Giáo trình nhập môn: điện tử cơ bản dành cho sinh viên chuyên ngành

Chia sẻ: Nguyễn Mạnh Tuấn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

432
lượt xem 127
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tác dụng: Dùng để hạn chế dòng điện.Chính xác hơn là tạo ra dòng điện có giá trị xác định nhờ định luật Ôm có thể tính được. Phân loại: Trên thị trường có nhiều loại điện trở khác nhau. Tuỳ nhiệm vụ của bạn mà dùng các loại trở khác nhau. Kí hiệu điện trở trong sơ đồ mạch:

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình nhập môn: điện tử cơ bản dành cho sinh viên chuyên ngành

1
2
MỤC LỤC Bài 1: Giới thiệu linh kiện điện tử 1.Điện trở 2.Tụ điện 3.Diode 4.Transistor 5.Cách ly quang 6.Role 7. IC số 8. Các loại cảm biến thông dụng 9. Dụng cụ thực hành: đồng hồ điện tử, đồng hồ kim, board trắng… 10. Thực hành: Đọc giá trị điện trở, đo kiểm tra chân linh kiện, kiểm tra chất lượng linh kiện. Bài 2:Thực hành các mạch tương tự và số đơn giản, đọc dịch datasheet tiếng anh 1. Giới thiệu qua nguyên lý một số IC thường dùng 2. Phân tích thiết kế mạch tương tự và số 2. Thực hành cắm một số mạch điện tử cơ bản tương tự và số 3. Hướng dẫn sử dụng Osciloscope đo và kiểm tra mạch 3
B ài 1 GIỚI THIỆU LINH KIỆN Đ I ỆN T Ử C Ơ BẢN Nội dung chính: • Điện trở • Tụ điện • Diode • Transistor • Cách ly quang • Role • IC số • Các loại cảm biến thông dụng • Dụng cụ thực hành: đồng hồ điện tử, đồng hồ kim, board trắng… • Thực hành: Đọc giá trị điện trở, đo kiểm tra chân linh kiện, kiểm tra chất lượng linh kiện. 1.Điện trở. Tác dụng: Dùng để hạn chế dòng điện.Chính xác hơn là tạo ra dòng điện có giá trị xác định nhờ định luật Ôm có thể tính đ ược. Phân loại: Trên thị trường có nhiều loại điện trở khác nhau. Tuỳ nhiệm vụ của bạn mà dùng các loại trở khác nhau. Kí hiệu điện trở trong sơ đồ mạch: 4
Hình ảnh của 1 số loại trở. 1.2.Cách đọc giá trị của điện trở: Giá trị của điện trở được vẽ trên thân điện trở. Đối với điện trở 4 vạch màu thì 3 vạch đầu tiên biểu thị giá trị của điện trở, vạch thứ 4 l à sai số của điện trở. Màu biểu thị giá trị của điện trở và sai số của điện trở thể hiện trong bảng sau: Trị số Sai số Màu Bạc 10% Vàng 5% Đen 0 Nâu 1 1% Đỏ 2 2% 5
Cam 3 Vàng 4 Xanh 5 0.5% Lục 6 0.25% Tím 7 0.1 % Xám 8 Trắng 9 * Cách đọc giá trị điện trở : + Đối với điện trở 4 mầu: 3 vạch giá trị thì 2 vạch đầu đọc là 2 số, vạch thứ 3 là vạch mũ. Giá trị của điện trở bằng: 2 vạch . 10 mũ vạch 3. Vạch thứ 4 là sai số. + Đối với điện trở 5 vạch và 6 vạch: 3 vạch đầu đọc liền nhau là giá trị điện trở, vạch thứ 4 là mũ, vạch thứ 5 là sai số. Giá trị của điện trở bằng: 3 vạch . 10 mũ vạch 4. Vạch thứ 5 là sai số. + Đối với điện trở dán(chip-resistor): Giá trị của điện trở bằng: 2 số đầu. 10 mũ số thứ 3. 6
Ví dụ: + Đối với điện trở nhỏ hơn 10 Ôm(Ohm): Giá trị của điện trở bằng : vạch 1+ vạch 2 chia cho 10 mũ vạch 3. Vạch 3: đen =0 ;vàng = 1; bạc 2; Ví dụ: 7
1.3. Biến trở: Ngoài các điện trở có giá trị không thay đổi như trên còn có một số loại điện trở có giá trị có thể thay đổi được theo một điều kiện nào đó. + Quang trở là điện trở có giá trị thay đổi theo cường độ sáng chiếu vào điện trở. + Biến trở nhiệt: có giá trị thay đổi theo nhiệt độ. + Loại biến trở chúng ta hay gặp nhất là loại biến trở chúng ta có thể thay đổi bằng cách xoay vít. 8
1. 2.Tụ điện: Tụ điện là linh kiện cũng được dùng phổ biến như điện trở. Sự khác nhau giữa tụ điện và điện trở đó là sự cản trở của tụ điện phụ thuộc vào tần số điện áp. Đặc trưng cho tính cản trở của tụ là dung kháng. Tính theo công thức sau: f: tần số điện áp- Hz. C: giá trị của tụ điện- Fara. Ký hiệu của tụ điện: Tụ điện phân cực Tụ điện không phân cực. Sự khác nhau giữa tụ phân cực và không phân cực: Tụ không phân cực thì 2 cực của tụ có vai trò như nhau, giá trị của tụ không phân cực thường nhỏ( picro Fara. Tụ phân cực thì có 2 cực tính dương và âm không thể dùng l ẫn lộn. Giá trị của tụ phân cực thường lớn 1 đến hàng ngàn uF(Micro Fara). 9
3.1.Phân loại: Tụ điện trong thực tế được phân ra làm nhiều loại và theo nhiều cách khác nhau nhưng có thể kể ra là: tụ thường, tụ hóa, tụ xoay, vv.. Theo chất liệu có tụ giấy, tụ gốm, tụ sứ, vv.. Bản chất tụ điện là một kho điện nó có khả năng nạp điện và cho tới khi đã bão hòa thì nó sẽ lại phóng điện Sơ đồ nạp – phóng của tụ : Do vậy mà tụ điện được sử dụng đặc biệt trong mạch tạo dao động, tạo xung, mạch lọc vv… Chú ý khi sử dụng tụ hóa do đặc thù nó có chân + và chân – nên khi đấu vào mạch ta cần chú ý chiều của nó. 10
3.2.Tụ hóa : 3.3.Cách đoc giá trị tụ điện: Tụ không phân cực, phổ biến là tụ gốm( tụ đất), đọc giống đọc trở dán. Đơn vị là pF. Tụ phân cực( tụ hóa) giá trị và cực tính ghi trên tụ. Tụ xoay: Ngoài loại tụ có giá trị thay đổi bằng cách vặn vít như biến trở. 2. 3. Diode: 3.1. Mô tả: Diode được cấu tạo từ 2 lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau. Diode có 2 cực Anốt và Katốt. Nó chỉ cho dòng điện đi theo 1 chiều từ Anốt sang Katốt(Chính xác là khả năng cản trở dòng điện theo chiều AK là rất nhỏ, còn KA là rất lớn). Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện. Kí hiệu của diode: 11
3.2.Phân loại: Theo chức năng có một số loại diode ngoài diode chuẩn. Một số loại diode thường gặp: + Diode chuẩn phổ biến: 4001,4002,…4007 + Led: Diode có khả năng phát sáng. Có : led đơn 1 màu , 2 màu , nhiều mầu. Led 7 thanh để hiển thị số, led ma trận để hiển thị kí tự bất kì. 12
+ Diode zener: dùng để ổn định điện áp. Hoạt động ở chế độ phân cực ngược(KA). + Photo diode: diode thông khi có đ ủ cường độ ánh sáng chiếu vào. * Khi diode thông thì UAK=1,4V. 5-Transistor Kí hiệu transistor 13
Gồm 3 miền bán dẫn khác loại(P-N) xếp xen kẽ nhau. Và có tran thuận npn, tran ngược pnp Sử dụng các tran ta quan tâm tới tên và các thông số của transistor Trong thực tế tran thuận thường là các tran C vd như : C828.. Và các tran ngược bắt đầu với chữ cái A như: A564, A1015, vvv… 5.1. Tác dụng của transitor: Trong các mạch điện tử transistor được sử dụng rất nhiều với nhiều chức năng khác nhau cụ thể người ta sử dụng tran như một bộ đệm với chức năng khuếch đại, và đặc biệt trong điện tử số và các IC số transistor được sử dụng trong chế độ khóa.Trong chế độ khóa các tran l àm việc như những công tắc hay thường gọi là các Van điện tử để van này hoạt động ta cần đặt vào B một điện áp > Ube trong chế độ bão hòa. Transistor có hai dòng là dòng TTL và dòng CMOS Các tran CMOS là các bóng hoạt động sử dụng nguyên lý điện từ , nên công suất tổn hao nhỏ, được sử dụng như các van có tần số đóng cắt lớn Điều lưu ý khi sử dụng các tran CMOS khi lắp các tran này vào mạch và vận hành với nguồn đầy đủ thì không được hở cực GATE. Vì khi đó bóng sẽ sèo luôn . Đó cũng là lý do mà tại sao làm mạch và hàn mạch cần thật tốt không để hở các chân linh kiện nếu không để hở G thi tran sẽ cháy ngay. 14
6.LED 7 thanh (7_seg.... ) Là một linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các mạch, các modul, các thiết bị… Led 7 thanh dùng để hiện thị các thông tin dạng số liệu, và trên thực tế để vừa có thể hiển thj số liệu và các thông tin khác dạng kí tự thì người ta sử dụng một loại linh kiện tương tự là led 12 thanh, hay nhiều thanh trên. Phân loại: có nhiều cách phân loại chúng nhưng phổ biến là theo 2 loại là: LED 7 thanh Anot chung và LED 7 thanh katot chung Và trong các loại đó lại phân ra thành các loại như: LED đơn, LED kép, LED gồm 4 led đơn,… Tùy theo sự tiện ích và mục tiêu các thiết kế mà ta có thể lựa chọn chúng. Nguyên lý chung của các loại led trên như hình vẽ: Như vậy led 7 thanh là các led phát quang ở các thanh. Việc phối hợp các led ở mỗi thanh sáng sẽ tạo ra các chữ số. Dưới đây là hình vẽ của các loại led 7 thanh và sơ đồ chân của chúng: 15
Trong đó 1,2,3,4 là các chân Anot hoặc Katot chung của 4 led đơn trong bộ led. 3. 5.Cách li quang: 5.1. Mô tả: Là linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm 1 led và 1 photo diode hoặc transitor. Được sử dụng để tách(về điện) giữa các khối chênh lệch nhau về công suất như khối số( dòng nhỏ, điện áp 0-5V) với khối công suất( dòng lớn vài A,chục A, áp hàng chục, hàng trăm V). 5.2.Cách ly quang thông dụng: 7.1.Ứng dụng Bộ cách ly là linh kiện sử dụng trong các ứng dụng điều khiển đóng cắt các mạch điện ( đặc biệt là mạch công suất ) phía sau bộ điều khiển, việc cách ly này thực hiện bằng ánh sáng. 7.2.Nguyên lý cấu tạo chung của các bộ cách ly: Bao gồm một bên phát ánh sáng ( thường là LED ) và một bên thu ( thường là photodiot, phototransistor, phototiristor,..) 7.3.Phân loại: Bộ cách ly được phân loại theo nhiều cách khác nhau, như: bộ cách ly đơn, kép,… Có nhiều bộ cách ly có thể ghép cùng nhau tạo thành các IC nhiều chân. Và cách phân biệt tuyệt nhất là theo dòng điện đóng cắt: Cách ly một chiều, Cách ly xoay chiều. 16
7.4.Hình vẽ nguyên lý: VD: Cách ly một chiều như: 4N35, PS205-1, PS205-2, PS205-3,…. Cách ly xoay chiều như: MOC3020, MOC3021, MOC3022, vv… Các bộ cách ly một chiều thường sử dụng với các ứng dụng đóng mở dòng điện một chiều, còn các bộ cách ly xoay chiều thường sử dụng đóng mở dòng xoay chiều có phối kết hợp sử dụng các van công suất hay rơle. Ta sẽ đi xem xét sơ lược một vài bộ cách ly thường được sử dụng trong thự tế. 17
- Bộ cách ly : Cụ thể chúng ta có thể tìm hiểu và đi vào các ứng dụng cụ thể với việc tham khảo datasheet của linh kiện. -- Bộ cách ly : 18
Đây là bộ cách ly xoay chiều được dùng khá phổ biến, trong các mạch điều khiển phối kết hợp với các rơle và đặc biệt là với các van công suất như: Tiristor, Triac,… Bên phát của nó vẫn là một LED thường và bên thu là một Phototriac. 8-Relay ( Rơ Le ) Cấu tạo của rơle như hình vẽ dưới Về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của rơle là dựa trên lực hút điện từ của nam châm điện kết hợp với hệ thống các tiếp điểm. 8.1.Phân loại: Rơle được phân loại theo rất nhiều cách khác nhau. Theo dòng điện thì phần thành rơle 1 chiều, rơle xoay chiều - Theo số điểm cực thì có rơle đơn cực hoặc rơ le nhiều tiếp điểm. - ….. Trong thực tế rơle được sử dụng rất nhiều và vô cùng đa dạng về hình thức và ứng dụng. Role còn có nhiều loại chuyên dụng như nhiều loại rơ le như: Rơle đòng/ áp cực đại, Rơle điện từ, Rơle số vv… 19
8.2.Điều khiển đóng mở rơle: Khi ta cấp một điện áp vào hai đầu cuộn hút thì rơle sẽ hoạt động đóng các tiếp diểm lại với nhau. Tùy theo loại rơle được đk bằng điện áp là bao nhiêu như rơle: +5V, +12V…DC hay AC… 4. 6. Rơ le: 6.1.Mô tả: Rơ le cũng là 1 thiết bị điện dùng để đóng cắt như một công tắc. 6.2.Cấu tạo và kí hiệu của rơle: 6.3.Phân loại: Có 1 số loại rơ le như sau: + Rơ le điện: đóng cắt bằng điện. + Rơ le từ : đóng cắt bằng từ. + Rơ le nhiệt: đóng cắt bằng nhiệt. + Rơ le thời gian: sau 1 thời gian thì rơle đóng ,cắt. 6.4.Đóng mở Rơ le: Đóng rơ le bằng cách cho điện vào hai cực của nam châm điện. Tùy loại rơ le 5V , 12V, hay 24V mà ta đưa áp vào 2 cực nam châm điện. 20