1/2 giữa thang đo để đảm bảo giảm thiểu độ sai số. Ví dụ: Biến trở 10KΩ, đặt về thang đo Ω, chọn giai đo 1KΩ - Đặt một que đo cố định vào điểm 1 của biến trở. + Đo giữa 1 và 3: Giá trị đo được phải là khoảng 10KΩ + Xoay biến trở, đo giữa 1 và 2: Kim dao động từ 0 tới 10KΩ theo sự xoay. + Dời que từ 1 qua 3: Đo giữa 2 và 3, kim đồng hồ phải xoay cùng nhịp với sự xoay của biến trở. Công dụng của biến trở: Thực tế việc thiết kế các mạch điện tử và yêu cầu sử dụng còn có một khoảng sai số, nên người ta phải thực hiện hiệu chỉnh mạch điện, để hiệu chỉnh mạch người ta dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trò phân áp, phân dòng cho mạch, trong một vài ứng dụng cụ thể, thí dụ trong máy tăng âm, người ta dùng biến trở để thay đổi âm lượng, trong chiếu sáng người ta có thể dùng biến trở để thay đổi độ sáng của đèn. b. Điện trở nhiệt Điện trở nhiệt là linh kiện điện trở có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ thường gọi là Thermistor. Điện trở nhiệt có hai loại: - NTC (Negative Temperature Coefficient) là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm. Khi nhiệt độ tăng lên, trị số điện trở giảm xuống. - PTC (Positive Temperature Coefficient) là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương. Khi nhiệt độ tăng lên, trị số điện trở tăng theo. 1.4. Thực hành đo kiểm tra điện trở 1.4.1. Các bước thực hiện Đọc đo giá trị điện trở: - Bước 1: Xác định đầu điện trở cần đọc trước - Bước 2: Đọc màu các vòng màu - Bước 3: Tính giá trị - Bước 4: Chọn giai đo phù hợp - Bước 5: Đặt 2 que đo vào 2 đầu điện trở - Bước 6: Đọc giá trị trên VOM - Bước 7: Đánh giá chất lượng điện trở 1.4.2. Học sinh thực hành - Học sinh đọc và đo giá trị điện trở và điền vào bảng sau: 12
Stt Màu Giá trị đọc Giá trị đo Đánh giá chất lượng 1 2 . . N - Cho mạch điện như hình vẽ: Hình 1.15: Sơ đồ mạch điện Tìm giá trị R1 = ? và P = ? 2. Tụ điện 2.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo tụ điện Ký hiệu: Hình 1.16: Ký hiệu tụ điện Cấu tạo: Tụ điện là một linh kiện thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, được cấu tạo từ hai bản cực làm bằng chất dẫn điện (kim loại) đặt song song nhau, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Người ta thường dùng các chất: thủy tinh, gốm, sứ, mica, giấy, dầu paraffin, dầu shellae, không khí,.. để làm chất điện môi và cũng căn cứ theo chất điện môi để phân loại tụ điện, ví dụ: tụ thủy tinh, tụ mica, tụ dầu, tụ giấy, tụ hóa, ... Phân loại: - Tụ gốm Hình 1.17: Tụ gốm - Tụ hóa Hình 1.18: Tụ hóa - Tụ tantalium: Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ 13
Hình 1.19: Tụ tantalium 2.2. Cách đọc, đo và cách mắc tụ điện Cách đọc giá trị tụ điện: Với các tụ dùng màu ghi trị điện dung, cách đọc trị điện dung cũng tương tự như điện trở. 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. Với tụ giấy, tụ gốm: Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu Cách đọc: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3) Ví dụ tụ gốm ghi 474K nghĩa là Giá trị = 47 x 10 4 = 470000pF (Lấy đơn vị là picô Fara) = 470 nF = 0,47µF Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện. Cách đo tụ điện: Dùng Ohm kế để kiểm tra tính rỉ điện của các tụ điện. Khi đo tụ điện hoá học, đặt cực dương của tụ hoá phải trên dây đen, khi đặt tụ lên hai dây đo, dòng điện tử của nguồn pin 3V sẽ cho nạp dòng vào tụ điện, ở thời điểm đầu, dòng nạp rất mạnh, kim bật lên cao, kim sẽ giảm dần về vị trí vô cực khi tụ đã nạp đầy áp (3V). Việc chọn thang đo: nếu lấy thang đo lớn, điện trở thang đo lớn, dòng điện chảy trên dây đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ lâu hơn, kim trở về vị trí vô cực chậm. Nếu lấy thang đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ nhanh, kim về vô cực rất nhanh, do vậy khi kiểm tra tụ điện có điện dung nhỏ để thang đo lớn để kịp thấy được dòng nạp vào tụ. Kim lên không về: tụ chạm Kim lên không về hết: tụ rỉ Kim không lên: tụ đứt Hiện nay với xu hướng phát triển công nghệ hiện nay thì việc đo giá trị tụ thông thường được dùng máy đo tụ kỹ thuật số (Capacitor Digital). Tuy nhiên với điện áp đánh thủng hoặc dòng rỉ thì vẫn dùng chủ yếu là VOM kim. Cách mắc tụ điện: Tụ mắc song song: Khi mắc các tụ song song, trị điện dung C của tụ tương đương lớn, "điện dung của tụ tương đương bằng tổng trị điện dung của các tụ trong mạch", nhưng sức chịu áp của tụ phải tính theo sức chịu áp nhỏ nhất trên tụ. Ctđ= C1 +C2 +C3 (1.3) Tụ mắc nối tiếp: Khi mắc các tụ nối tiếp, trị điện dung C của tụ tương đương nhỏ, "nghịch đảo của tụ tương đương bằng tổng ngịch đảo của các tụ mắc nối tiếp", nhưng sức chịu áp của tụ đẳng hiệu tăng. 1/Ctđ= 1/C1 +1/C2 +1/C3 (1.4) 2.3. Các linh kiện khác cùng nhóm - Tụ chỉnh 14
Hình 1.20: Tụ có điện dung điều chỉnh được - Loa gốm Hình 1.21:Hình dạng của loa gốm 2.4. Thực hành đo kiểm tra tụ điện 2.4.1. Các bước thực hiện - Bước 1: Xác định các thông số kỹ thuật trên thân tụ điện - Bước 2: Đọc và tính giá trị - Bước 3: Chọn giai đo phù hợp - Bước 4: Đặt 2 que đo vào 2 đầu tụ điện - Bước 5: Quan sát VOM - Bước 5: Đánh giá chất lượng tụ điện 2.4.2. Học sinh thực hành - Học sinh đọc và đo giá trị tụ điện và điền vào bảng sau: Stt Tên tụ điện Giá trị đọc Đo đánh giá chất lượng 1 2 . . N - Tính giá trị Ctđ trên đoạn mạch AB: Biết C1=C3=1µF,C2=10µF, C4=15µF, C5=22µF Hình 1.22: Sơ đồ tính giá trị Ctđ trên đoạn mạch AB 3. Cuộn Cảm 3.1. Ký hiệu,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cuộn cảm Ký hiệu: Hình 1.23: Ký hiệu cuộn cảm 15
Cấu tạo: Thực chất cuộn cảm là một cuộn dây (ống dây) được quấn trên một lõi ống không dẫn điện. Lõi của cuộn dây có thể là không khí, lõi sắt non, hoặc lõi Ferit. Lõi có thể nằm cố định hoặc điều chỉnh được. Khi bạn cho một dòng điện chạy qua cuộn cảm, một từ trường được tạo ra xung quanh nó. Hình 1.24: Cấu tạo của cuộn cảm Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm: Khi ta có cuộn cảm rồi, nếu cho dòng điện 1 chiều DC chạy qua. Dòng điện sẽ sinh ra một từ trường B có cường độ và chiều không đổi ứng với chiều và cường độ dòng điện DC. Và dòng DC có tần số bằng 0, cuộn dây hoạt động như một điện trở có điện trở kháng gần bằng 0. Ngược lại khi ta cho dòng điện xoay chiều qua cuộn cảm, nó sẽ sinh ra từ trường biến thiên và mọt trường điện trường E, điện trường này biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều. Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau tùy vào đặc tính cụ thể của từng cuộn cảm, giúp ổn định dòng, ứng dụng trong các mạch lọc tần số. Một dòng điện qua bất kỳ dây nào sẽ tạo ra một từ trường. Cuộn cảm này là một dây có hình dạng để từ trường sẽ mạnh hơn nhiều. 3.2. Cách đọc, đo và cách mắc cuộn cảm Cách đọc cuộn cảm: Hầu hết các cuộn cảm có độ tự cảm danh nghĩa trong phạm vi Micro-Henry hoặc Milli-Henry. Ngoài giá trị điện cảm, dung sai là một thông số quan trọng khác được ghi trên hầu hết các cuộn cảm. Đối với các thông số kỹ thuật khác, người kỹ sư cần tham khảo các bảng dữ liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất cụ thể. Cuộn cảm có các hệ thống mã số và màu sau đây để biểu thị giá trị danh nghĩa và dung sai: Mã số: Đây là loại hệ thống mã hóa phổ biến nhất được sử dụng bởi các nhà sản xuất. Trong hệ thống này, giá trị của cuộn cảm được in dưới dạng mã chữ số bao gồm các chữ số và bảng chữ cái. Đó là mã ba hoặc bốn chữ cái biểu thị độ tự cảm theo đơn vị Micro-Henry. Hai chữ số đầu tiên cho biết các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và chữ số thứ ba là hệ số nhân. Chữ cái thứ tư luôn là dung sai theo bảng dưới đây: Bảng 1.2: Quy ước dưới dạng mã chữ số Ký hiệu Dung sai B ± 0.15nH C ± 0.2 nH S ± 0.3nH D ± 0.5nH F ± 1% G ± 2% H ± 3% J ± 5% K ± 10% L ± 15% 16
M ± 20% V ± 25% N ± 30% Ví dụ: Nếu một cuộn cảm có mã số 102K được in trên thân Hai chữ số đầu tiên là 10 tức là số có nghĩa là 10 Chữ số thứ ba là 2 tức là nhân với 10^2 K tức là dung sai bằng ±10% như bảng trên Như vậy độ tự cảm là 10X102 = 1000 Micro-Henry hoặc 1 Milli-Henry với dung sai là 10%. Tức là giá trị thực của cuộn cảm sẽ nằm trong khoảng từ 900 đến 1100 micro henry Cách đọc cuộn cảm bằng vòng màu: Tương tự như cách đọc điện trở, cuộn cảm cũng có loại 4 và 5 vòng màu. Cách đọc cuộn cảm dán: Cuộn cảm dán hoặc cuộn cảm chip sử dụng các chấm màu thay vì các vạch màu. Nói chung có ba dấu chấm được đọc theo chiều kim đồng hồ từ trên xuống. Hai dấu chấm đầu tiên cho biết các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và dấu chấm thứ ba biểu thị hệ số nhân. Giá trị của độ tự cảm tính theo đơn vị Nano Henry. Giá trị cuộn cảm dán được đọc theo mã màu của hệ thống 4 vạch màu đã nói ở trên. Nếu có một dấu chấm đơn trên cuộn cảm dán tức là muốn biết giá trị và dung sai của cuộn cảm phải xem trong bảng dữ liệu (datasheet). Cách đọc cuộn cảm RF: Cuộn cảm RF cũng có giá trị tự cảm được biểu thị bằng dấu chấm. Các cuộn cảm này tương tự như cuộn cảm dán SMD nhưng có kích thước nhỏ hơn. Nếu có một dấu chấm đơn trên cuộn cảm RF tức là muốn biết giá trị độ tự cảm và dung sai phải xem bảng dữ liệu (datasheet) của cuộn cảm. Nếu có ba dấu chấm, hai dấu chấm nằm ở một đầu và một dấu chấm được in ở đầu kia. Hai dấu chấm được đọc từ trên xuống dưới và chỉ ra các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm. Dấu chấm đơn ở đầu kia cho biết hệ số nhân. Giá trị của độ tự cảm tính theo đơn vị Nano Henry. Mã màu của nó sẽ tuân theo bảng mã màu cuộn cảm 4 vạch màu đã nói ở trên. Bây giờ bạn có thể đọc độ tự cảm và dung sai của bất kỳ cuộn cảm nào. Chỉ cần đọc được giá trị độ tự cảm và dung sai là bạn có thể chọn đúng cuộn cảm. Bạn sẽ cần phải kiểm tra các thông số kỹ thuật khác từ bảng dữ liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp nếu được cần thiết. Cách đo cuộn cảm: Đo cuộn cảm bằng đồng hồ vạn năng - Bước 1: Chọn thang đo Ω, chọn giai đo phù hợp. - Bước 2: Chập hai que đo đồng thời chỉnh chiết áp để kim về vị trí 0 trên vạch chia thang đo Ω - Bước 3: Đặt hai que đo lên hai đầu cuộn cần đo, đồng thời quan sát và ghi giá trị tại điểm kim dừng trên vạnh chia thang đo Ω. Cách mắc cuộn cảm: cách mắc cuộn cảm tương tự như cách mắc của điện trở. - Mắc nối tiếp: Hình 1.25: Cuộn cảm mắc nối tiếp Ltđ =L1 + L2 (1.5) - Mắc song song: 17
Hình 1.26: Cuộn cảm mắc song song L1 . L 2 Ltđ = L1 + L2 (1.6) 3.3. Các linh kiện khác cùng nhóm - Biến áp nguồn và biến áp âm tần Hình 1.27: Hình dạng biến áp nguồn và biến áp âm tần. - Biến áp xung và Cao áp Hình 1.28: Hình dáng biến áp xung và cuộn cao áp 3.4. Thực hành đo kiểm tra cuộn cảm 3.3.1. Các bước thực hiện Đọc đo giá trị cuộn cảm: - Bước 1: Xác định đầu cuộn cảm cần đọc trước - Bước 2: Đọc màu các vòng màu - Bước 3: Tính giá trị - Bước 4: Chọn giai đo phù hợp - Bước 5: Đặt 2 que đo vào 2 đầu cuộn cảm - Bước 6: Quan sát VOM - Bước 7: Đánh giá chất lượng cuộn cảm 3.3.2. Học sinh thực hành Học sinh đọc và đo giá trị cuộn cảm và điền vào bảng sau: Stt Màu Giá trị đọc Giá trị đo Đánh giá chất lượng 1 2 . . N Trình bày nguyên lý hoạt động của cuộn cảm? Những trọng tâm cần chú ý trong bài - Phương pháp đọc và đo giá trị của điện trở - Phương pháp đọc và đo giá trị của tụ điện - Phương pháp đọc và đo giá trị của cuộn cảm Bài tập mở rộng và nâng cao - Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: 18
Hình 1.29: Sơ đồ mạch điện Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12V. a) Điều chỉnh con chạy của biến trở để vôn kế chỉ 6V thì ampe kế chỉ 0,5A. Hỏi khi đó biến trở có điện trở là bao nhiêu? b) Phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để vôn kế chỉ 4,5V. Đáp số: a) Rb =12 Ω b) Rb =20 Ω Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập bài 1 Nội dung: - Về kiến thức: + Đọc đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế. - Về kỹ năng: + Đo kiểm tra chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện. + Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật của mạch điện công tác. + Kiểm tra đánh giá chất lượng linh kiện bằng VOM/DVOM trên cơ sở đặc tính của linh kiện. Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm. + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng thực hành đo điện trở, tụ điện, cuộn cảm bằng máy đo VOM theo yêu cầu của bài và làm bài tập. + Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, ngăn nắp trong công việc. 19
BÀI 2: LINH KIỆN BÁN DẪN Mã bài: MĐ09-02 Giới thiệu: Trong bài học này, tác giả trình bày một số vấn đề liên quan đến linh kiện bán dẫn như cấu trúc các chất bán dẫn P-N, cấu tạo, phân cực, phân loại, cách đo thử, cách ghép, cách tra cứu các loại Diode và Transistor. Đây là vấn đề rất cần thiết cho nghề điện tử. Mục tiêu: - Phân biệt được các linh kiện bán dẫn có công suất nhỏ theo các đặc tính của linh kiện. - Sử dụng bảng tra để xác định đặc tính kỹ thuật của Diode, Transistor. - Phân biệt được được các loại Diode, Transistor bằng máy đo VOM/DVOM theo các đặc tính của linh kiện. - Kiểm tra đánh giá chất lượng Diode, Transistor bằng VOM/DVOM trên cơ sở đặc tính của linh kiện. - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo trong học tập Nội dung chính: 1. Khái niệm chất bán dẫn 1.1. Chất bán dẫn thuần 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. Hình 2.1: Chất bán dẫn tinh khiết 1.2. 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. 20