Giáo trình Kỹ thuật điện tử được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên giải thích, phân tích cấu tạo nguyên lý các linh kiện kiện điện tử thông dụng; Nhận dạng chính xác ký hiệu của từng linh kiện, đọc và kiểm tra chính xác trị số cũng như cực tính của chúng; Phát biểu được khái niệm về kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản. Kí hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng sự thật của các cổng lôgic.
HÀN LINH KIỆN
Dụng cụ hàn
Dụng cụ hàn bao gồm: Mỏ hàn và đế mỏ hàn (xem hình vẽ 1.1)
Mỏ hàn là công cụ thiết yếu dùng để nung chảy chì hàn, giúp kết nối chắc chắn các chân linh kiện với bảng mạch hoặc giữa các linh kiện với nhau.
Đế mỏ hàn là thiết bị quan trọng dùng để giữ mỏ hàn khi không sử dụng, đặc biệt khi mỏ hàn vẫn còn nóng Việc sử dụng đế mỏ hàn giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các vật dụng xung quanh, tránh nguy cơ bị bỏng hoặc gây hỏa hoạn do tiếp xúc với mỏ hàn nóng.
2 cũng là nơi giữ nhựa thông để thuận tiện hơn cho công việc hàn mạch
Hình 1.1 Mỏ hàn và đế mỏ hàn
Cách sử dụng mỏ hàn:
Trong giai đoạn đầu, hai sinh viên có thể cùng nhau hàn một bảng mạch, với một người giữ linh kiện trong khi người còn lại thực hiện việc hàn Sau đó, hai sinh viên sẽ hoán đổi vai trò cho nhau Quy trình hàn linh kiện sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng mỏ hàn.
- Chấm mỏ hàn vào nhựa thông để rửa sạch mỏ hàn, giúp việc hàn mạch dễ dàng hơn
- Cho mỏ hàn tiếp xúc với mối hàn để truyền nhiệt
- Cho chì hàn vào mối hàn, chì hàn sẽ chảy đều khắp mối hàn
- Đồng thời rút chì hàn và mỏ hàn ra khỏi mối hàn
- Kiểm tra lại mối hàn:
+ Mối hàn phải chắc chắn
+ Mối hàn ít hao chì
Khi chọn mỏ hàn điện, nên ưu tiên loại sử dụng điện trở đốt nóng thay vì mỏ hàn đốt nóng theo nguyên lý ngắn mạch thứ cấp biến áp Mỏ hàn thông thường có công suất 40W; nếu sử dụng mỏ hàn có công suất lớn hơn, có thể dẫn đến một số vấn đề không mong muốn.
Nhiệt lƣợng quá lớn từ mỏ hàn khi tiếp xúc với linh kiện có thể làm hỏng linh kiện
Nhiệt độ cao trong quá trình hàn có thể gây oxy hóa bề mặt dây dẫn đồng, làm cho việc hàn trở nên khó khăn hơn Hơn nữa, nhiệt lượng lớn còn có khả năng làm cháy nhựa thông, tạo ra lớp đen bám trên mối hàn, từ đó giảm độ bóng và tính thẩm mỹ của sản phẩm hàn.
Nhiệt lượng quá lớn đòi hỏi người sử dụng phải khéo léo để truyền nhiệt thật nhanh và đủ vào nơi hàn
Nhiệt lƣợng quá lớn cũng có thể làm gãy mũi hàn
Một vài điểm lưu ý khi sử dụng mỏ hàn:
Sau khi hoàn tất quá trình hàn, cần tắt mỏ hàn ngay lập tức để bảo vệ đầu mỏ hàn Việc này giúp tránh tình trạng gãy mũi mỏ hàn do tiếp tục cung cấp nguồn điện quá lâu mà không sử dụng.
- Mỏ hàn khi tạm thời không sử dụng phải đặt ngay vào đế mỏ hàn, tránh gây nguy hiểm cho các vật xung quanh cũng như người dùng.
Chì hàn và nhựa thông
Chì hàn đƣợc sử dụng để kết nối mối hàn
Chì hàn được sử dụng trong lắp ráp mạch điện tử có nhiệt độ nóng chảy từ 60oC đến 80oC, thường xuất hiện dưới dạng sợi ruột đặc với đường kính khoảng 1mm Tại thị trường Việt Nam, loại chì hàn này thường có lớp nhựa thông bọc bên ngoài, trong khi một số sản phẩm nhập khẩu lại có lớp nhựa thông nằm bên trong lõi Lớp nhựa thông này đóng vai trò quan trọng như chất tẩy, giúp nâng cao hiệu quả hàn.
4 ngay trong quá trình nóng chảy chì tại điểm cần hàn
Chì hàn có lớp nhựa thông bên ngoài thường có màu sắc bóng hơn so với những loại chì hàn không được bọc lớp nhựa thông.
Nhựa thông, hay còn gọi là chloro-phyll, là một loại diệp lục tố được chiết xuất từ cây thông Thông thường, nhựa thông có dạng rắn và màu vàng nhạt khi không chứa tạp chất.
Nhựa thông không chỉ được sử dụng trong quá trình hàn mà còn được pha trộn với xăng và dầu lửa để phủ lên mạch in Mục đích của việc này là bảo vệ mạch in khỏi oxy hóa và tạo điều kiện thuận lợi cho việc hàn sau này Bên cạnh đó, lớp nhựa thông còn giúp tăng cường tính thẩm mỹ cho mạch in.
Công dụng của nhựa thông:
Rửa sạch (dùng làm chất tẩy) nơi cần hàn để chì dễ bám chặt
Sau khi hàn, nhựa thông sẽ tạo lớp phủ trên bề mặt mối hàn, giúp mối hàn trở nên bóng đẹp và bảo vệ khỏi các tác động của môi trường xung quanh Lớp nhựa thông này không chỉ ngăn chặn sự oxy hóa mà còn bảo vệ mối hàn khỏi nhiệt độ và độ ẩm.
Giảm nhiệt độ nóng chảy của chì hàn
Các lưu ý khi sử dụng chì hàn và nhựa thông
Chì hàn khi hàn nên đƣa vào mối hàn, tránh đƣa chì hàn vào mỏ hàn (mỏ hàn có thể hút chì hàn gây hao chì)
Khi sử dụng nhựa thông nên để vào đế mỏ hàn để tránh vỡ vụn nhựa thông.
Kiềm cắt, kềm mỏ nhọn
Trong quá trình lắp ráp, sửa chữa thông thường ta phải dùng đến hai loại kềm thông dụng đó là: kềm cắt và kềm mỏ nhọn (đầu nhọn)
- Cắt chân linh kiện trong quá trình hàn mạch
- Cắt các đoạn dây chì
- Cắt dây dẫn nối mạch
- Mỗi loại kềm cắt chỉ cắt được dây dẫn có đường kính tối đa thích hợp
- Nếu dùng các loại kềm cắt nhỏ để cắt các vật dụng có đường kính quá lớn có thể làm hƣ hỏng kềm
1.3.2 Kềm mỏ nhọn (xem hình 1.5)
- Dùng để giữ các đoạn dây đồng (khi xi chì)
- Dùng để giữ các chân linh kiện khi hàn
- Dùng để giữ các đoạn dây
- Dùng để bóc vỏ dây dẫn
Không nên sử dụng kềm mỏ nhọn để bẻ các vật cứng vì điều này có thể làm hỏng kềm Thay vào đó, hãy sử dụng kềm kẹp mỏ bằng để thực hiện việc bẻ hoặc uốn các vật cứng một cách hiệu quả và an toàn hơn.
- Không dùng kềm này nhƣ búa Vì điều này sẽ làm cho kềm mỏ nhọn bị cứng khi mở ra hay đóng lại, gây khó khăn khi sử dụng.
Các dụng cụ khác
Ngoài các dụng cụ thông thường đã được giới thiệu ở trên thì trong lúc thực hành, sinh viên cũng cần sử dụng thêm một vài loại dụng cụ khác:
Dao được sử dụng để cạo sạch lớp oxit bao quanh dây, chân linh kiện hoặc mối hàn, đồng thời cũng có tác dụng gọt lớp nhựa bao quanh dây dẫn.
- Giấy nhám: Sử dụng thay thế dao khi cần phải làm sạch lớp oxit
- Nhíp gắp linh kiện: sử dụng để tháo hoặc lắp linh kiện trên mạch.
PHƯƠNG PHÁP HÀN VÀ THÁO HÀN
2.1 Kỹ thuật hàn nối, ghép
Hàn dây đồng là một nghệ thuật đòi hỏi kỹ thuật để kết nối hai dây đồng với nhau Phương pháp này tương tự như hàn sắt, nhưng cần chú ý đến đặc tính riêng của đồng để đảm bảo độ bền và tính thẩm mỹ cho mối hàn.
Để làm sạch lớp oxyt hoặc lớp men bọc quanh dây, bạn có thể sử dụng dao hoặc giấy nhám Dây sẽ được coi là sạch khi có màu đồng sáng bóng, đặc biệt là màu hồng nhạt Sau khi làm sạch, việc xi chì cần phải được thực hiện ngay để tránh lớp oxyt tái phát Cần lưu ý rằng nếu sử dụng mỏ hàn có công suất quá lớn, nhiệt độ cao có thể làm tái xuất hiện lớp oxyt tại vị trí hàn.
Để tiến hành xi chì, trước tiên cần làm nóng dây dẫn bằng cách đặt đầu mỏ hàn dưới dây cần xi, đảm bảo chúng vuông góc với nhau Khi nhiệt được truyền, quan sát màu hồng của dây; màu này sẽ sẫm dần khi nhiệt độ tăng Trong quá trình này, đưa chì hàn có bọc nhựa thông tiếp xúc với dây dẫn, đặt chì hàn ở phía đối diện với đầu mỏ hàn.
Khi đạt đủ nhiệt độ, chì hàn sẽ chảy và bao quanh điểm cần hàn, lan tỏa từ trên xuống dưới về phía nguồn nhiệt Quá trình này giúp nhựa thông trong chì tan chảy, làm sạch điểm hàn và ngăn ngừa oxi hóa, đồng thời giúp chì nóng chảy bám tốt hơn vào dây Tuy nhiên, nếu cho quá nhiều chì vào điểm hàn, lớp hàn có thể trở nên dày hoặc bị đổi màu nâu do nhựa thông bị cháy.
Để hàn dây đồng hiệu quả, cần đảm bảo rằng dây đồng luôn tiếp xúc với đầu mỏ hàn và thực hiện theo nguyên tắc tiến hai bước lùi một bước, đồng thời xoay tròn dây đồng với mỗi bước khoảng 2mm Quan trọng là tại các khớp tiếp giáp giữa hai khoảng hàn, cần tránh sự tích tụ chì thành lớp dày, điều này giúp đảm bảo chất lượng mối hàn.
Chú ý: trong quá trình xi chì, ta tránh các động tác sau:
Khi sử dụng đầu mỏ hàn để kéo rê chì trên dây cần xi, lớp chì sẽ không bám hoàn toàn trên dây dẫn, dẫn đến việc lớp chì bị đánh sọc theo đường kéo rê Hơn nữa, một nhược điểm khác của phương pháp này là lớp chì xi không đạt được độ bóng mà thường có màu xám do thiếu nhiệt và nhựa thông.
- Đặt dây cần xi lên miếng nhựa thông, rồi dùng đầu mỏ hàn đặt tiếp xúc
Để thực hiện quá trình hàn, trước tiên cần làm nóng chảy nhựa thông và dây hàn, sau đó đưa chì hàn lên đầu mỏ hàn để làm chảy chì và bám vào dây Hành động này giúp ngăn chặn sự oxyt hóa bề mặt dây dẫn trong quá trình hàn, từ đó dễ dàng tạo lớp chì bám lên dây Tuy nhiên, nếu lượng nhựa thông chảy quá nhiều, nó sẽ bám lên bề mặt dây, khiến dây không còn bóng và có thể tạo thành lớp đen do nhựa thông cháy trên bề mặt chì của dây.
Hình 1.6 xi chì lên dây đồng trước khi hàn
2.1.1 Hàn nối hai đầu dây dẫn (xem hình 1.7)
Phương pháp hàn ghép đỉnh, hay còn gọi là hàn đỉnh, thường được sử dụng để tạo ra các đoạn dây dẫn hình đa giác hoặc nối dài hai dây dẫn ngắn Mặc dù phương pháp này có ứng dụng cụ thể, nhưng việc thực hiện mối hàn này khá khó khăn và độ bền cơ học của nó kém hơn so với các phương pháp hàn khác.
2.1.2 Mối hàn ghép song song (xem hình 1.8)
Trong quá trình nối hai dây dẫn, khoảng cách giao nhau thường được điều chỉnh theo yêu cầu cụ thể Đối với các buổi thực tập, nên bắt đầu với khoảng cách giao nhau tối thiểu là 5mm và sau đó tăng dần khi nâng cao trình độ.
Hình 1.8: Mối ghép song song
2.1.3 Mối hàn ghép vuông góc
Mối hàn đạt yêu cầu phải tạo chì bám xung quanh điểm đặt hai dây dẫn vuông góc nhƣ (hình 1.9)
Hình 1.9: Mối ghép vuông góc
Hàn mạch in là quá trình hàn các linh kiện cắm hoặc linh kiện dán lên board mạch in
2.2.1 Kỹ thuật hàn xuyên lỗ
Kỹ thuật hàn xuyên lỗ được thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Làm sạch bản mạch trước khi hàn linh kiện
Trước khi hàn linh kiện, việc làm sạch bản mạch in là rất quan trọng Chúng ta cần sử dụng giấy nhám nhuyễn để loại bỏ lớp đồng oxit, đặc biệt tại các điểm hàn, nhằm đảm bảo mối hàn dính thiếc tốt với tỷ lệ diện tích bề mặt cao Điều này đặc biệt cần thiết đối với những bản mạch chưa được phủ thiếc Để làm sạch các điểm hàn bằng đồng, có thể sử dụng một cục cao su bào mòn hoặc vật liệu tương tự.
- Bước 2: Vệ sinh đầu mỏ hàn trước khi hàn
+ Chùi sạch đầu mỏ hàn bằng Cleaning Wire (giống nhƣ miếng chùi nồi) mỗi lần trước khi hàn xem (hình 1.10)
Hình 1.10 Chùi sạch đầu mỏ hàn bằng Cleaning Wire
- Bước 3: Tráng chì hàn vào đầu mỏ hàn
Trước khi bắt đầu quá trình hàn, hãy sử dụng nhựa thông và chì hàn nóng chảy đặc để tráng đầu mỏ hàn Lưu ý không để chì hàn dính quá nhiều vào đầu mỏ hàn để đảm bảo hiệu quả hàn tốt nhất.
- Bước 4: Cắm linh kiện vào lỗ hàn:
Linh kiện là điện trở bẻ gập chân linh kiện bằng kìm vừa theo khoảng cách của 2 lỗ hàn
Cắm linh kiện vào lỗ hàn
Bẻ nghiêng chân linh kiện ở mặt hàn giúp linh kiện bám chắc vào bản mạch in, ngăn ngừa tình trạng linh kiện bị rơi ra khi hàn Ngoài ra, việc này cũng tăng cường độ bền vật lý cho linh kiện.
11 trong quá trình sử dụng
- Bước 5: Bấm chân linh kiện
Việc bấm chân linh kiện sau khi hàn thường được áp dụng do dễ thực hiện và giảm nguy cơ linh kiện rơi ra khỏi mạch in Tuy nhiên, phương pháp này không có lợi cho bản mạch in Do đó, tốt nhất là nên bấm chân linh kiện trước khi tiến hành hàn.
Bước 6: Để đảm bảo mối hàn chất lượng, hãy làm nóng đồng thời chân linh kiện và điểm hàn bằng cách đặt đầu mỏ hàn tiếp xúc với cả hai Nhiều người chỉ tập trung vào việc nung nóng điểm hàn trên bản mạch in, dẫn đến việc lá đồng dễ bị bong tróc hoặc chì hàn không tiếp xúc tốt với chân linh kiện, gây ảnh hưởng đến độ bền vật lý của mối hàn.
Hàn nhầm và hỏng là điều thường gặp trong quá trình hàn mạch Tuy nhiên, việc loại bỏ mối hàn không quá phức tạp Dưới đây là hướng dẫn cách loại bỏ mối hàn thông thường một cách hiệu quả.
Cách 1: Dùng dây đồng hút chì hàn
+Dùng dây đồng hút hết chì hàn
Cách này không đƣợc ƣa chuộng vì hút không sạch mối hàn
Cách 2: Dùng ống hút chì (hình 1.11)
- Sản phẩm xi: một lớp chì mỏng, bóng, phủ đều khắp dây đồng và ít hao chì
- Chắc chắn: đảm bảo không hở mạch khi có chấn động hoặc sử dụng lâu dài
- Sản phẩm hàn: chắc chắn, bóng, ít hao chì
Sử dụng dây đồng 1mm để hàn mắc lưới 10x10 cm (kích cỡ mỗi mắc lưới là 1x1 cm) (hình 1.12)
Hình 1.12 dây đồng 1mm để hàn mắc lưới
2.3 Kỹ thuật hàn linh kiện dán
2.3.1 Những dụng cụ cần thiết
2.3.2 Hàn điện trở dán, tụ dán
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẠCH SAU HÀN
3.1 Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn
Mạch in sau khi hoàn thiện phải đạt đƣợc một số yêu cầu sau:
- Mach in nhìn bằng mắt thường phải đẹp, linh kiện bố trí hợp lý, đơn giản
- Linh kiện trong mạch phải đƣợc thay thế dễ dàng khi bị hỏng
- Mạch hoạt động phải ổn định
- Mối hàn phải bền, đẹp, không bị dính sang mối hàn khác
3.2 Phương pháp xử lý mạch sau hàn
Sau khi hoàn thành tất cả các bước, tiến hành kiểm tra mạch bằng đồng hồ VOM hoặc đồng hồ điện tử để xác định tính thông mạch và các thông số khác của mạch in.
- Kiểm tra đường in nguồn điện trên mạch
- Kiểm tra linh kiện của mạch in đã đƣợc hàn
- Kiểm tra và test hoạt động của mạch
Hoàn thiện mạch và đƣa vào hoạt động
Câu 1: Hãy nêu phương pháp hàn và tháo hàn i :
Các ph ng pháp hàn (Phương pháp hàn trên dây đồng):
- Kỹ thuật hàn nối, ghép
Hàn nối hai đầu dây dẫn
Mối hàn ghép song song
Mối hàn ghép vuông góc
Kỹ thuật hàn xuyên lỗ: bao gồm 6 bước
- Kỹ thuật hàn IC dán:
Hàn điện trở dán, tụ dán gồm 3 bước
Hàn IC dán gồm 5 bước
Trong quá trình làm mạch, việc hàn nhầm hoặc hỏng là điều thường gặp Tuy nhiên, việc tháo bỏ mối hàn không quá phức tạp Dưới đây là những phương pháp phổ biến để loại bỏ mối hàn một cách hiệu quả.
Cách 1: Dùng dây đồng hút chì hàn
+ Dùng dây đồng hút hết chì hàn
Cách này không đƣợc ƣa chuộng vì hút không sạch mối hàn
Cách 2: Dùng ống hút chì
Câu 2: Hãy nêu phương pháp xử lý mạch sau hàn i : Ph ng pháp xử l mạch sau hàn
Sau khi hoàn tất tất cả các bước, chúng ta tiến hành kiểm tra mạch bằng cách sử dụng đồng hồ VOM hoặc đồng hồ điện tử để xác định thông mạch và các thông số khác của mạch in.
- Kiểm tra đường in nguồn điện trên mạch
- Kiểm tra linh kiện của mạch in đã đƣợc hàn
- Kiểm tra và test hoạt động của mạch
Hoàn thiện mạch và đƣa vào hoạt động
Bài tập: iến hành hàn các mạch điện tham h o sau:
Bài 1: Tháo và hàn các linh kiện trên board mạch (hình 2.22)
Hình 1.22 sơ đồ mạch điều khiễn dàn nóng
Hình 1.24 Board nguồn đầu vào của máy Panasonic Inverter
Bài 2: Hàn mạch dao đ ng IC 555 (hình 1.25) i :
Hình 1.25 mạch dao d ng dùng IC 555
Hình 1.26 Cách hàn linh kiện
Khi hàn mạch Bạn làm theo trình tự sau:
- Cắm linh kiện và board mạch in
Khi thực hiện hàn, đầu tiên cần sử dụng mõ hàn để làm nóng khu vực hàn, sau đó cho chì vào và chờ cho chì chảy đều phủ kín chỗ hàn Sau khi chì đã chảy, hãy lấy chì ra trước, rồi mới rút mõ hàn ra và chờ cho khu vực hàn nguội Cuối cùng, tiến hành cắt chân linh kiện.
- Nếu vết hàn nhìn thấy láng bóng là tốt Nếu vết hàn nhám sần là do thiếu nóng và nếu vết hàn chảy bẹp ra là do quá nóng
CHƯƠNG 2: LẮP RÁP MẠCH PH N CỰC BẰNG CẦU PH N ÁP SỬ
Mã CHƯƠNG: MH 13 - 02 GIỚI THIỆU
Trong mạch điện, giả sử ta cần điện áp 6V từ nguồn cung cấp 9v, ta phải sử dụng đến cầu chia áp
- Trình bày đƣợc cấu tạo, ký hiệu và phân loại điện trở
- Trình bày được phương pháp đo, đọc và kiểm tra điện trở
- Tính toán đƣợc các thông số của mạch
- Nhận biết được các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa
- Lắp ráp đƣợc mạch phân cực bằng cầu phân áp sử dụng điện trở theo đúng yêu cầu kỹ thuật
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Có ý thức về an toàn lao động, tính cẩn thận, chính xác trong quá trình lắp ráp
1 CẤU TẠO, KÝ HIỆU VÀ P-H N LOẠI ĐIỆN TRỞ
Điện trở là một linh kiện thụ động có chức năng cản trở dòng điện và tạo ra sự sụt áp, từ đó thực hiện các chức năng khác nhau tùy thuộc vào vị trí của nó trong mạch điện.
1.2 Cấu trúc, hình dáng và ký hiệu
Hình 2.1 Ký hiệu điện trở
Hình 2.2 Hình dáng bên ngoài
2.2 Hình dạng thực tế điện trở loại nhỏ
- Đặc tính điện trở : Điện trở tỉ lệ thuận với điện áp U và tỉ lệ nghịch với dòng điện I theo công thức : Ứng dụng của điện trở:
Trong sinh họat, điện trở đƣợc ứng dụng để chế tạo các lọai dụng cụ điện nhƣ: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn,
Trong công nghiệp, điện trở được dùng để chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng điện khởi động động cơ,
Ví dụ 1: Điện trở dùng làm cầu phân áp :
Để cung cấp điện cho mạch điện tử hoạt động hiệu quả, cần sử dụng cầu phân áp nhằm chia điện áp nguồn thành điện áp mong muốn.
Thí dụ : Từ hình trên cho R1 = 5K, R2 = 10K, Vcc = 15V thì :
Ví dụ 2: Phân phối dòng điện thích hợp cho tải :
Khi điện áp nguồn và điện áp tải không tương xứng nhau, thì người ta dùng điện trở để phân phối dòng thích hợp
- hí dụ : Ta có nguồn Acquy Vcc= +12V, muốn cấp nguồn cho bóng đèn
Hình 2.4 sơ đồ mạch khảo sát nguyên lý
- Công suất của điện trở :
1.2.1 Điện trở than ( Cacbon ): Điện trở than là hỗn hợp của bột than và các chất khác, tùy tỉ lệ pha trộn mà điện trở có trị số lớn hay nhỏ, bên ngòai đƣợc bọc bằng lớp cách điện Trị số đƣợc ghi bằng các vòng màu theo quy ƣớc
24 của Mỹ Loại điện trở này có trị số điện trở rộng và công suất tương đối nhỏ ( 1/16W, 1/8W, 1/4W, 1/2W)
1.2.2 Điện trở dây quấn : làm bằng hợp kim NiCr quấn trên một lõi cách điện Animăng, đất nung, sành, sứ,… Bên ngoài phủ một lớp võ nhựa cứng và 1 lớp sơn cách điện Loại điện trở này có trị số nhỏ ( 0,1 – 10) nhƣng công suất lớn ( trên 1W)
1.2.3 Các loại điện trở hác:
1.2.3.1 Biến trở ( VR- Variable Resistor ) : Biến trở hay còn gọi là chiết áp là loại điện trở có thể thay đổi giá trị theo yêu cầu Ký hiệu biến trở :
Các trị số của biến trở than là: 100 - 220 470 -1K - 2,2K- 4.7K - 10K - 47K - 100K - 200K -470K - 1M -2M
Hình 2.5 Hình dạng các biến trở thực tế
1.2.3.3 Mạng điện trở : Là các điện trở đƣợc nhốt trong cùng một vỏ, giá trị các điện trở này là nhƣ nhau, chúng có một điểm chung :
Thí dụ : Mạng 8 điện trở 470
1.2.3.4 Điện trở SMD : Loại này thường dùng ở các mạch phức tạp như máy vi tính, …
1.2.3.5 Nhiệt trở ( Th - Thermistor ) : Nhiệt trở là loại điện trở có giá trị thay đổi theo nhiệt độ Có 2 loại :
+ Nhiệt trở âm (NTC –Negative Temperature Coefficient): khi nhận nhiệt độ cao thì điện trở giảm
+ Nhiệt trở dương (PTC - Positive ) : khi nhận nhiệt độ cao thì điện trở tăng
- Ký hiệu và hình dạng thực tế:
1.2.3.6 Quang trở (PhotoResistor): Quang trở có giá trị thay đổi tuỳ vào ánh sáng chiếu vào Độ chiếu sáng mạnh thì điện trở giảm và ngƣợc lại
- Ký hiệu và hình dạng thực tế : chung Chân
+ Đƣa 2 que đo vào 2 đầu quang trở và cho ánh sáng chiếu vào thì điện trở nhỏ (2K), che ánh sáng lại điện trở lớn ( 70K) thì quang trở tốt
2 PHƯƠNG PHÁP ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA ĐIỆN TRỞ
2.1 Đọc trị số điện trở:
Điện trở có trị số ghi trực tiếp trên thân thường là loại điện trở công suất lớn, với giá trị điện trở và công suất tiêu tán được nhà sản xuất in rõ ràng trên bề mặt của thiết bị.
* hi ch : + Ngoài loại trên thì thường ghi các chữ R, K, M
+ Nếu có 3 chữ số thì số thứ 3 biểu thị lũy thừa của 10
+ Đặc biệt nếu chữ thứ 3 là số 0 thì đó là giá trị thực của điện trở
- Trị số điện trở được sơn bằng mã màu :
Hầu hết các điện trở trong mạch điện tử được đánh dấu giá trị bằng mã màu Bảng quy ước mã màu cho điện trở được trình bày dưới đây.
Hình 2.6 Cách đọc giá trị điện trở
- Nếu không có vòng số 4 ( Loại điện trở có 3 vòng màu ) thì sai số là 20%
Hiện nay, điện trở than 5 vòng màu được biết đến với độ chính xác cao hơn so với các loại khác Trong đó, vòng thứ tư biểu thị bội số, còn vòng thứ năm thể hiện sai số.
* Các trị số điện trở thực tế:
Bảng 2.2 trị số điện trở thực tế
2.2 Đo điện trở bằng VOM:
Bươc1 : Cắm que đen vào cổng COM và que đỏ vào (+)
Bước 2 : Vặn núm chọn thang đo vào các vị trí như : x1, x10, 100, x1K, 10K tùy theo trị số điện trở nhỏ hay lớn
Bước 3 : Chập 2 que đo lại, kim sẽ nhảy lên và điều chỉnh núm ADJ ( chỉnh
0) để kim chỉ đúng số 0
Bước 4 : Chấm 2 que đo vào 2 chân điện trở và đọc trị số trên mặt chia độ nhân với thang đo để có kết quả Ohm
Khi đo điện trở có giá trị từ vài chục K trở lên, cần tránh chạm tay vào hai chân của điện trở, vì điều này có thể làm tăng đáng kể trị số đo Để có kết quả chính xác, nên đọc trực tiếp và sử dụng vòng màu trên thiết bị VOM.
- So sánh 2 kết quả đƣa ra nhận xét
Vậy khi mắc nối tiếp 2 điện trở lại với nhau thì giá trị điện trở tăng
Vậy khi mắc song song hai điện trở thì trị số điện trở sẽ giảm
Thông số kỹ thuật của điện trở:
- Trị số của điện trở
Công suất của điện trở là giá trị tối đa mà nó có thể tiêu tán mà không bị hỏng Nếu dòng điện qua điện trở vượt quá mức cho phép, điện trở sẽ bị cháy Do đó, khi lựa chọn điện trở, chúng ta thường chọn công suất điện trở P R ≥ 2.P để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.
3 LẮP RÁP MẠCH PH N CỰC BẰNG CẦU PH N ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ 3.1 Tính chọn điện trở:
3.1.1 Đinh luật Ohm hai đầu điện trở : Cường độ dòng điện I trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp ở 2 hai đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó
- R : điện trở ( Ohm) : là đơn vị để đo sức cản của một vật dẫn ( bất cứ vật dẫn nào cũng có điện trở)
3.1.2 Định luật Ohm trong mạch ín: dòng điện trong mạch kín tính bằng công thức
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý
Một nút điện là chổ nối các nhánh điện và phải có ít nhất 3 nhánh điệ
Tổng dòng điện tại 1 nút bằng không ( Tổng dòng điện đi vào bằng tổng dòng điện đa ra khỏi nút)
3.1.4 Định l hevenin ( Định l cầu phân thế):
- Áp dụng định luật Ohm trong mạch kín:
- Áp dụng định luật Ohm 2 đầu điện trở:
Trong sinh họat, điện trở đƣợc ứng dụng để chế tạo các lọai dụng cụ điện nhƣ: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn,
Trong công nghiệp, điện trở được dùng để chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng điện khởi động động cơ,
- hí dụ : Ta có nguồn Acquy Vcc= +12V, muốn cấp nguồn cho bóng đèn
Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện
- Công suất của điện trở :
3.2 Lắp mạch phân cực điện trở bằng cầu phân áp sử dụng điện trở
- Lắp mạch nhƣ hình vẽ:
3.3 Cấp nguồn cho mạch và khảo sát
+ Sử dụng VOM đo các giá trị V R1 , VR2 , VR3 , V01 , V02 , I ghi vào bảng kết quả
+ Áp dụng công thức lƣ thuyết tính các giá trị trên:
VR2 VR3 V01 V02 + Dựa vào 2 kết quả đo đƣợc và lƣ thuyết đƣa nhận nhận xét
- Lắp mạch song song nhƣ hình vẽ:
+ Sử dụng VOM đo các giá trị V R1 , VR2 , VR3 , I1 , I2 , I3 ghi vào bảng kết quả
+ Áp dụng công thức lƣ thuyết tính các giá trị trên:
I 1 I2 I3 VR1 VR2 VR3 + Dựa vào 2 kết quả đo đƣợc và lƣ thuyết đƣa nhận nhận xét
3.4 Cách đo giá trị và kiểm tra biến trở:
- Bước 1: Bật VOM ở thang đo X1K hoặc X10K
- Bước 2: Chập 2 que đo lại, kim sẽ nhảy lên vàđđiều chỉnh núm ADJ ( chỉnh 0) để kim chỉ đúng số 0
- Bước 3: Đưa 2 que đo vào 2 chân ngoài cùng (chân 1 và 3 )xác định giá trị biến trở
- Bước 4: Đưa 2 que đo vào chân 1 và 2 điều chỉnh núm xoay nếu kim lệch theo chiều xoay th 2 chân này tốt
- Bước 5: Đưa 2 que đo vào chân 3 và 2 điều chỉnh núm xoay nếu kim lệch theo chiều xoay th 2 chân này tốt
CHƯƠNG 3: LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU 1 PHA
LẮP RÁP MẠCH PHÂN CỰC BẰNG CẦU PHÂN ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ
PHƯƠNG PHÁP ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA ĐIỆN TRỞ
2.1 Đọc trị số điện trở:
Điện trở có trị số ghi trực tiếp trên thân thường là loại điện trở công suất lớn, trong đó nhà sản xuất cung cấp thông tin về giá trị điện trở và công suất tiêu tán ngay trên bề mặt sản phẩm.
* hi ch : + Ngoài loại trên thì thường ghi các chữ R, K, M
+ Nếu có 3 chữ số thì số thứ 3 biểu thị lũy thừa của 10
+ Đặc biệt nếu chữ thứ 3 là số 0 thì đó là giá trị thực của điện trở
- Trị số điện trở được sơn bằng mã màu :
Hầu hết các điện trở trong mạch điện tử đều được đánh dấu giá trị bằng mã màu Bảng quy ước mã màu được sử dụng để xác định giá trị của các điện trở này.
Hình 2.6 Cách đọc giá trị điện trở
- Nếu không có vòng số 4 ( Loại điện trở có 3 vòng màu ) thì sai số là 20%
Hiện nay, điện trở than 5 vòng màu được biết đến với độ chính xác cao hơn Trong đó, vòng thứ 4 biểu thị bội số và vòng thứ 5 thể hiện sai số.
* Các trị số điện trở thực tế:
Bảng 2.2 trị số điện trở thực tế
2.2 Đo điện trở bằng VOM:
Bươc1 : Cắm que đen vào cổng COM và que đỏ vào (+)
Bước 2 : Vặn núm chọn thang đo vào các vị trí như : x1, x10, 100, x1K, 10K tùy theo trị số điện trở nhỏ hay lớn
Bước 3 : Chập 2 que đo lại, kim sẽ nhảy lên và điều chỉnh núm ADJ ( chỉnh
0) để kim chỉ đúng số 0
Bước 4 : Chấm 2 que đo vào 2 chân điện trở và đọc trị số trên mặt chia độ nhân với thang đo để có kết quả Ohm
Khi đo điện trở có giá trị từ vài chục K trở lên, cần tránh chạm tay vào hai chân của điện trở vì điều này có thể làm tăng trị số đo Để có kết quả chính xác, hãy đọc trực tiếp bằng vòng màu hoặc sử dụng VOM.
- So sánh 2 kết quả đƣa ra nhận xét
Vậy khi mắc nối tiếp 2 điện trở lại với nhau thì giá trị điện trở tăng
Vậy khi mắc song song hai điện trở thì trị số điện trở sẽ giảm
Thông số kỹ thuật của điện trở:
- Trị số của điện trở
LẮP RÁP MẠCH PHÂN CỰC BẰNG CẦU PHÂN ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ
Công suất của điện trở là giá trị tối đa mà nó có thể tiêu tán, và nếu dòng điện vượt quá mức này, điện trở sẽ bị cháy Do đó, khi chọn điện trở, ta thường sử dụng công suất lớn hơn hoặc bằng gấp đôi công suất hoạt động, tức là P R ≥ 2.P.
3 LẮP RÁP MẠCH PH N CỰC BẰNG CẦU PH N ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ 3.1 Tính chọn điện trở:
3.1.1 Đinh luật Ohm hai đầu điện trở : Cường độ dòng điện I trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp ở 2 hai đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó
- R : điện trở ( Ohm) : là đơn vị để đo sức cản của một vật dẫn ( bất cứ vật dẫn nào cũng có điện trở)
3.1.2 Định luật Ohm trong mạch ín: dòng điện trong mạch kín tính bằng công thức
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý
Một nút điện là chổ nối các nhánh điện và phải có ít nhất 3 nhánh điệ
Tổng dòng điện tại 1 nút bằng không ( Tổng dòng điện đi vào bằng tổng dòng điện đa ra khỏi nút)
3.1.4 Định l hevenin ( Định l cầu phân thế):
- Áp dụng định luật Ohm trong mạch kín:
- Áp dụng định luật Ohm 2 đầu điện trở:
Trong sinh họat, điện trở đƣợc ứng dụng để chế tạo các lọai dụng cụ điện nhƣ: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn,
Trong công nghiệp, điện trở được dùng để chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng điện khởi động động cơ,
- hí dụ : Ta có nguồn Acquy Vcc= +12V, muốn cấp nguồn cho bóng đèn
Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện
- Công suất của điện trở :
3.2 Lắp mạch phân cực điện trở bằng cầu phân áp sử dụng điện trở
- Lắp mạch nhƣ hình vẽ:
3.3 Cấp nguồn cho mạch và khảo sát
+ Sử dụng VOM đo các giá trị V R1 , VR2 , VR3 , V01 , V02 , I ghi vào bảng kết quả
+ Áp dụng công thức lƣ thuyết tính các giá trị trên:
VR2 VR3 V01 V02 + Dựa vào 2 kết quả đo đƣợc và lƣ thuyết đƣa nhận nhận xét
- Lắp mạch song song nhƣ hình vẽ:
+ Sử dụng VOM đo các giá trị V R1 , VR2 , VR3 , I1 , I2 , I3 ghi vào bảng kết quả
+ Áp dụng công thức lƣ thuyết tính các giá trị trên:
I 1 I2 I3 VR1 VR2 VR3 + Dựa vào 2 kết quả đo đƣợc và lƣ thuyết đƣa nhận nhận xét
3.4 Cách đo giá trị và kiểm tra biến trở:
- Bước 1: Bật VOM ở thang đo X1K hoặc X10K
- Bước 2: Chập 2 que đo lại, kim sẽ nhảy lên vàđđiều chỉnh núm ADJ ( chỉnh 0) để kim chỉ đúng số 0
- Bước 3: Đưa 2 que đo vào 2 chân ngoài cùng (chân 1 và 3 )xác định giá trị biến trở
- Bước 4: Đưa 2 que đo vào chân 1 và 2 điều chỉnh núm xoay nếu kim lệch theo chiều xoay th 2 chân này tốt
- Bước 5: Đưa 2 que đo vào chân 3 và 2 điều chỉnh núm xoay nếu kim lệch theo chiều xoay th 2 chân này tốt
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU 1 PHA DÙNG
CẤU TẠO, KÝ HIỆU PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH CỦA TỤ ĐIỆN
Hình 3.9 Đặc tính Volt-Amper của diode
* hi ch : Điệp áp phân cực để diode dẫn là V (Si) = (0,6 – 0,7)V và V
(Ge) = (0,2 – 0,3)V Còn điện áp để diode dẫn bảo hoà đối với Si = (0,8-0,9)V và Ge = (0,4-0,5)V
1.5 Ph ng pháp đo, đọc và iểm tra Diode
Ta sử dụng nguồn Pin 1,5V (3V) của VOM để đo thuận và nghịch của diode Thông thường, que đen được kết nối với cực dương của Pin, trong khi que đỏ nối với cực âm của Pin.
Để xác định chân A và K của diode, bạn cần vặn thang đo Rx100 và thực hiện hai lần đo với que đo Trong mỗi lần đo, nếu kim đồng hồ lên, điều đó có nghĩa là diode đã được phân cực thuận Que đen được nối vào chân nào thì chân đó là chân A, trong khi chân còn lại sẽ là cực K.
+ Nếu đo 2 lần kim lên thì diode bị đánh thủng
+ Nếu đo 2 lần kim không lên thì diode bị đứt
2 CẤU TẠO, KÝ HIỆU PH N LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH CỦA TỤ ĐIỆN
2.1 Cấu tạo và ký hiệu
Tụ điện là thiết bị gồm hai bản cực dẫn điện đặt song song, được ngăn cách bởi một lớp cách điện gọi là điện môi Các chất cách điện thường sử dụng bao gồm giấy, dầu, mica, gốm và không khí, và tên gọi của tụ điện thường dựa vào loại chất cách điện này, ví dụ như tụ giấy, tụ gốm và tụ không khí.
Hình 3.10 Cấu tạo tụ điện
- Tụ điện ký hiệu là C và có đơn vị là Fara, thực tế đơn vị Fara rất lớn nên người ta thường dùng các ước số của Fara là :
2.2 Đặc tính của tụ: Đặc tính nạp, xã của tụ :
Khi K ở vị trí 1, tụ điện bắt đầu nạp điện, dẫn đến điện áp trên hai đầu tụ tăng từ 0V lên V DC theo hàm mũ theo thời gian t Điện áp tức thời trên hai đầu tụ có thể được tính bằng công thức cụ thể.
Trong đó : - gọi là hằng số thời gian nạp điện của tụ qua R và C ( =R.C )
Sau thời gian t = τ, tụ điện đạt điện áp Vc là 0,63VDC Đến thời gian t = 5τ, điện áp của tụ tăng lên 0,99VDC, cho thấy tụ gần như đã được nạp đầy.
Khi điện áp tăng dần, dòng điện nạp vào tụ giảm dần từ giá trị cực đại ban đầu là I = V DC / R xuống 0A Dòng điện nạp tức thời của tụ được tính theo công thức.
Khi công tắc K được bật ở vị trí 2, tụ điện sẽ xả qua điện trở R, dẫn đến điện áp trên tụ giảm dần từ giá trị V DC xuống 0V theo hàm mũ theo thời gian t Điện áp trên hai đầu tụ có thể được tính toán theo công thức cụ thể.
Sau thời gian t = , điện áp trên tụ giảm xuống còn 0,37VDC, tức là đã xả hết 0,63VDC Đến thời gian t = 5, điện áp trên hai đầu tụ chỉ còn 0,1VDC, cho thấy tụ đã gần như xả hoàn toàn.
Dòng điện xã của tụ tính theo công thức
Dòng điện một chiều không thể chạy qua tụ điện vì nó chỉ cho phép dòng điện nạp vào và sau đó ngừng lại Tụ điện có sức cản rất lớn đối với dòng điện một chiều, vì vậy không thể duy trì dòng chảy liên tục.
Dòng xoay chiều chạy qua tụ điện bằng cách nạp và xả liên tục theo sự biến đổi của dòng điện, trong đó tụ điện có một sức cản được gọi là dung kháng Zc.
* óc pha : Dòng điện I sớm pha hơn điện áp V 1 góc 90 0
Loại tụ điện này được chế tạo từ hai lá nhôm mỏng và hóa chất axit borax, với các lớp giấy mỏng đặt giữa hai lá nhôm, sau đó cuộn tròn thành hình trụ Tất cả được bao bọc trong một hộp nhôm, trong đó chất borax tác dụng với nhôm để tạo ra điện môi.
- Tụ hoá có điện dung từ 1F 10.000F là tụ có phân cực dương và âm Điện áp làm việc nhỏ hơn 500V
- Ký hiệu và hình dạng thực tế :
* Tụ sứ ( gốm, Ceramic) : Là loại tụ không cực tính , tụ sứ có điện dung từ 1pF 1F
- Ký hiệu và hình dạng thực tế :
Hình 3.14 Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ
Tụ không cực tính (NON-POLARIED) là loại tụ điện không có cực tính dương hay âm, có hình dáng tương tự như tụ hóa Loại tụ này thường được sử dụng phổ biến trong các bộ lọc của thùng loa.
- Ký hiệu và hình dạng thực tế :
2.3.2 ụ thay đổi ( ụ xoay) : Dùng để thay đổi giá trị điện dung theo ý muốn Tụ gồm 2 phần lá kim loại đặt cách điện với nhau : phần lá cố định và
52 phần lá quay quanh 1 trục Điện môi thường là không khí hay những lá cách điện bằng chất dẻo
- Ký hiệu và hình dạng thực tế:
Hình 3.15 Ký hiệu và hình dạng thực tế của tụ
- Tụ này thường dùng trong các mạch cộng hưởng cao tần của máy thu vá máy phát vô tuyến điện
2.3.3 ụ tinh chỉnh : Thường dùng để chỉnh mạch cho chính xác Khi chỉnh đến giá trị mong muốn thì cố định tụ ở trị số đó
Khi sử dụng ta phải biết 2 thông số chính của tụ là
Khi thực hiện sửa chữa máy móc hoặc cân chỉnh mạch điện, nếu không có sẵn các tụ điện với giá trị và điện áp làm việc như mong muốn, chúng ta có thể tiến hành ghép tụ để đạt được yêu cầu kỹ thuật.
Khi mắc nối tiếp thì điện dung tương đương nhỏ hơn điện dung củ một tụ, còn điện thế chung thì tăng
Khi các tụ điện được mắc song song, điện dung tương đương sẽ bằng tổng các điện dung của các tụ ghép song song Đồng thời, điện thế tương đương sẽ là điện thế nhỏ nhất trong số các tụ điện.
* hi ch : Khi mắc tụ ta nên chọn điện áp làm việc của các tụ bằng nhau
2.4 Ph ng pháp đo, iểm tra ụ điện
Phương pháp bằng đồng hồ kim đối với tụ hóa :
- Khi dùng đồng hồ kim ta lấy nguồn pin trong đồng hồ để nạp điện cho tụ + Nếu tụ có điện dung từ 1 đến 10F, chọn thang x10K
+ Nếu tụ có điện dung từ 10 đến 100F, chọn thang x1K, x10K
+ Nếu tụ có điện dung từ trên 100F, chọn thang x100, x1K
+ Nếu tụ có điện dung từ trên 1000F, chọn thang x10, x100
- Chấm 2 que đo vào 2 chân của tụ :
Nếu kim đồng hồ nhảy lên 0Ω rồi trở về hoàn toàn, điều này cho thấy tụ đã nạp đầy Khi đổi qua lại hai que đo, nếu kim nhảy lên và dừng lại một chút trước khi trở về, điều này chứng tỏ tụ còn tốt.
+ Nếu kim vọt lên 0 nhƣng không trả về : tụ chạm
+ Nếu kim vọt lên 0 , trả về không hết : tụ bị rĩ
+ Nếu kim vọt lên 0 , trả về lờ đờ : tụ bị khô
+ Nếu kim không lên 0 : tụ bị đứt
- Đƣa 2 que đo vào 2 chân tụ , vặn trục xoay của tụ nếu kim đứng yên trong suốt quá trình xoay thì tụ tốt
- Phương pháp đo bằng đồng hồ số : Đồng hồ sẽ hiện thị trực tiếp giá trị của tụ sau khi cắm trực tiếp tụ vào vị trí
Cx và bật về thang đo tụ hi ch : nếu ta đo tụ có áp chịu đựng trên 50V ta nên thực hiện phương pháp đo nóng :
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH CHỈNH LƯU MỘT BÁN KỲ 1
V AC "0V V IN V 0 Điện áp 1 chiều có gợn sóng
Hình 3.16 Mạch nắn điện bán kỳ 3.2 Nhiệm vụ các linh kiện
Diode dùng để nắn điện (chỉnh lưu ) Điện trở R dùng làm tải
Tụ điện dùng để lọc thành phần gợn sóng
3.3 Nguyên lý làm việc: Ở bán kỳ dương diode dẫn do phân cực thuận, còn ở bán kỳ âm diode tắt do bị phân cực nghịch Như vậy ngỏ ra là những bán kỳ dương gián đoạn
3.4 Thông số của mạch Điện áp phân cực Diode V AK Điện áp ở ngõ ra là : V 0 = 1,4.V IN
Ch : Tụ lọc C càng lớn thì gợn sóng càng nhỏ, nhưng điện áp ngõ ra tăng.
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU MỘT BÁN KỲ 1 PHA DÙNG DIODE
Thiết bị và vât tƣ thực hành:
STT TÊN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG ĐƠN VỊ
6 My hiện sóng hai tia 1 Cái
4.2 Đo, kiểm tra và khảo sát các thông số
- Lắp mạch theo giá trị linh kiện trong bảng Cấp nguồn cho mạch
- Quan sát trên OSC vẽ lại dạng sóng ngõ vào và ngõ ra trên cùng một hệ trục tọa độ
* Nhận xét tín hiệu vẽ đƣợc:
- Sử dụng VOM đo giá trị điện áp ngõ vào và ngọ ra
* Nhận xét giá trị điện áp đo đƣợc
- Mắc tụ C song song với điện trở tải Nhận xét đường nạp và phóng điện của tụ C
- Sử dụng VOM đo giá trị ngõ vào và ra
* So sánh V0 đo đƣợc bằng VOM của mạch khi có và không có tụ điện
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH CHỈNH LƯU TOÀN KỲ DÙNG DIODE
Hình 3.17: Mạch nắn điện toàn kỳ 5.2 Nhiệm vụ các linh kiện
Diode dùng để nắn điện (chỉnh lưu ) Điện trở R dùng làm tải
Tụ điện dùng để lọc thành phần gợn sóng
5.3 Nguyên lý làm việc: Ở bán kỳ đầu D 1 dẫn qua tải R rồi trở về nguồn qua D 3 Ở bán kỳ sau D 2 dẫn qua tải R rồi trở về nguồn qua D 4
Nhƣ vậy bốn diode chia ra làm 2 cặp D 1 – D 3 , D 2 – D 4 luân phiên dẫn điện , nên điện áp ngõ ra là những bán kỳ dương liên tục
D 1 Điện áp 1 chiều có gợn sóng
- Điện áp phân cực Diode VAK
- Điện áp ở ngõ ra là : V 0 = 1,4.V IN
Ch : Tụ lọc C càng lớn thì gợn sóng càng nhỏ, nhưng điện áp ngõ ra tăng.
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU TOÀN KỲ DÙNG DIODE 59 1 Lắp mạch nhƣ h ình vẽ
6.1 Lắp mạch nhƣ h ình vẽ:
Thiết bị và vât tƣ thực hành:
STT TN LINH KIỆN SỐ LƢỢNG ĐƠN VỊ
1 Cầu Diode 2A 1 Con Mỗi loại
6 Máy hiện sóng hai tia 1 Cái
6.2 Đo, kiểm tra và khảo sát các thông số
- Lắp mạch theo gi trị linh kiện trong bảng Cấp nguồn cho mạch
- Quan sát trên OSC vẽ lại dạng sóng ngõ vào và ngõ ra trên cùng một hệ trục tọa độ
* Nhận xét tín hiệu vẽ đƣợc:
- Sử dụng VOM đo giá trị điện áp ngõ vào và ngõ ra
* Nhận xét giá trị điện áp đo đƣợc
- Mắc tụ C song song với điện trở tải Nhận xét đường nạp và phóng điện của tụ C
- Sử dụng VOM đo giá trị ngõ vào và ra
* So sánh V 0 đo đƣợc bằng VOM của mạch khi có và không có tụ điện
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP
1.1 Giới thiệu IC họ 78XX và 79XX
Hiện nay, có nhiều loại IC ổn áp 3 chân được phát triển, mang lại tiện ích lớn cho việc thiết kế nguồn công suất nhỏ với số lượng linh kiện tối thiểu.
IC 78xx là loại IC dùng để ổn áp nguồn dương
IC 79xx là loại IC dùng để ổn áp nguồn âm
Hai số sau ghi xx chỉ điện áp ra của IC
Ngoài ra còn có các IC ổn áp tương ứngvới họ 78 và 79: ICLM340xx, ICLM320xx…
Sơ đồ chân và thông số cơ bản họ IC 78XX
Chân số 1 : input; Chân số 2 : GND; Chân số 3 : output
Hình 4.1 Sơ đồ chân IC 78XX
+ Điện áp vào của 78xx phải lớn hơn điện áp cần ổn áp từ 1,5V đến 2V Cụ thể: Điện áp vào của 7805 từ 7V đến 9V; điện áp vào của 7812 từ 13.5 đến 15.5V;…
+ Dù input có biến động trong khoảng trên thì output vẫn đƣợc ổn định
* Họ 78XX: Họ 78 có 2 số đầu 78 để chỉ họ IC là họ ổn áp nguồn dương ( V o > 0 ), 2 số XX cho biết điện thế ở ngỏ ra
Ví dụ : 7805 : Ngỏ ra + 5VDC
- Tùy theo hãng sản xuất khác nhau mà chữ số đầu của mã hiệu IC có thể khác nhau Ví dụ:
+ AN7805: IC ổn áp ra +5V do hãng National – Panasonic chế tạo + PC7805: IC ổn áp ra +5V do hãng NEC chế tạo
- Ngoài ra trên IC còn có một ký hiệu để dòng điện ra ổn áp Thí dụ: + 78LXX: dòng điện ra danh định là 100mA (L: Low)
+ 78XX: dòng điện ra danh định là 1A
+ 78HXX: dòng điện ra danh định là 5A (H: High)
1.1.2 S đồ chân và thông số c b n họ IC 79XX:
- Sơ đồ chân IC Họ 79XX:
Chân số 1 là GND; Chân số 2 là Input; Chân số 3 là output
Hình 4.2 Sơ đồ chân IC 79XX
* Họ 79XX: Họ 79XX có 2 số đầu 79 chỉ họ IC là họ ổn áp nguồn âm ( V o ≤
0 ), 2 Số XX cho biết điện thế ở ngõ ra
Ví dụ : 7905 : ngỏ ra - 5VDC
Hình 4.3 Sơ đồ họ 78XX
+ Họ IC78 chỉ cho dòng tiêu thụ khoảng 1A trở xuống, khi ráp IC trong mạch thì Vin > Vo từ 3 đến 5V khi đó IC mới phát huy tác dụng
1.3 Lắp ráp và khảo sát mạch
Hình 4.5 Sơ đồ mạch ổn áp nguồn DC
Hình 4.6 Sơ đồ mạch ổn áp nguồn đôi
- Lắp mạch nhƣ hình vẽ với các giá trị linh kiện trong mạch
- Sử dụng VOM đo các giá trị điện áp ngõ vào (VI ) và ngõ ra (V 0 )
LẮP RÁP MẠCH ỔN ÁP ĐIỀU CHỈNH ĐƢỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG
2.1 Cấu trúc của IC LM317
2.1.1 Nguyên l ổn áp có điều chỉnh
2.1.2 Hình dáng xác định chân IC LM 317
- Chân 1 (ADJ): Chân điều chỉnh
- Chân 2 (Vout): Điện áp ra:
- Chân 3 (Vin): Điện áp vào
Hình 4.7 Sơ đồ chân IC LM317
2.2 Nguyên lý hoạt đ ng của mạch ổn áp điều chỉnh đƣợc điện áp ngõ ra dùng IC LM317
Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp nguồn điều chỉnh dùng LM317
IC LM317 là linh kiện ổn áp bù nối tiếp, được sử dụng để biến đổi và ổn định điện áp dương Linh kiện này có khả năng cung cấp dòng điện lên đến 1.5 A, với điện áp ngã ra có thể điều chỉnh từ 1.25V đến 37V LM317 dễ sử dụng, chỉ cần thêm hai điện trở bên ngoài để thiết lập điện áp ngã ra, mang lại sự ổn định điện áp cho tải tốt hơn so với các loại linh kiện khác.
IC ổn áp cố định, như LM317, không chỉ có hiệu suất cao hơn các loại ổn áp cố định khác mà còn tích hợp tính năng hạn dòng khi ngắn mạch và bảo vệ quá tải nhiệt Dưới đây là hình dạng thực tế và sơ đồ chân của IC LM317.
+ Điện áp đầu vào Vi = 40V
+ Dòng điện điều chỉnh là từ : 5
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất là 20W
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất Imax = 1.5A
* Chú ý: Để IC làm việc tốt ta nên gắn thêm đế tản nhiệt cho IC
Ngoài các IC ổn áp 78 và 79, còn có các IC ổn áp điều chỉnh được, cho phép người dùng điều chỉnh điện áp ra thông qua mạch điều chỉnh bên ngoài IC này có khả năng điều chỉnh điện áp từ 1.2V đến 25V, mang lại sự tiện lợi cho các ứng dụng điện tử.
Loại IC ổn áp nguồn dương LM117, LM217, LM317…
Loại IC ổn áp nguồn âm: LM137, LM237, LM337…
Mạch điện trên là mạch ứng dụng của IC ổn áp nguồn dương
Yêu cầu diện áp ra của mạch: Vo = 1.2V đến 25V
Dũng điện điều chỉnh cú tr5 số rất nhỏ khoảng 50àA đến 100àA Điện áp ra đƣợc thay đổi theo công thức: Vo = 1.25(R1+VR)/R1
2.3 Lắp ráp mạch ổn áp điều chỉnh đƣợc điện áp ngõ ra dùng IC LM317
2.3.2 Khảo sát các thông số của mạch:
- Lắp mạch nhƣ hình vẽ với các giá trị linh kiện trong mạch
- Sử dụng VOM đo các giá trị điện áp ngõ ra (V0) kết hợp điều chỉnh biến trở quan sát kết quả kim chỉ thị ghi vào bảng kết quả
CHƯƠNG 5: LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PH N CỰC BẰNG DÕNG
BAZO VÀ CẦU PH N ÁP DÙNG TRANSISTOR BJT
Mã CHƯƠNG: MH 13 – 05 Giới thiệu
Transistor là linh kiện quan trọng nhất trong thiết bị điện tử, với các loại IC thực chất là mạch tích hợp nhiều transistor trong một linh kiện duy nhất Trong các mạch điện, transistor được sử dụng để khuyếch đại tín hiệu tương tự, chuyển trạng thái của mạch số, làm công tắc điện tử và tạo ra các bộ dao động.
- Trình bày đƣợc cấu tạo, ký hiệu, phân loại và nguyên lý hoạt động của BJT
- Trình bày được phương phát đo, kiểm tra BJT
- Trình bày đƣợc đặc điểm của mạch phân cực bằng dòng Bazo dùng transistor BJT
- Nhận biết được các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa
- Lắp ráp, khảo sát đƣợc mạch phân cực bằng dòng Bazo dùng transistor BJT theo đúng yêu cầu kỹ thuật
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Có ý thức về an toàn lao động, tính cẩn thận, chính xác trong quá trình lắp ráp
1 LẮP RÁP MẠCH PH N CỰC BẰNG DÕNG BAZƠ VÀ CẦU PH N ÁP DÙNG TRANSISTOR (BJT)
Transistor BJT bao gồm ba lớp bán dẫn tiếp giáp, với lớp ở giữa là loại bán dẫn khác so với hai lớp bên cạnh Dựa vào cách sắp xếp này, có hai loại transistor được chế tạo là transistor N-P-N và P-N-P.
Hình 5.1 Cấu tạo và ký hiệu của transistor loại N-P-N
Hình 5.2 Cấu tạo và ký hiệu của transistor loại P-N-P
- Cực E ( Emitter- cực phát) : là lớp có nồng độ tạp chất lớn nhất chủ yếu cung cấp các electron
- Cực C ( Collector- cực thu) : là lớp có nồng độ tạp chất thấp hơn có nhiệm vụ thu nhận các electron từ miền phát
- Cực B ( Base – cực nền) : là lớp có nồng độ tạp chất thấp nhất
- JE là lớp tiếp giáp giữa E-B, JC là lớp tiếp giáp B-C
- Với 3 sợi kim loại gắn vào 3 lớp nói trên dùng làm cực của transistor có tên là : cực E, cực C và cực B
1.2 Nguyên l hoạt động của transistor :
1.2.1 Hoạt động của ransistor NPN Để transistor làm việc ta phải cấp cho các cực của nó một điện áp một chiều thích hợp Tùy theo áp đặt vào các cực mà transistor làm việc ở các chế độ khác nhau Transistor có 3 chế độ làm việc chỉnh là chế độ ngƣng dẫn, chế độ khuếch đại và chế độ bảo hoà Ta lấy transistor N-P-N làm ví dụ :
Hình 5.3 Hoạt động của ransistor NPN
Khi cực B hở, các electron từ vùng N+ không thể vượt qua vùng bán dẫn P do mối nối P-N bị phân cực nghịch Điều này dẫn đến việc không xảy ra quá trình tái hợp giữa electron và lỗ trống, do đó không có dòng điện qua transistor, tức là IB, IC, và IE đều bằng 0.
- Khi nối cực B vào một điện áp dương sao cho: VC > VB > VE :
Khi hai vùng bán dẫn N+ và P hoạt động như diode phân cực thuận, chúng cho phép dòng điện chảy, với electron từ vùng N+ di chuyển sang vùng P để tái hợp với lỗ trống Điều này dẫn đến việc vùng P nhận thêm electron, tạo ra điện tích âm Cực B, được kết nối với nguồn dương, hút một số electron từ vùng P, tạo thành dòng điện I_B Trong khi đó, cực C, kết nối với nguồn dương có điện áp cao hơn, hút hầu hết electron trong vùng P sang vùng khác.
N tạo thành dòng I C Cực E nối với nguồn âm nên khi vùng N + bị mất electron sẽ bị hút electron từ nguồn âm lên thế chổ tạo thành dòng I E
Hình mũi tên trên chỉ chiều di chuyển của dòng điện, dòng quy ƣớc chạy ngƣợc chiều với dòng electron
Theo định luật nút thì :
Khi có tín hiệu xoay chiều es với biên độ nhỏ qua tụ C1, nó sẽ chồng lên điện áp phân cực, dẫn đến việc điện áp trên cực C thay đổi với biên độ lớn hơn so với ban đầu Điều này cho thấy transistor đã thực hiện việc khuếch đại tín hiệu.
+ Chế độ ngưng dẫn : nếu phân cực cho transistor có VBE< V (VBE = 0
0,5)V thì transistor ngƣng dẫn, dòng IB = 0, IC = 0 và VCE Vcc
+ Chế độ khuếch đại : nếu phân cực cho transistor có V BE (0,550,75)V transistor dẫn điện và có dòng IB, dòng IC tăng theo IB qua hệ số khuếch đại hfe
Chế độ bảo hoà của transistor xảy ra khi điện áp phân cực V BE đạt 0,8V trở lên, khiến transistor dẫn mạnh Trong chế độ này, dòng vào IB tăng cao, dẫn đến dòng ra IC cũng tăng gần bằng Vcc/RC, trong khi điện áp VCE giảm xuống mức rất thấp, chỉ còn 0,2V, được gọi là điện áp bảo hòa VCE sat.
+ Chế độ đánh thủng : nếu ta đặt điện áp vào vƣợt qúa trị số cho phép sẽ làm cho vùng chuyển tiếp P-N bị đánh thủng
- Dòng điện cực đại cho phép I Cmax : là dòng điện tối đa có thể chạy qua transistor mà không làm hƣ transistor ( cột 8)
- Điện áp cực đại cho phép (VCBmax, VCEmax , VEBmax) : nếu vƣợt qua mức áp này thì transistor sẽ bị đánh thủng ( tra cột 5, 6,7)
- Công suất tiêu tán P Cmax = VCEmax ICmax txả) nên tần số của tín hiệu xung là: f T
1 Chú ý: Khi tính chu kỳ của tín hiệu người ta chỉ tính các lần nạp sau chứ không xét lần nạp đầu tiên
* Dạng sóng ngõ vào và ra:
Hình 6.4: Dạng sóng ngõ vào và ra
2.3 Lắp ráp mạch dao đ ng đa hài phi ổn dùng IC 555
Hình 6.5: Mạch dao động đa hài phi ổn dùng IC 555
2.3.2 Kh o sát các thông số của mạch
Lắp mạch nhƣ hình vẽ đúng theo giá trị linh kiện Đo kiểm tra thông số của mạch theo thông số đã chọn
Sử dụng OSC quan sát và vẽ lại dạng sóng tại chân số (3) và chân (2 -6 )
lẮP RÁP MẠCH ỔN ÁP NỐI TIẾP ĐIỀU CHỈNH ĐƯỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG 2 BJT
NGUYÊN LÝ MẠCH ỔN ÁP TUYẾN TÍNH DẠNG NỐI TIẾP
Hình 7.1 Sơ đồ mạch ổn áp tuyến tính dùng Transistor 1.2 Nguyên lý hoạt đ ng
Điện áp một chiều chưa ổn định Vi được lấy từ bộ chỉnh lưu và lọc R-C, trong đó Dz là diode zener Transistor công suất Q được nối tiếp giữa Vi và tải, giúp cung cấp điện áp ổn định Vo cho tải.
- Ap dụng định luật Ohm thì:
Vz = V BE + Vo Vo = Vz - V BE
Điện áp Vo trong mạch không phụ thuộc vào điện áp Vi và dòng IL, mà chỉ phụ thuộc vào điện áp Vz Điện áp cung cấp cho mạch được lấy từ cực E của tranzito, và tùy thuộc vào nhu cầu của mạch điện, dòng cung cấp có thể dao động từ vài mA đến hàng trăm mA Trong các mạch điện có dòng cung cấp lớn, thường có một điện trở R khoảng vài chục đến vài trăm Ohm được mắc song song với mạch, gọi là trở gánh dòng.
Việc lựa chọn tranzito phải tương thích với dòng tiêu thụ của mạch điện để tránh tình trạng dư thừa, gây cồng kềnh và làm cho dòng phân cực quá lớn, dẫn đến điện áp phân cực Vbe không ổn định Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của điện áp cung cấp cho tải Để điều chỉnh điện áp đầu ra, có thể mắc biến trở song song với Dz, trong khi chân chung được nối vào cực B của tranzito Q.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ỔN ÁP NỐI TIẾP CÓ HỒI TIẾP ĐIỀU CHỈNH ĐƢỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG 2 BJT
Điện áp mẫu Vs, được xác định giữa cầu phân áp R3 và R4, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện áp phân cực cho transistor Q1.
Theo định lý Thevenin ta có:
Xét Q 1 ta có: Vs = VB1 = Vz + VBE = VZ + 0,6V = hằng số
Thay Vs vào (1) ta đƣợc:
2.3 Nguyên lý làm việc iai đoạn cấp điện: Là giai đoạn lấy nguồn ngoài cấp điện cho mạch đƣợc thực hiện gồm Rc, Q1, Q2, R1, R2 Nhờ quá trình cấp điện từ nguồn đến cực C của
Q1 và Q2 được phân cực nhờ cầu chia điện áp R1, R2, giúp cho cả hai tranzito này dẫn điện Q2 dẫn điện và phân cực cho Q1, với dòng qua Q1 cùng với dòng qua điện trở Rc cung cấp nguồn cho tải Trong các mạch có dòng cung cấp thấp, điện trở gánh dòng Rc không cần thiết Trong giai đoạn ổn áp, điện áp ngõ ra một phần quay trở về Q3 qua cầu chia thế.
R5, R6 và biến trở Vr được kết nối vào cực B, trong khi điện áp tại chân E được giữ cố định Do đó, điện áp tại cực C sẽ thay đổi ngược pha với điện áp tại cực B Qua điện trở R3, Q2 khuếch đại điện áp một chiều tại cực B của Q1, cho phép điều chỉnh điện áp ngõ ra và cung cấp nguồn điện ổn định cho mạch Điện áp ngõ ra có thể điều chỉnh khoảng 20% so với thiết kế nhờ vào biến trở Vr, với hoạt động của Q1 trong mạch tương tự như một điện trở biến đổi để ổn định điện áp.
Mạch ổn áp này cung cấp dòng điện lớn, có thể đạt vài Amp và điện áp lên đến hàng trăm Volt.
LẮP RÁP MẠCH ỔN ÁP NỐI TIẾP CÓ HỒI TIẾP ĐIỀU CHỈNH ĐƢỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG 2 BJT
Hình 7.3 Sơ đồ mạch ổn áp dùng 2 Transistor
3.2 Khảo sát các thông số của mạch
Thay đổi giá trị Vs từ 1K đến 85K mỗi lần thay đổi 1V ghi kết quả vào bảng
- Dựa vào bảng kết quả đƣa ra nhận xét
- Dựa vào công thức tính V0
