Giáo trình Kỹ thuật điện cơ bản trên ô tô

UỶ BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN Ô TÔ (Lưu hành nội bộ) TÁC GIẢ : LÊ ĐÌNH CẢNH Đà Nẵng, năm 2019 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Kỹ thuật điện Ơ tơ Mã mơn học: CNOT 01 Thời gian thực môn học: 30 giờ; (Lý thuyết: 18 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 10 giờ; Kiểm tra giờ, Thời gian tự học 60 lý thuyết 30 thực hành) I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí giảng dạy song song với môn học/ mô đun sau: CNOT 01, CNOT 02, CNOT 10, CNOT 11, CNOT 12, CNOT13, CNOT 14, CNOT 15, CNOT 16, CNOT 18, CNOT 19 - Tính chất: Là môn học kỹ thuật sở bắt buộc II Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Hệ thống kiến thức mạch điện chiều + Trình bày cơng dụng phân loại linh điện-điện tử thông dụng mạch điện ôtô + Trình bày nhiệm vụ, cấu tạo phân loại thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện ơtơ - Về kỹ năng: + Sử dụng đồng hồ đo kiểm tra linh kiện điện tử + Vẽ sơ đồ dấu dây, sơ đồ lắp đặt mạch điện ô tô - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Tuân thủ quy định an toàn sử dụng thiết bị điện + Rèn luyện tác phong học tập nghiêm túc, làm việc cẩn thận III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chương/mục Kiểm Tổng Lý TT nghiệm, tra số thuyết thảo luận, tập Chương 1: Mạch Điện Một Chiều 8 Những khái niệm mạch điện chiều 1.1 Nguồn chiều 1 1.2 Đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện 2 1.3 Các định luật mạch điện 2 Hướng dẫn sử dụng đồng hồ đo vạn 2.1 Đồng hồ kim 1 2.2 Đồng hồ kỹ thuật số 2 Chương 2: Các Linh Kiện Điện Và Điện Tử Cơ Bản 10 1 Điện trở 1.1 Cấu tạo, kí hiệu 1.2 Phân loại điện trở 1.3 Đọc giá trị điện trở Tụ điện 2.1 Cấu tạo, kí hiệu 2.2 Phân loại tụ điện 2.3 Kiểm tra tụ điện Điốt 3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 3.2 Cách kiểm tra điốt Transistor 4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 4.2 Phân loại Chương 3: Các Thiết Bị Đóng Cắt Và Bảo Vệ Trong Mạch Điện Ơtơ Cầu chì 1.1 Cơng dụng cấu tạo 1.2 Phân loại cầu chì 1.3 Kiểm tra cầu chì Rơle 2.1 Nhiệm vụ cấu tạo 2.2 Phân loại Chương 4: Một số mạch điện ôtô Mạch khởi động 1.1 Nhiệm vụ 1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống khởi động ôtô Mạch cảm biến nhiệt độ nước 2.1 Nhiệm vụ 2.2 Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến nhiệt độ nước Cộng 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 2 0.5 0.5 0.5 0.5 1 6 1 2 1 30 28 1 0 2 Nội dung chi tiết: Chương 1: Mạch Điện Một chiều Thời gian Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, nguyên lý sản sinh dòng điện chiều, đại lượng định luật mạch điện chiều - Sử dụng thành thạo loại máy đo cầm tay - Tuân thủ quy định, quy phạm kỹ thuật điện Nội dung chương: 2.1 Những khái niệm mạch điện chiều 2.1.1 Nguồn chiều 2.1.2 Đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện 2.1.3 Các định luật mạch điện 2.2 Hướng dẫn sử dụng đồng hồ đo vạn 2.2.1 Đồng hồ kim 2.2.2 Đồng hồ kỹ thuật số * Kiểm tra lý thuyết Nội dung chi tiết, phân bổ thời gian hình thức giảng dạy Chương Thời gian (giờ) T.Số Lý Thực hành, KT* Hình thức Mục/Tiểu mục/ thuyết thí nghiệm, giảng dạy thảo luận, tập Những khái niệm 1 Lý thuyết mạch điện chiều 1.1 Nguồn chiều 1.2 Đại lượng đặc trưng 2 Lý thuyết trình lượng mạch điện 1.3 Các định luật 2 Lý thuyết mạch điện Hướng dẫn sử dụng 1 Lý thuyết đồng hồ đo vạn 2.1 Đồng hồ kim 2.2 Đồng hồ kỹ thuật số 2 Lý thuyết (digital) Tổng số 8 0 Chương 2: Các linh kiện điện điện tử Thời gian 10 Mục tiêu - Nêu đặc điểm vật liệu điện , điện tử - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc linh kiện điện tử - Tra cứu sổ tay lựa chọn linh kiện điện tử thay phù hợp - Tuân thủ quy định, quy phạm vật liệu linh kiện điện tử Nội dung chương: 2.1 Điện trở 2.1.1 Cấu tạo, kí hiệu 2.1.2 Phân loại điện trở 2.1.3 Đọc giá trị điện trở 2.2 Tụ điện 2.1.1 Cấu tạo, kí hiệu 2.1.2 Phân loại tụ điện 2.1.3 Kiểm tra tụ điện 2.3 Điốt 2.3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.3.2 Cách kiểm tra điốt 2.4 Transistor 2.4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 2.4.2 Phân loại * Kiểm tra lý thuyết Nội dung chi tiết, phân bổ thời gian hình thức giảng dạy Chương Thời gian (giờ) T.Số Lý Thực hành, KT* Hình thức Mục/Tiểu mục/ thuyết thí nghiệm, giảng dạy thảo luận, tập Điện trở 0.5 0.5 Lý thuyết 1.1 Cấu tạo, kí hiệu 1.2 Phân loại điện trở 0.5 0.5 Lý thuyết 1.3 Đọc giá trị điện trở 1 Lý thuyết Tụ điện: 0.5 0.5 Lý thuyết 2.1 Cấu tạo, kí hiệu 2.2 Phân loại điện trở 0.5 0.5 2.3 Đọc giá trị tụ điện 1 3.1 Cấu tạo nguyên lý 1 Lý thuyết hoạt động 3.2 Cách kiểm tra điốt 1 Transistor 4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 4.2 Phân loại * Kiểm tra lý thuyết Lý thuyết 2 1 1 Tự luận Tổng số 10 Chương 3: Các Thiết Bị Đóng Cắt Và Bảo Vệ Trong Mạch Điện Ơtơ Thời gian Mục tiêu - Trình bày công dụng cấu tạo nguyên lý làm việc thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện ô tô - Tuân thủ quy định, quy phạm kỹ thuật điện Nội dung chương 2.1 Cầu chì 2.1.1 Cơng dụng cấu tạo 2.1.2 Phân loại cầu chì 2.1.3 Kiểm tra cầu chì 2.2 Rơle 2.2.1 Nhiệm vụ cấu tạo 2.2.2 Phân loại * Kiểm tra lý thuyết Nội dung chi tiết, phân bổ thời gian hình thức giảng dạy Chương T.Số Mục/Tiểu mục/ Thời gian (giờ) Lý Thực hành, thuyết thí nghiệm, thảo luận, tập 0.5 KT* Hình thức giảng dạy Cầu chì 0.5 Lý thuyết 1.1 Cơng dụng cấu tạo 1.2 Phân loại cầu chì 0.5 0.5 Lý thuyết 1.3 Kiểm tra cầu chì 1 Lý thuyết Rơle 2 Lý thuyết 2.1 Nhiệm vụ cấu tạo 2.2 Phân loại 1 Tổng số Chương 4: Một số mạch điện ôtô Thời gian Mục tiêu: - Giải thích mạch điện tử tơ - Vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý làm việc mạch khởi động , mạch cảm biến nhiệt độ nước mạch báo áp suất dầu - Tuân thủ quy định, quy phạm kỹ thuật điện tử Nội dung chương: 2.1 Mạch khởi động 2.1.1 Nhiệm vụ 2.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống khởi động ôtô 2.2 Mạch cảm biến nhiệt độ nước 2.2.1 Nhiệm vụ 2.2.2 Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến nhiệt độ nước Nội dung chi tiết, phân bổ thời gian hình thức giảng dạy Chương Thời gian (giờ) T.Số Lý Thực hành, KT* Hình thức Mục/Tiểu mục/ thuyết thí nghiệm, giảng dạy thảo luận, tập Mạch khởi động 1 Lý thuyết 1.1 Nhiệm vụ 1.2 Nguyên lý hoạt động 2 Lý thuyết hệ thống khởi động ôtô Mạch cảm biến nhiệt 1 Lý thuyết độ nước 2.1 Nhiệm vụ 2.2 Nguyên lý hoạt động 2 Lý thuyết mạch cảm biến nhiệt độ nước Tổng số 6 … IV Điều kiện thực mơn học: Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng - Phịng chun dụng Trang thiết bị máy móc - Liệt kê trang thiết thị, máy móc để đảm bảo đủ điều kiện học tập HSSV, giảng dạy giáo viên - Nghiên cứu thêm danh mục thiết bị dạy nghề tối thiểu Bộ LĐTBXH ban hành - Tính lớp cho 25 sinh viên Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu, phôi liệu Tên Số lượng Số lượng cho Đơn vị nguyên cho sinh lớp 25 sinh viên TT Tên chương tính vật liệu viên Chương 2: Các Điốt, linh kiện điện Con transistor, 25 điện tử mosfet Chương 3: Các thiết bị đóng cắt Cầu chì, Cái 25 bảo vệ rơle mạch điện ôtô Một số Chương 4: Một loại cảm Cái 25 số mạch điện biến trên ôtô ôtô Năng lực giáo viên - Yêu cầu Giáo viên có kiến thức Điện kỹ thuật, Điện tử ô tô Khác V Nội dung phương pháp, đánh giá: Nội dung - Về kiến thức: +Hệ thống kiến thức mạch điện +Trình bày yêu cầu, nhiệm vụ, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy điện dùng phạm vi nghề Cơng nghệ Ơ tơ + Trình bày cơng dụng phân loại loại khí cụ điện + Các kiểm tra viết trắc nghiệm đạt số điểm 50% thang điểm - Về kỹ năng: + Vẽ sơ đồ dấu dây, sơ đồ lắp đặt mạch điện phạm vi nghề ô tô - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Chấp hành nghiêm túc quy định học làm đầy đủ tập nhà Phương pháp -Các kiểm tra, thi thực theo thang điểm 10 -Số kiểm tra thường xuyên: tối thiểu -Số kiểm tra định kỳ : 02 -Được đánh giá qua viết, kiểm tra, vấn đáp trắc nghiệm trình thực học có mơn học kiến thức, kỹ thái độ -Giáo viên thực thêm nhiều hình thức đánh giá: +Thi tự luận +Thi trắc nghiệm - Công cụ đánh giá: + Hệ thống ngân hàng câu hỏi lý thuyết + Hệ thống kiểm tra - Hình thức thi đánh giá kết thúc môn học: TT Nội dung tổ Hình thức thi Số điểm Số điểm yêu cầu cần phải đạt chức thi tối đa phần Phần lý Trắc nghiệm, tự 10 Trên thuyết luận, vấn đáp … 10 * Nếu người học thi chưa đạt yêu cầu phần phải thi lại phần VI Hướng dẫn thực mơn học: Phạm vi áp dụng mơn học: Chương trình mơn học sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp Cao đẳng Hướng dẫn phương pháp giảng dạy, học tập môn học - Đối với giáo viên, giảng viên: Giáo viên trước giảng dạy cần phải vào chương trìnhchi tiết điều kiện thực tế trường để chuẩn bị nội dung giảng dạy đầy đủ, phù hợp để đảm bảo chất lượng dạy học - Đối với người học: - Sử dụng trang thiết bị hình ảnh để minh họa trực quan học lý thuyết - Môn học không sâu vào kỹ thực hành, nhiên sau học học sinh cần có tập nhà để vận dụng kiến thức vào thực tiễn - Chú ý rèn luyện kỹ đọc vẽ sơ đồ mạch điện Những trọng tâm chương trình cần ý: + Hệ thống kiến thức mạch điện + Yêu cầu, nhiệm vụ, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy điện dùng phạm vi nghề Công nghệ Ơ tơ + Cơng dụng phân loại loại khí cụ điện + Sơ đồ dấu dây, sơ đồ lắp đặt mạch điện phạm vi nghề ô tô Tài liệu cần tham khảo: -Đặng Văn Đào.(2002) Giáo trình Điện Kỹ thuật NXB GD -Hồ Xn Thanh, Phạm Xn Hổ.(2003 Giáo trình Khí cụ điện NXB ĐHQG TPHCM Ghi giải thích (nếu cần): CHƯƠNG MẠCH ĐIỆN MỘT CHIỀU I Những khái niệm mạch điện chiều Nguồn chiều a Pin, acquy BiÕn ®ỉi hãa thành điện Điện áp hai điện cực phần tử (pin, acquy) không lớn, để có điện áp lớn ta nối tiếp phần tư víi b Pin lượng mặt trời Pin mặt trời làm việc dựa vào hiệu ứng quang điện, biến đổi trực tiếp quang thành điện D- ới tác dụng ánh sáng, hình thành phân bố điện tích khác dấu lớp tiếp xúc hai chất bán dẫn khác tạo điện áp hai cực c Máy phát điện chiều Máy phát điện biến đổi đ- a vào trục máy thành điện lấy cực dây quấn d Bộ nguồn điện tử công suất Bộ nguồn điện tử công suất không tạo điện mà biến đổi điện áp xoay chiều ( lấy từ l- ới điện ) thành điện áp mét chiÒu lÊy ë hai cùc Đại lượng đặc trưng trình lượng mạch điện a Dòng điện Dòng điện i có trị số tốc độ biến thiên điện l- ợng Q qua tiết diện ngang vật dẫn i= dQ dt I Đơn vị Ampe, A Ng- ời ta quy - ớc chiều dòng điện chạy vật dẫn ng- ợc với chiều chuyển động điện tử b Điện áp Tại điểm mạch điện có điện Hiệu điện hai điểm gọi điện áp U, đơn vị Volt ( V ) B A UA B U AB =  A −  B Điện áp hai điểm AB : Chiều điện áp quy - ớc chiều từ điểm có ®iƯn thÕ cao ®Õn ®iĨm cã ®iƯn thÕ thÊp §iƯn áp hai cực nguồn điện hở mạch ( dòng điện I = ) đ- ợc gọi sức điện động E c.Công suất Công suất nguồn sức điện động là: P = E.I Công suất mạch là: P = U.I Đơn vị công suất Walt ( W ) Các định luật mạch điện a Định luật Ohm * Định luật Ohm cho đoạn mạch Giả sử có đoạn mạch với điện trở R ( vật dẫn ) Nếu hai đầu vật dẫn có hiệu điện có dòng điện chạy qua vật dẫn, c- ờng độ dòng điện I vật dẫn phụ thuộc vào hiệu điện hai đầu Định luật đ- ợc phát biểu nh- sau: C-ờng độ dòng điện qua đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp đầu đoạn mạch tỷ lệ nghịch với điện trở đoạn mạch Biểu thức: R I I= U R , đơn vị V = A A U * Định luật Ohm cho đoạn mạch kín C- ờng độ dòng điện mạch kín tỷ lệ thuận với sức điện động nguồn tỷ lệ nghịch với tổng trở mạch BiĨu thøc: R E I I= R+r E: Søc ®iƯn ®éng cđa ngn ®iƯn ( V ) r: §iƯn trë cña nguån (  ) E,r U = UN + UT Nếu kể đến điện trở dây dẫn thì: I= víi E R + r + Rd Rd =  Víi UN = I.R ; UT = I.r l S * Định luật Ohm cho toàn mạch Định luật: C-òng độ dòng điện toàn mạch tỷ lệ thuận với hiệu điện tỷ lệ nghịch với tỉng trë cđa m¹ch ” BiĨu thøc: I= U Z R2 + ( X L − X C )2 víi Z = * Điện dung : Là đại lượng nói lên khả tích điện hai cực tụ điện, điện dung tụ điện phụ thuộc vào diện tích cực, vật liệu làm chất điện môi khoảng cách giữ hai cực theo công thức: C=ξ.S/d • Trong C : điện dung tụ điện , đơn vị Fara (F) • ξ : Là số điện môi lớp cách điện • d : chiều dày lớp cách điện • S : diện tích cực tụ điện * Đơn vị điện dung tụ: Đơn vị Fara (F) , 1Fara lớn thực tế thường dùng đơn vị nhỏ nh MicroFara (àF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF) ã Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F ã Fara = 1.000 n Fara • n Fara = 1.000 p Fara * Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu C (Capacitor) Phân loại tụ điện a Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica (Tụ không phân cực ) Các loại tụ khơng phân biệt âm dương thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống, tụ thường sử dụng mạch điện có tần số cao mạch lọc nhiễu b Tụ hoá ( Tụ có phân cực ) Tụ hố tụ có phân cực âm dương , tụ hố có trị số lớn giá trị từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hố thường sử dụng mạch có tần số thấp dùng để lọc nguồn, tụ hố ln ln có hình trụ c Tụ xoay Tụ xoay tụ xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ thường lắp Radio để thay đổi tần số cộng hưởng ta dò đài Kiểm tra tụ điện a Đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm Tụ giấy tụ gốm thường hỏng dạng bị dò rỉ bị chập, để phát tụ dò rỉ bị chập ta quan sát hình ảnh sau Hình 13: Đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm 28 Ở hình ảnh phép đo kiểm tra tụ gốm, có ba tụ C1 , C2 C3 có điện dung nhau, C1 tụ tốt, C2 tụ bị dò C3 tụ bị chập • Khi đo tụ C1 ( Tụ tốt ) kim phóng lên chút trở vị trí cũ ( Lưu ý tụ nhỏ < 1nF kim khơng phóng nạp ) • Khi đo tụ C2 ( Tụ bị dò ) ta thấy kim lên lưng chừng thang đo dừng lại không trở vị trí cũ • Khi đo tụ C3 ( Tụ bị chập ) ta thấy kim lên = Ω khơng trở • Lưu ý: Khi đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm ta phải để đồng hồ thang x1KΩ x10KΩ, phải đảo chiều kim đồng hồ vài lần đo b Đo kiểm tra tụ hố Tụ hố bị dò hay bị chập tụ giấy, chúng lại hay hỏng dạng bị khơ ( khơ hố chất bên lớp điện môi ) làm điện dung tụ bị giảm , để kiểm tra tụ hoá , ta thường so sánh độ phóng nạp tụ với tụ còn tốt có điện dung, hình ảnh minh hoạ bước kiểm tra tụ hố • Hình 14: Đo kiểm tra tụ hóa Hình 14: Đo kiểm tra tụ hóa Để kiểm tra tụ hố C2 có trị số 100µF có bị giảm điện dung hay khơng, ta dùng tụ C1 còn có điện dung đo so sánh • Để đồng hồ thang từ x1Ω đến x100Ω ( điện dung lớn để thang thấp ) • Đo vào hai tụ so sánh độ phóng nạp , đo ta đảo chiều que đo vài lần • Nếu hai tụ phóng nạp tụ cần kiểm tra còn tốt, ta thấy tụ C2 phóng nạp tụ C2 bị khơ • Trường hợp kim lên mà khơng trở tụ bị dò Chú ý : Nếu kiểm tra tụ điện trực tiếp mạch , ta cần phải hút rỗng chân tụ khỏi mạch in, sau kiểm tra • 29 III Điốt Cấu tạo nguyên lý hoạt động a Cấu tạo A Kí hiệu: K p n Anod (A) Catod (K) tiếp xúc p-n Cấu tạo diode bao gồm tiếp xúc p-n hai điện cực đưa từ hai phía Điện cực đưa phía miền bán dẫn p cực anod, kí hiệu chữ A; điện cực đưa phía miền bán dẫn n cực catod, kí hiệu chữ K b Nguyên lý hoạt động * Diode phân cực thuận Diode gọi phân cực thuận bán dẫn p nối với dương cực còn bán dẫn n nối với âm cực nguồn bên ngồi, hay nói cách khác hiệu điện tiếp xúc ngược chiều với điện trường I A p K n - + Utx Eng Do hiệu điện tiếp xúc ngược chiều với điện trường nên tổng điện trường lớp tiếp xúc giảm lớp tiếp xúc bị thu hẹp lại, điện tử từ bán dẫn n dễ dàng di chuyển sang bán dẫn p nên tạo dòng điện chạy qua diode Vậy, diode phân cực thuận cho dòng điện chạy qua Để khảo sát mối quan hệ dòng điện qua diode với điện áp hai đầu nó, ta thực mạch thí nghiệm sau: I Đặc tuyến thuận diode (mA) A V R + - U UAK(V) E Hình 15: Sơ đồ mạch điện đặc tuyến diode phân cực thuận 30 U: điện ngưỡng diode U (Si) = 0.7V U (Ge) = 0.3V ✓ Khi UAK < U: dòng qua diode không đáng kể ✓ Khi UAK > U: dòng qua diode lớn Diode phân cực thuận ln ln có điện trở kèm theo * Diode phân cực ngược Diode gọi phân cực ngược bán dẫn p nối với âm cực còn bán dẫn n nối với dương cực nguồn bên ngồi, hay nói khác hiệu điện tiếp xúc chiều điện trường A p K n - + Utx Eng Do hiệu điện tiếp xúc chiều với điện trường nên tổng điện trường lớp tiếp xúc tăng làm cho lớp tiếp xúc rộng ra, điện tử khó di chuyển qua lớp tiếp xúc nên khơng có dòng điện qua diode Như vậy, diode phân cực ngược không cho dòng điện qua Tuy nhiên, nhóm hạt tải thiểu số chúng xem phân cực thuận nên tồn dòng qua diode mà ta gọi dòng điện bão hòa ngược I S diode, dòng điện nhỏ phụ thuộc vào nhiệt độ (IS (Si) cỡ nA, IS (Ge) cỡ A) I (mA) UA A V Đặc tuyến ngược diode - + E IZmin UAK(V) IZmax Hình 16: Sơ đồ mạch điện đặc tuyến diode phân cực ngược UA: điện áp Zener (điện áp đánh thủng) ✓ Khi UAK < UA: dòng qua diode dòng điện bão hòa ngược IS diode ✓ Khi UAK > UA: dòng qua diode lớn (hỏng diode) 31 Cách kiểm tra điốt Diode thường có hình dạng sau: A A K K Để xác định cực diode, bật đồng hồ VOM thang đo điện trở, đặt que đồng hồ vào hai đầu diode, sau trở hai đầu que đo Trong hai trường hợp, có lần kim đồng hồ lệch mạnh, ta kết luận: ▪ Diode tốt ▪ Chân diode nối với que đen đồng hồ cực Anod, chân diode nối với que đỏ đồng hồ cực Katod IV Transistor Cấu tạo nguyên lý hoạt động a Cấu tạo BJT có cấu tạo gồm hai tiếp xúc p-n nối với đưa miền ✓ Miền thứ gọi miền emitơ, miền có nồng độ tạp chất lớn nhất; điện cực đưa từ miền cực emitơ, kí hiệu chữ E (cực phát) ✓ Miền thứ hai gọi miền bazơ, miền có nồng độ tạp chất nhỏ nhất; điện cực đưa từ miền cực bazơ, kí hiệu chữ B (cực nền) ✓ Miền thứ ba gọi miền colectơ, miền có nồng độ tạp chất trung bình; điện cực đưa từ miền cực colectơ, kí hiệu chữ C (cực thu) b Nguyên lý làm việc Để BJT làm việc, ta phải đưa điện áp chiều tới điện cực nó, gọi phân cực cho BJT Đối với chế độ khuếch đại tiếp xúc BE (JE) phân cực thuận tiếp xúc BC (JC) phân cực ngược BJT có chế độ làm việc: − Chế độ ngưng dẫn − Chế độ khuếch đại − Chế độ bão hịa Phân tích BJT loại npn: E C p n n IC IE B RE - RC IB + - + UCC UEE Hình 17: Sơ đồ phân cực BJT loại npn 32 Do tiếp xúc BE phân cực thuận nên điện tử miền Emitơ dễ dàng di chuyển qua miền Bazơ để tái hợp với lỗ trống, miền Bazơ có nồng độ tạp chất nhỏ nên tái hợp, số điện tử lại di chuyển tiếp qua miền Colectơ chạy dương cực nguồn UCC Lượng điện tử vào miền Emitơ sinh dòng IE khỏi miền Emitơ, lượng điện tử miền Colectơ sinh dòng IC vào cực C Lượng lỗ trống tái hợp miền Bazơ nguồn UEE cung cấp tạo dòng IB vào cực B Phân loại Tùy theo trình tự xếp lớp bán dẫn mà ta có loại BJT sau: Loại pnp E p Loại npn p n C E C p n n B B C C B B E E 33 CHƯƠNG CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ TRONG MẠCH ĐIỆN Ơ TƠ I Cầu chì Cơng dụng, cấu tạo a Cơng dụng: Cầu chì thiết bị điện tử quan trọng hệ thống điện dân dụng Cầu chì nối trực tiếp vào dây dẫn điện thiết bị điện với mục đích Cầu chì có tác dụng bảo vệ hệ thống điện dòng điện mức tải gây cháy nổ Hiện nhà sản xuất cầu chì thường làm nhiều loại cầu chì khác để sử dụng cho mục đích khác Tuy nhiên chất nguyên lý hoạt động chúng không thay đổi Khi dòng điện dây dẫn điện tăng điện áp cách đột ngột Dẫn đến điện áp tải, nhằm hạn chế rủi ro cháy nổ xảy Cầu chị sản xuất sử dụng để đảm bảo an toàn cho linh kiện thiết bị khác… b Cấu tạo Thơng thường bên cầu chì dây dẫn điện, loại dây làm từ loại hợp kim : nhôm, kẽm,đồng bạc… Tuy nhiên dù chất liệu chúng phải đáp ứng điều kiện sau: + Đây phải vật liệu có khả dẫn điện ổn định, cầu chì thiết bị tham gia truyền tải điện + Các loại vật liệu sản xuất cầu chì có nhiệt độ nóng chảy thấp Bởi nhiệt độ dây dẫn nhiên tăng lên đột ngột chúng làm tan chảy dây dẫn điện cầu chì Vì nguồn điện bị ngắt trước dây dẫn điện bị bốc cháy Phân loại cầu chì Hiện thị trường cung cấp số loại cầu chì như: cầu chì kiểu hở, cầu chì kiểu ống khơng có chất độn Loại cầu chì kiểu ống có chất độn, hay loại cầu chì có phận dập tát hồ quang tự sinh khí Đặc điểm loại cầu chì - Cầu chì kiểu hở loại cầu chì khơng có vỏ Chúng thường có kết cấu đơn giản,cấu tạo gồm vỏ sứ , dây chảy nhiều sợi song song đầu nối với mạch điện - Cầu chì kiểu ống loại cầu chì khơng chất độn thường dùng điện áp 220 ÷ 500V… Cấu tạo loại cầu chì bao gồm ống phíp, ống bọc, nắp - Cầu chì có phận dập hồ quang chất tự sinh khí thường dùng cho điện áp 10kV cao Phần cầu chì ống tự sinh khí A, phía dây chảy đồng nối với dây dẫn mềm đầu tiếp xức Thanh thép với lò xo để làm căng dây mềm Kiểm tra cầu chì Cầu chì phần tử hay thiết bị bảo vệ mạch điện cách làm đứt mạch điện Cầu chì sử dụng nhằm phòng tránh tượng tải đường dây gây cháy, nổ Vậy làm để kiểm tra thay cầu chì xe tơ gặp cố 34 Hình 19: Cầu chì tơ Cách kiểm tra Cách 1: Tháo cầu chì kiểm tra cách quan sát, cách đòi hỏi người kiểm tra phải có trình độ am hiểu xe nên người thực Cách 2: Thông thường người ta sử dụng thiết bị hỗ trợ kiểm tra quan sát tín hiệu đèn báo, cách hiệu đơn giản, dễ thực Bạn cần chuẩn bị dụng cụ kiểm tra gọi đèn kiểm tra mạch điện Bật khóa xe sang vị trí “ON” khơng khởi động xe Kế tiếp đưa đầu dò đèn kiểm tra mạch vào vị trí chân nối cầu trí với bảng mạch điện, mặt tựa bu lông nối Sau nhẹ nhàng đưa đầu dị vào vị trí làm việc hai bên đỉnh cầu chì Nếu đèn kiểm tra bật sáng hai vị trí có nghĩa cầu chì tốt làm việc bình thường Cịn hai vị trí trên, đèn kiểm tra khơng sáng điều có nghĩa cầu chì cháy cần phải thay Lần lượt kiểm tra hết cầu chì cịn lại, khơng có thay bạn nên đánh dấu lại để thay sau II Rơle Nhiệm vụ, cấu tạo Rơ le (Relay) cơng tắc điều khiển (mở đóng) mạch điện Thiết hoạt động cách dựa vào tín hiệu để kết nối ngắt kết nối mà khơng có can thiệp người Nó sử dụng chủ yếu để điều khiển mạch điện công suất cao (high powered circuit) tín hiệu lượng thấp (low power signal) Tín hiệu dòng chiều thường sử dụng để điều khiển mạch có điện áp cao, ví dụ điều khiển thiết bị gia dụng dòng xoay chiều tín hiệu dòng chiều từ vi điều khiển 35 Ký hiệu rơ le Rơ le kiểu Mỹ, SPST, SPDT, DPST, DPDT Ký hiệu relay IEC, SPDT Ứng dụng rơ le Ứng dụng rơ le vơ hạn Chức điều khiển mạch điện áp cao (mạch 230V dòng xoay chiều) với nguồn điện áp thấp (điện áp dòng chiều) Rơ le không sử dụng mạch điện lớn mà còn sử dụng mạch máy tính để thực phép tốn số học toán học Sử dụng để điều khiển công tắc động điện Để bật động điện cần nguồn 230V dòng xoay chiều, số trường hợp lại cần bật động với điện áp nguồn dòng chiều Lúc phải sử dụng đến relay Rơ le ứng dụng ổn định tự động (automatic stabilizer) Khi điện áp nguồn khác với điện áp định mức, rơ le cảm nhận khác biệt điện áp điều khiển mạch tải (load circuit) với trợ giúp ngắt mạch (circuit breaker) Được sử dụng cho việc lựa chọn mạch (circuit selection) hệ thống có nhiều mạch Sử dụng điều khiển tín hiệu giao thơng, điều khiển nhiệt độ 36 Phân loại Rơ le có nhiều loại hoạt động theo nguyên lý khác Có thể phân loại chúng sau: Các loại rơ le dựa nguyên lý hoạt động • Rơ le nhiệt điện: Hai loại vật liệu khác nối với tạo thành dải lưỡng kim (bimetallic strip) Khi dải cấp lượng uốn cong Tính chất uốn cong sử dụng để kết nối với tiếp điểm • Rơ le điện cơ: Với trợ giúp số phận khí dựa đặc tính nam châm điện để tạo kết nối với tiếp điểm • Rơ le bán dẫn (solid state relay): Thay sử dụng phận khí rơ le nhiệt điện rơ le điện cơ, loại sử dụng thiết bị bán dẫn Vì tốc độ chuyển mạch thiết bị dễ dàng nhanh chóng Ưu điểm loại tuổi thọ cao chuyển mạch nhanh rơ le khác • Rơ le hybrid: Là kết hợp rơ le điện rơ le bán dẫn Các loại rơ le dựa phân cực • Rơ le phân cực: Giống rơ le điện có nam châm vĩnh cửu nam châm điện Chuyển động phần cứng (armature) phụ thuộc vào phân cực tín hiệu đầu vào cuộn dây Loại ứng dụng điện báo • Rơ le không phân cực: Cuộn dây rơ le không phân cực hoạt động khơng thay đổi có thay đổi tính phân cực tín hiệu đầu vào 37 CHƯƠNG MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRÊN Ô TÔ I Mạch khởi động Nhiệm vụ Hệ thống khởi động đóng vai trò quan trọng hệ thống điện ô tô Hệ thống khởi động sử dụng lượng từ bình accu chuyển lượng thành quay máy khởi động.Máy khởi động truyền cho bánh đà trục khuỷu động thông qua việc gài khớp.Chuyển động bánh đà làm hỗn hợp khí nhiên liệu hút vào bên xylanh,được nén đốt cháy để quay động cơ.Hầu hết động đòi hỏi tốc độ quay khoảng 200rpm Nguyên lý hoạt động hệ thống khởi động ôtô Cả hai hệ thống điều khiển công tắc máy bảo vệ qua cầu chì.Trên số dịng xe,một rờle khởi động đựơc dùng để khởi động mạch điều khiển.Trên xe hộp số tự động có cơng tắc khởi động trung gian ngăn trường hợp khởi động xe cài số.Trên xe hộp số thường có cơng tắc ly hợp ngăn trường hợp khởi động xe mà không đạp ly hợp.Trên dòng xe đặc biệt có cơng tắc an toàn cho phép xe khởi động đường đồi dốc mà khơng cần đạp ly hợp Trước tìm hiểu làm cách mà máy khởi động quay bánh đà ta xoay công tắc máy đến vị trí STA,chúng ta xem qua mạch điện hệ thống khởi động: 38 a Sơ đồ hệ thống khởi động ô tô hộp số thường - Có dòng thường trực từ accu đến máy khởi động chân 30 - Khi xoay công tắc máy START, tài xế qn khơng đạp Ambraya khơng có dịng tới máy khởi động - Khi cơng tắc máy START dòng điện từ bình -> cầu chì -> IGSW -> rờle đề -> chân 50 máy khởi động -> mass - Tùy vào dòng xe khác nhau,cầu chì loại 80A,90A 100A b Sơ đồ hệ thống khởi động ô tô hộp số tự động 39 - Có dòng thường trực đến máy khởi động chân 30 - Khi xoay cơng tắc đến vị trí START,nếu tài xế qn khơng trả số N P khơng có dòng xuống máy khởi động.Nếu hệ thống chống trộm bật khơng có dòng xuống máy khởi động - Khi hệ thống chống trộm không làm việc,và vị trí số N P cơng tăc vị trí START có dòng từ bình -> cầu chì -> IGSW -> cơng tắc số N/P -> chân 50 -> mass II Mạch cảm biến nhiệt độ nước Nhiệm vụ Trong số loại cảm biến sử dụng tơ cảm biến nhiệt độ xe tơ phận có nhiệm vụ đo nhiệt độ nước làm mát, giúp hệ thống xử lý trung tâm tính tốn thời gian đánh lửa thích hợp, phun nhiên liệu, chạy quạt làm mát động cơ,… Chức nhiệm vụ cảm biến nhiệt độ xe tơ a Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm Khi nhiệt độ bên động thấp, ECU tự động thực hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm Khi nhiệt độ động cao ECU hiểu chỉnh nhằm giảm góc đánh lửa sớm b Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu Nếu nhiệt độ bên động thấp ECU tăng thời gian phun nhiên liệu để làm đậm Ngược lại, nhiệt độ bên động cao ECU giảm thời gian phun nhiên liệu lại c Điều chỉnh hệ thống quạt làm mát Trường hợp nhiệt độ nước làm mát đạt mức 80-87 ECU điều khiển hệ thống quạt làm mát động quay với tốc độ thấp ( Quay chậm) Khi nhiệt độ nước làm mát động đạt ngưỡng 95-98 ECU hiệu chỉnh quạt làm mát quay nhanh ( Tốc độ cao) d Điều chỉnh tốc độ không tải Khi động bắt đầu hoạt động, nhiệt độ lúc thấp nên ECU điều khiển VAN không tải ( Bướm ga điện tử) mở rộng để chạy tốc độ không tải nhanh ( Tốc độ trung bình xấp xỉ 900-1000V/P) Việc nhằm hâm nóng động giúp giảm ma sát phận, động nhanh chóng đạt nhiệt độ vận hành ổn định e Điều khiển chuyển số Hệ thống ECU điều khiển hộp số tự động sử dụng thêm tín hiệu cảm ứng nhiệt độ nước làm mát nhằm điều khiển chuyển số Nếu nhiệt độ nước làm mát cịn thấp ECU điều khiển hộp số tự động không điều khiển chuyển qua số tuyền tăng OD 40 Bên cạnh đó, cảm biến nhiệt độ cịn sử dụng để gửi tín hiệu lên đồng hồ báo nhiệt độ làm mát, với dòng xe đời cũ sử dụng cục báo nhiệt độ nước riêng biệt Tín hiệu từ phận cảm biến nhiệt độ dùng để điều khiển hệ thống kiểm sốt khí xả, điều khiển hệ thống phun nhiên liệu, ngắt tín hiệu điều hịa khơng khí nhiệt độ nước làm mát cao,… Ở số dòng xe, phận cảm biến gắn thân xe, cịn có cảm biến nhiệt độ khác nằm vị trí két nước làm mát đầu VAN nhiệt Mục đích việc gắn cảm biến nhiệt xe ô tô thứ hai giám sát trình làm việc VAN nhiệt Tìm hiểu cấu tạo phận cảm biến nhiệt xe ô tô Cấu tạo loại cảm biến đơn giản, có dạng hình trụ với ren ngồi, bên có lắp đặt nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm ( Điện trở tăng lên nhiệt độ thấp hạ xuống nhiệt độ cao) Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến nhiệt độ nước Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát đặt khoang nước động xe Nó iếp xúc trực tiếp với nước động Do có hệ số nhiệt điện trở âm nên nhiệt độ nước làm mát thấp thấp điện trở cảm biến cao Cịn nhiệt độ nước làm mát cao điện trở cảm biến thấp Sự thay đổi hệ số điển trở cảm biến làm thay đổi điện áp đặt vị trí chân cảm biến Điện áp 5V sau qua điện trở chuẩn ( Hệ số điện trở không thay đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến ECU ( Về Mass) Như nhiệt điện trở cảm biến điện trở chuẩn tạo thành cầu phân áp Điện áp điểm cầu đưa đến chuyển đổi tín hiệu tương tự – số ( ADC – Analog to Digital Converter) 41 Trường hợp nhiệt độ động ô tô thấp, giá trị điện trở cảm biến cao điện áp gửi ADC lớn Tín hiệu điện sau chuyển đổi thành dãy xung có dạng hình vng giải mã nhờ vi xử lý để thông báo cho ECU biết động lạnh Cịn động nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp giảm, lúc ECU nhận thơng báo động nóng Mạch điện thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ xe ô tô Nhiệt độ 30 độ C – RCB = 2-3 kgΩ Nhiệt độ 100 độ C – RBC – 200-300 kgΩ Bình thường cảm biến nhiệt độ nước làm mát có dây, nhiên, số dịng xe có bố trí điện trở báo nhiệt độ làm mát lên đồng hồ hiển thị cảm biến nhiệt có từ 3-4 dây Hướng dẫn cách đo kiểm tra cảm biến nhiệt độ xe ô tô Kiểm tra điện trở cảm biến nhiệt phải thay đổi theo nhiệt độ bảng thông số nhà sản xuất, bạn sử dụng cốc nước nóng, lạnh lấy bật lửa hơ đầu cảm biến nhiệt độ kiểm tra điện trở thay đổi theo Khi bạn dùng bật lửa đốt đầu cảm biến nhiệt, đo mức điện trở từ 0,2-0,3Ω cảm biến hoạt động bình thường Còn nhúng vào bên nước lạnh, giá trị điện trở tăng từ 4,8-6,6 cảm biến tốt Ngồi ra, bạn dùng máy chẩn đoán để kiểm tra thay đổi cảm biến nhiệt xe nổ máy 42 ... thức mạch điện chiều + Trình bày cơng dụng phân loại linh điện- điện tử thông dụng mạch điện ? ?tô + Trình bày nhiệm vụ, cấu tạo phân loại thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện ? ?tô - Về kỹ năng: +... điện Con transistor, 25 điện tử mosfet Chương 3: Các thiết bị đóng cắt Cầu chì, Cái 25 bảo vệ rơle mạch điện ? ?tô Một số Chương 4: Một loại cảm Cái 25 số mạch điện biến trên ? ?tô ? ?tô Năng lực giáo. .. nghề ô tô Tài liệu cần tham khảo: -Đặng Văn Đào.(2002) Giáo trình Điện Kỹ thuật NXB GD -Hồ Xn Thanh, Phạm Xn Hổ.(2003 Giáo trình Khí cụ điện NXB ĐHQG TPHCM Ghi giải thích (nếu cần): CHƯƠNG MẠCH ĐIỆN