Giáo trình Mô đun điện tử cơ bản - Trường CĐ nghề cơ điện và Thuỷ Lợi

Chia sẻ: VŨ QUANG MINH | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:163

Thêm vào BST

Báo xấu

429
lượt xem 195
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điện tử cơ bản được biên soạn theo đề cương chương trình Mô đun. Nội dung được biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logic chặt chẽ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Mô đun điện tử cơ bản - Trường CĐ nghề cơ điện và Thuỷ Lợi

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN VÀ THUỶ LỢI GIÁO TRÌNH MÔ-ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN (Tài liệu lưu hành nội bộ) NGHỀ ĐÀO TẠO: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
Hưng Yên, năm 2011 2
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Điện tử cơ bản được biên soạn theo đề cương chương trình Môdun đào tạo trung cấp nghề- cao đẳng nghề Điện công nghiệp. Nội dung được biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logic chặt chẽ. Khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lí thuyết với bài tập thực hành, trên cơ sở đó học sinh tiếp cận ngay với thực tế. Nhằm tiếp thu bài hiệu quả cao nhất. Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 150 giờ, gồm: Bài 1: Các khái niện cơ bản Bài 2: Linh kiện thụ động Bài 3: Linh kiện bán dẫn Bài 4: Các mạch khuếch đại dùng Tranzitor Bài 5: Các mạch ứng dụng dùng BJT Trong quá trình sử dụng, tùy theo yêu cầu cụ thể có thể điều chỉnh quỹ thời gian cho mỗi bài. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã đề ra nội dung thực tập của từng bài, Vì vậy, căn cứ vào trang thiết bị đó hoặc căn cứ vào trang thiết b ị có c ủa trường mà xây dựng thời lượng và nội dung thực tập cụ thể . Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là học sinh, sinh viên TCN, CĐN, công nhân nghề Điện nói chung và nó cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên Cao đẳng chuyên nghiệp chuyên ngành điện cũng như điện tử và điện lạnh Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng để lần tái bản sau đ ược hoàn chỉnh hơn. Mọi góp ý xin được gửi về Khoa Điện- Điện tử trường CĐN Cơ điện và Thuỷ lơi. Hưng Yên, tháng 12 năm 2011 TÁC GIẢ 3
Nguyễn Đức Quý DANH SÁCH HỘI ĐỒNG THẨM ĐỊNH GIÁO TRÌNH 1. Chủ tịch Hội đồng 2. Phó chủ tịch Hội đồng 3. Ủy viên 4. Ủy viên 4
MỤC LỤC BÀI 1.....................................................................................................................9 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN................................................................................9 1.1. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN .............................................10 1.1.1. Vật liệu dẫn điện..............................................................................10 1.1.2. Vật liệu cách điện............................................................................. 11 1.1.3. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử .........................12 1.2. CÁC HẠT MANG ĐIỆN VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC TRƯỜNG 13 1.2.1. Dòng điện trong kim loại.................................................................. 13 1.2.2. Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân......................................13 1.2.3. Dòng điện trong chất khí...................................................................13 1.2.4. Dòng điện trong chân không..............................................................14 1.2.5. Dòng điện trong chất bán dẫn...........................................................14 BÀI 2...................................................................................................................15 LINH KIỆN THỤ ĐỘNG..................................................................................15 2.1. ĐIỆN TRỞ .............................................................................................. 15 2.1.1. Khái niệm và phân loại......................................................................15 2.1.2. Các điện trở đặc biệt.........................................................................17 2.1.3. Cách ghép điện trở.............................................................................18 2/ Ghép hỗn hợp ..........................................................................................18 2.1.4. Ứng dụng của điện trở......................................................................19 2.1.5 Cách đọc giá trị điện trở.....................................................................20 2.1.6. Cách đo xác định giá trị điện trở ..................................................... 21 2.1.7 Cách đo kiểm tra các điện trở đặc biệt............................................ 21 5
2.2. TỤ ĐIỆN ..................................................................................................23 2.2.1. Định nghĩa ......................................................................................... 23 2.2.2. Cấu tạo và ký hiệu........................................................................... 23 2.2.3. Các thông số của tụ...........................................................................24 2.2.4. Phân loại tụ điện............................................................................... 25 2.2.5 Cách ghép tụ điện...............................................................................26 2.2.6. Ứng dụng........................................................................................... 28 2.2.7. Cách đọc trị số tụ điện .....................................................................28 2.2.8. Cách đo kiểm tra tụ điện ..................................................................29 2.3. CUỘN CẢM............................................................................................. 31 2.3.1. Khái niệm...........................................................................................31 2.3.2. Cấu tạo và ký hiệu............................................................................ 31 2.3.3. Cách ghép cuộn cảm .........................................................................31 2.3.4. Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm.......................................... 32 2.3.5. Ứng dụng........................................................................................... 33 2.3.6. Cách đo kiểm tra cuộn cảm...............................................................33 BÀI 3...................................................................................................................35 LINH KIỆN BÁN DẪN.....................................................................................35 3.1. CHẤT BÁN DẪN.....................................................................................35 3.1.1. Khái niệm...........................................................................................35 3.1.2. Phân loại.............................................................................................35 3.2. TIẾP GIÁP P-N, ĐIÔT TIẾP MẶT .........................................................36 3.2.1. Tiếp giáp P-N.....................................................................................36 3.2.2. Điôt tiếp tiếp mặt ............................................................................. 37 3.2.3. Cấu tạo, phân loại và các ứng dụng cơ bản của điôt......................40 6
3.2.4. Phương pháp kiểm tra chất lượng của điôt .....................................48 3.3. TRANZITOR LƯỠNG CỰC (BJT)........................................................50 3.3.1. Cấu tạo...............................................................................................50 3.3.2. Nguyên lý làm việc............................................................................52 3.3.3. Các thông số của Tranzitor................................................................54 3.3.4. Phương pháp kiển tra chất lượng của Tranzitor..............................55 3.3.5. Các đặc tuyến của Tranzitor.............................................................55 3.3.6. Các cách mắc Tranzitor..................................................................... 57 3.3.6. Phân cực cho Tranzitor...................................................................... 58 1/ Nguyên tắc chung phân cực Tranzitor ....................................................58 3.5. TRANZITOR TRƯỜNG (FET).............................................................. 66 3.5.1. Đặc điểm chung.................................................................................66 3.5.2. Tranzitor trường loại JFET................................................................67 3.5.3. Tranzitor loại MOSFET.....................................................................73 3.6. TRYRISTOR (SCR)................................................................................. 84 3.6.1. Cấu tạo ..............................................................................................84 3.6.2. Nguyên lý làm việc............................................................................84 3.6.3. Đặc tuyến V/A...................................................................................86 3.6.4. Các thông số của Thyristor................................................................86 3.6.5. Ứng dụng........................................................................................... 86 3.6.6. Phương pháp xác định chất lượng của Thyristor............................ 87 3.7. TRIAC ......................................................................................................89 3.7.1. Cấu tạo ..............................................................................................89 3.7.2. Nguyên lý làm việc............................................................................89 3.7.3. Đặc tuyến V/A...................................................................................90 7
3.7.4. Ứng dụng........................................................................................... 90 3.7.5. Phương pháp xác định chất lượng của Triac...................................91 3.7. DIAC.........................................................................................................93 3.7.1. Cấu tạo...............................................................................................93 3.7.2. Nguyên lý làm việc............................................................................93 3.7.3. Ứng dụng........................................................................................... 93 3.7.4. Đo kiểm tra Diac................................................................................94 BÀI 4...................................................................................................................95 CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANZTOR........................................... 95 4.1. KHÁI QUÁT CHUNG .......................................................................... 95 4.1.1. Khái niệm về mạch khuếch đại....................................................... 95 4.1.2. Các chế độ làm việc của mạch khuếch đại ....................................95 Hồi tiếp trong các mạch khuếch đại.......................................................... 97 4.2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN ..................................................................98 4.2.1. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu E chung (EC)...............................98 4.2.2. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu B chung (BC)............................ 101 4.2.3. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu C chung (CC)............................ 104 4.3. MẠCH GHÉP PHỨC HỢP .................................................................. 106 4.3.1. Ghép các tầng khuếch đại .............................................................106 4.3.2. Mạch khuếch đại Cascade.............................................................. 109 4.3.3. Mạch khuếch đại Darlington.......................................................... 111 4.3.4. Bộ khuếch đại vi sai........................................................................113 4.4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT................................................... 115 4.4.1 Những vấn đề chung về mạch khuếch đại công suất ...................115 4.4.2. Mạch khuếch đại công suất đơn.................................................... 116 8
4.4.3. Mạch khuếch đại đẩy kéo.............................................................. 118 ....................................................................................................................118 BÀI 5 ................................................................................................................131 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG BJT...........................................................131 5.1. MẠCH DAO ĐỘNG ............................................................................. 132 5.1.1. Đặc điểm chung...............................................................................132 5.1.2. Mạch dao động tạo xung vuông......................................................132 5.1.3. Mạch dao động dịch pha .................................................................137 5.1.4. Mạch dao động tạo xung tam giác.................................................143 5.1.5. Mạch dao động dùng thạch anh......................................................145 5.2. MẠCH XÉN............................................................................................146 5.2.1. Mạch xén trên.................................................................................. 146 5.2.2. Mạch xén dưới.................................................................................146 5.2.2. Mạch xén 2 mức độc lập ............................................................... 147 5.2.3. Mạch ghim điện áp..........................................................................148 5.3. MẠCH ỔN ÁP........................................................................................154 5.3.1. Đặc điểm chung...............................................................................154 5.3.2. Mạch ổn áp tham số........................................................................ 154 5.3.3. Mạch ổn áp hồi tiếp........................................................................155 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................163 BÀI 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mục tiêu: Sau khi học xong sinh viên ( học sinh ) phải: + Trình bày được khái niệm và đặc điểm của vật liệu dẫn điện, vật li ệu cách điện. 9
+ Phân tích được dòng điện trong các môi trường: Kim loại, trong ch ất lỏng, chất điện phân, trong chân không, trong chất bán dẫn. + Thông qua bài học làm cơ sở cho việc phân tích nguyên lý làm việc của các mạch điện tử. 1.1. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN 1.1.1. Vật liệu dẫn điện 1/ Khái niệm Vật liệu dẫn điện là vật liệu mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do (lớp ngoài cùng có 1 hay 2 electron). Vật liệu dẫn điện đặt trong môi trường điện tích các electron tự do sẽ chuyển động theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện. Vật liệu dẫn điện tồn tại ở các thể rắn, lỏng, khí. Đó là kim loại, hợp kim hay phi kim, ví dụ: than, graphit. 2/ Những vật liệu dẫn điện thường dùng + Đồng đỏ hay đồng kỹ thuật: Dẫn điện tốt. Điện trở suất ρ = 0,0175 Ωmm2/m, hệ số nhiệt α = 0,004, nhiệt độ nóng chảy là 1080 0C, tỉ trọng là 8,9. Đồng được dùng làm dây dẫn, mạch in trong các máy. Dây dẫn có thể là đơn (1 sợi) hoặc nhiều sợi (dây mềm thường gọi là dây xúp) bọc trong vỏ cách điện. Dây đồng phủ một lớp men cách điện (quen gọi là dây ê may) dùng để quấn các cuộn cảm hoặc các cuộn biến áp. + Đồng thau: Là hợp kim của đồng và kẽm. Đồng thau dùng làm các lá tiếp xúc, các cầu nối dây. + Nhôm: Dẫn điện khá tốt, ρ = 0,028 Ωmm2/m, α = 0,0049, nhiệt độ nóng chảy 6600C. Nhôm nhẹ hơn đồng và độ bền cơ học kém đồng. Trong không khí nhôm bị ôxi hóa nhanh tạo thành lớp ôxit nhôm ở mặt ngoài bảo vệ cho nhôm không bị tiếp tục ăn mòn. Nhôm dùng làm dây dẫn điện nhẹ, rẻ tiền hơn đồng. Lá nhôm dùng làm các vỏ bọc kim, làm tụ xoay, làm các tấm tỏa nhiệt cho tranzitor công suất lớn. Lá nhôm mỏng còn dùng làm bản cực của tụ điện giấy và tụ hóa học. + Sắt: Dẫn điện kém hơn đồng và nhôm. ρ = 0,09 Ωmm2/m, α = 0,0062, nhiệt độ nóng chảy 15200C, D = 7,8. Dây sắt mạ kẽm dùng trong trường hợp tải công suất nhỏ. Dây sắtphủ ở ngoài một lớp vỏ bọc bằng đồng gọi là dây lưỡng kim dùng làm 10
dây truyền dẫn tần số cao cũng không kém dây đồng mấy do hiệu ứng bề mặt. Lá sắt mềm được dùng làm khung máy, vỏ máy. Lá sắt mềm tráng thiếc gọi là sắt tây dùng làm màn chắn, hộp bọc kim cho các bộ phận làm việc + Thiếc: ρ = 0,115 Ωmm2/m, α = 0,042, nhiệt độ nóng chảy 2300C, D = 7,3. Thiếc dùng để hàn, thường được pha lẫn với chì (khoảng 30% - 60% chì). + Chì: ρ = 0,21 Ωmm2/m, α = 0,004, nhiệt độ nóng chảy 3300C, D = 11,4. Chì dễ bị ô xi hóa và lớp ô xít chì bảo vệ cho chì không tiếp tục bị ô xi hóa nữa, do đó ch ỉ dùng làm vỏ bọc dây cáp chon dưới đất, chì dùng làm cầu chì, pha với thiếc đ ể hàn. Chì còn được dùng trong chế tạo ắc quy axit. + Hợp kim có điện trở suất cao: Người ta dùng các hợp kim có điện trở suất cao để làm các dây điện trở. Các hợp kim thường dùng là: • Mengani (chứa 86% đồng, 12% mangan,2% kền). Mengan có điện trở suất ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,00005, nhiệt độ nóng chảy 12000C, D = 8,4. Mengani dùng để làm điện trở. • Nicrom (chứa 67% kền, 16% sắt,15% crom và 1,5% mangan), điện trở suất ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,00005, nhiệt độ nóng chảy 12000C, D = 8,4. • Contantan (chứa 60% đồng, gần 40% kền, khoảng 1% mangan), điện trở suất ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,000005, nhiệt độ nóng chảy 12700C, D = 8,9. Contantan dùng làm dây điện trở nung nóng. 1.1.2. Vật liệu cách điện 1/ Khái niệm Vật liệu cách điện là vật liệu có cấu tạo nguyên tử ở lớp ngoài cùng đã có đủ electron tối đa hay gần đủ số tối đa nên rất ít có khả năng tạo ra electron tự do. 2/ Những vật liệu cách điện thường dùng + Sứ: Độ bền về điện 20 – 28 kV/mm, nhiệt độ chịu được 1500C - 1700C, hằng số điện môi ε = 6-7, D = 2,5 - 3,3, góc tổn hao tgδ = 0,03. Sứ được làm giá đỡ cách điện cho đường dây dẫn, dùng làm tụ điện, … +Thủy tinh: độ bền về điện 20-30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 500-17000C. 11
+ Gốm: Không chịu được điện áp cao và nhiệt độ lớn nhưng có ε = 1700 – 4500. Gốm làm tụ điện kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn. + Mika: Độ bền về điện lớn 50 kV/mm đến 100 kV/mm, nhiệt độ chịu được 600 C, ε = 6 – 8, mika dễ tách thành lá mỏng, mika làm tụ điện, dùng cách điện trong 0 thiết bị nung nóng (mỏ hàn, bàn là…) + Bakelit: Độ bền về điện từ 10 – 40 kV/mm + Ebonit: Độ bền về điện từ 20 – 30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 50 – 600C. + Cao su: Độ bền về điện 20 – 30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 55 0C. Cao su dùng làm vỏ cách điện cho dây dẫn, làm tấm cách điện. + Sáp ong: độ bền về điện từ 20 – 25 kV/mm, nhiệt độ chịu được 650C. Sáp ong dùng để nhúng tẩm chống ẩm. + Parafin: Tính chất gần giống sáp ong, dùng để nhúng tẩm chống ẩm. + Nhựa thông: Độ bền điện tử 10 – 15kV/mm, nhiệt độ chịu đựng từ 60 – 700C. Nhựa thông dùng làm sạch mối hàn. + Parafin dùng để nhúng tẩm chống ẩm. + Bìa cách điện Pret – xơ pan: Độ bền về điện 9 – 12 kV/mm, nhiệt đ ộ ch ịu được 1000C, dùng làm khung quấn biến áp. + Giấy làm tụ điện: độ bền về điện 20 kV/mm, chịu được nhiệt độ: 1000C. + Nhựa ê-pô-xi: độ bền về điện 18 – 20 kV/mm, nhiệt độ chịu được 140 0C, thường dùng làm vỏ bọc các điốt, tranzitor bán dẫn. + Các loại chất dẻo: như polyetylen, Teflon, polyclovinyl, tentolit… cũng là các chất cách điện tốt. 1.1.3. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử l Ta có: R= ρ S Trong đó: ρ : là điện trở suất l: chiều dài S: Tiết diện 12
Nếu R càng lớn  tính dẫn điện giảm. Nếu ρ càng nhỏ  R nhỏ  Tính dẫn điện lớn. Nếu S càng lớn R nhỏ. Bạc ρ = 0,016 Ω mm2/m. Đồng ρ = 0,017 Ω mm2/m. Vàng ρ = 0,02 Ω mm2/m. Nhôm ρ = 0,026 Ω mm2/m. Thép ρ = 0,1 Ω mm2/m. Chì ρ = 0,21 Ω mm2/m. Thủy tinh ρ = 1013 Ω mm2/m. 1.2. CÁC HẠT MANG ĐIỆN VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC TRƯỜNG 1.2.1. Dòng điện trong kim loại Khi có điện trường trong kim loại (đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế) các electrôn tự do chịu tác dụng của lực điện trường chuyển động theo 1 chiều xác định ngược với chiều điện trường. Kết quả là xuất hiện sự chuyển rời có hướng của các hạt mang điện, nghĩa là xuất hiện dòng điện. Vậy dòng điện trong kim loại là dòng electron tự do chuyển dời có hướng. 1.2.2. Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình điện phân có một điện trường, các ion chịu tác dụng của lực điện nên có thêm chuyển động theo phương của điện trường(ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn). Các ion dương chuyển động theo chiều điện trường về cực âm(catot).Các ion âm chuyển động ngược chiều điện trường về cực dương (anôt). Chuyển động có hướng của các ion tạo nên dòng điện trong bình điện phân.Vậy dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm theo chiều ngược chiều điện trường. 1.2.3. Dòng điện trong chất khí Khi có điện trường đặt vào khối khí đã bị ion hóa, các electron và các ion ch ịu tác dụng của lực điện trường sẽ có thêm chuyển động có hướng( ngoài chuyển động 13
nhiệt hỗn loạn). Các ion âm và các electron chuyển động về phía cực dương(anot) các ion dương chuyển động về phía cực âm(catot) tạo nên dòng điện trong chất khí. Vậy dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm và electron ngược chiều điện trường. 1.2.4. Dòng điện trong chân không Đặt 2 điện cực anôt và catôt vào trong môi trường chân không. Anôt nối với cực dương, catôt nối với cực âm của nguồn điện. Dưới tác dụng của lực điện trường các electron sẽ chuyển động từ catôt sang anôt và trong mạch xuất hiện dòng điện. Vậy dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron bứt ra từ catôt bị nung nóng. 1.2.5. Dòng điện trong chất bán dẫn Khi không có điện trường đặt vào tinh thể bán dẫn, electron và lỗ trống chuyển động nhiệt hỗn loạn, không có chiều ưu tiên trong bán dẫn không có dòng điện. Khi có điện trường đặt vào trong chất bán dẫn lực điện trường tác dụng lên các electron và lỗ trống làm cho chúng chuyển động có hướng. Electron chuyển động ngược chiều điện trường, còn lỗ trống chuyển động ngược chiều điện trường nghĩa là trong bán dẫn xuất hiện dòng điện. Vậy dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do và các lỗ trống dưới tác dụng của điện trường. 14
BÀI 2 LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mục tiêu: Sau khi học xong sinh viên ( học sinh ) phải: + Trình bày được khái niệm và đặc điểm của các linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn cảm + Phân biệt được điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác Đọc và đo được giá trị của linh thụ động bằng đồng hồ đo van năng . + Thông qua bài học làm cơ sở cho việc đo kiểm tra xác định chất lượng linh kiện trong quá trình sửa chữa 2.1. ĐIỆN TRỞ 2.1.1. Khái niệm và phân loại 1/ Khái niệm Điện trở là linh kiện thụ động khi lắp vào trong mạch điện có tác dụng làm cản trở dòng điện chạy qua để thực hiện khả năng tối ưu hóa của mạch điện. Theo định luật Ôm ta có: R= U/I Trong đó: U điện áp đặt vào điện trở đơn vị tính là V (vôn) 15
I dòng điện chạy qua điện trở đơn vị tính là A ( Ampe) R điện trở đơn vị tính Ôm (Ω) Ký hiệu trên bản vẽ: Đơn vị: Ω, kΩ, MΩ 1MΩ = 1000 kΩ 1kΩ = 1000Ω 2/ Các loại điện trở a. Điện trở than Bao gồm vỏ bằng gốm, chất bên trong là bột than chì trộn với vật liệu keo cách điện theo tỷ lệ thích hợp để có giá trị cần thiết được ép chặt lại thành hình trụ . Nối liền với lớp than là 2 chân bằng kim loại. Thường chế tạo từ 1Ω đến vài MΩ, công suất chịu đựng từ 0,125W ÷ 1W. Công suất 1/4 W có chiều dài 0,7 cm, công suất 1/2W có chiều dài 1 cm, công suất 2W có chiều dài 1,6cm, công suất 4W có chiều dài 2,4 cm. Là điện trở dùng phổ biến, rẻ tiền, tuy nhiên nó lại có nhược điểm là tính ổn định kém, khi nhiệt độ thay đổi dễ gây ra nhiễu, sai số lớn… b. Điện trở dây quấn Vật liệu làm điện trở là dây kim loại: hợp kim niken và Crom đ ược quấn xung quanh lõi cách điện (sứ). hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra các điện trở có giá trị nhỏ và chịu được công suất tiêu tán lớn. Điện trở dây quấn được chia làm 2 nhóm: + Nhóm có điện trở chính xác có trị số điện trở sai số± 0,1%. + Điện trở công suất lớn, công suất tiêu tốn là 25W hoặc lớn hơn Dùng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện tử. Giá trị điện trở phụ thuộc vào chiều dài dây quấn công suất từ vài W đến vài trăm W. c. Điện trở màng kim loại Sử dụng vật liệu, niken và Crom gắn vào lõi sứ hoặc thủy tinh cho trị số điện trở ổn định. Dùng trong các mạch dao động vì chúng có độ chính xác cao ít phụ thuộc vào nhiệt độ. d. Điện trở cầu chì Gồm ống thủy tinh và dây kim loại được nối vào 2 đầu khi có dòng điện qua 16
lớn hơn chỉ số cho phép thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt, để bảo vệ quá tải cho các mạch. 2.1.2. Các điện trở đặc biệt 1/ Biến trở Ký hiệu: VR Biến trở là điện trở có trị số điều chỉnh được. Cấu tạo gồm vệt kim loại có thể là vệt than hoặc gốm kim loại (oxit kim loại )được phủ một lớp, đế làm bằng loại vật liệu cách điện và cho ra 3 chân, hai chân được nối 2 đấu biến trở, chân còn l ại nối với thanh trượt tiếp xúc. Biến trở có thể chế tạo theo kiểu xoay tròn, chỉnh trước hoặc chỉnh sau… Biến trở được dùng nhiều trong ngành điện-điện tử, thuận tiện cho việc hiệu chỉnh mạch, điều chỉnh âm lượng, mạch equalizer, Vhol, Hhol... 2/ Điện trở nhiệt Ký hiệu: ± Th Loại điện trở này được chế tạo từ vật liệu gồm oxit mangan và niken, với 1 lượng nhỏ đồng , sắt và coban để thay đổi các tính chất của chúng theo yêu cầu. Trị số của điện trở này biến thiên đáng kể khi nhiệt độ thay đổi. Có hai loại điện trở nhiệt : + Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở giảm xuống và ngược lại, khi nhận nhiệt độ thấp hơn thì tr ị số điện trở tăng lên. + Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở tăng lên và ngược lại. Điện trở nhiệt thường được dùng để ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại công suất hay làm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự điều chỉnh theo nhiệt độ. 3/ Quang trở 17
Ký hiệu: Cds Quang trở là loại điện trở có giá trị điện trở thay đổi khi chiếu ánh sáng với cường độ khác nhau, được chế tạo từ chất Cadimi Sunphua (CdS). Quang trở có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng chiếu vào Cds. Độ chiếu sáng càng mạnh thì điện trở thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược l ại, đ ộ chiếu càng thấp thì điện trở có trị số càng lớn. Điện trở khi bị che tối khoảng vài trăm Ω đến vài kΩ đến vài MΩ. Điện trở khi được chiếu sáng khoảng vài trăm Ω đến vài kΩ. Quang trở thường được dùng trong các mạch tự động chiếu sáng bằng ánh sáng. 2.1.3. Cách ghép điện trở 1/ Ghép nối tiếp R = R1 + R2 + R3 +...+ Rn Giá trị điện trở tổng tăng lên, chú ý các điện trở phải có cùng công suất. R1 R2 R3 Rn U 2/ Ghép song song R1 1 1 1 1 R2 = + + ... + R R1 R2 Rn R3 Rn Giá trị điện trở tổng giảm xuống. U 2/ Ghép hỗn hợp 18
R3 R1 R2 R4 R5 U R3.R 4.R5 Rt = ( R1 + R 2) + R 4.R5 + R3.R5 + R3.R 4 2.1.4. Ứng dụng của điện trở Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện tr ở 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 ti ếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở. R1 9v,2W U=12v Hình 2.1. Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở. Như hình trên ta có thể tính được trị số và công suất của điện trở cho phù h ợp như sau: Bóng đèn có điện áp 9V và công suất 2W vậy dòng tiêu thụ là: I = P / U = (2 / 9 ) A 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 suất 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. U2 R2 R1 19 U1
Hình 2.2. 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. 2.1.5 Cách đọc giá trị điện trở 1/ Đọc trực tiếp Trên thân điện trở ghi rõ trị số và đơn vị R: + Trị số trước, đơn vị sau: VD trên thân điện trở ghi 100Ω → R= 100 Ω + Đơn vị xen giữa trị số: : VD trên thân điện trở ghi 1K5 → R= 1,5KΩ + Đơn vị đứng trước VD trên thân điện trở ghi R13 → R= 0,13Ω( Nếu có chữ E,R ứng đơn vị là Ω, chữ K ứng đơn vị KΩ, chữ M ứng với đơn vị là MΩ) 2/ Đọc gián tiếp a. Đọc theo mã thập phân Vì thân điện trở nhỏ nên khó ghi trị được nhiều số và đơn vị. Vì vậy người ta thống nhất đơn vị là Ω. Để tránh ghi nhiều số người ta qui định chỉ ghi một số có ba chữ số. Trong đó 2 số đầu là 2 số của trị số điện trở. Số thứ 3 chỉ bội số 0. Ví dụ : 102= 1000Ω. b. Đọc theo mã màu *. Bảng quy ước mã màu Màu Trị số Cấp số nhân Sai số Đen 0 100 Nâu 1 101 ± 1% Đỏ 2 102 ± 2% Cam 3 103 Vàng 4 104 20