Giáo trình thực tập điện ô tô f1 phần 1 trường đh công nghiệp quảng ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Nguyễn Bá Thiện, Nguyễn Văn Hậu GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN Ô TÔ F1 (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh- 2020 LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng kịp thời yêu cầu nhiệm vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Thực tập Điện ô tô F1 Sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ nhà trường làm tài liệu tham khảo cho người làm công tác kĩ thuật ngành tơ Giáo trình nhóm cán giảng dạy thuộc mơn Cơ khí Ơ tơ Trường ĐHCN Quảng Ninh biên soạn, Trong q trình biên soạn cố gắng để sách đảm bảo tính khoa học, đại gắn liền với thực tế phát triển ngành công nghiệp sản xuất ô tô Nhưng khả có hạn hạn chế thời gian điều kiện khách quan khác, giáo trình chắn không tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp để lần tái sau hồn chỉnh Nhóm tác giả MỤC LỤC Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Bài Các Thiết bị điện Bài Các Thiết bị điện tử 10 Chương 2: Hệ thống khởi động 23 Bài Ắc quy khởi động 23 Bài Máy khởi động 35 Chương Hệ thống nạp 53 Bài Khái quát 53 Bài Cấu trúc máy phát điện 55 Bài Điện áp chỉnh lưu máy phát 60 Bài Hoạt động tiết chế 62 Bài Kiểm tra sửa chữa máy phát 72 Chương Hệ thống đánh lửa 75 Bài Khái quát 75 Bài Cấu tạo hệ thống đánh lửa 79 Bài Hoạt động hệ thống đánh lửa 83 Bài Kiểm tra hệ thống đánh lửa 88 Chương 5: Hệ thống mã hóa khóa động chống trộm 89 Bài Hệ thống mã hóa khố động 89 Bài Hệ thống chống trộm Bài Hệ thống Immobilizer 96 101 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Chương THIẾT BỊ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ Bài CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN Khái quát điện Các thiết bị điện sử dụng nhiều hệ thống tơ có chức khác 1.1 Các chức điện - Chức phát nhiệt Nhiệt tạo điện qua điện trở, châm thuốc lá, cầu chì - Chức phát sáng Ánh sáng phát điện qua điện trở, bóng đèn phát sáng - Chức từ tính Một lực từ tạo điện qua dây dẫn cuộn dây, cuộn dây đánh lửa, máy phát điện, kim phun Mọi chất có ngun tử, ngun tử gồm có hạt Hình Các thiết bị điện nhân điện tử Một nguyên tử kim loại có điện tử tự Các điện tử tự điện tử chuyển động tự từ nguyên tử Việc truyền nguyên tử tự nguyên tử kim loại tạo điện Do điện chạy qua mạch điện di chuyển điện tử dây dẫn Khi đặt điện áp vào đầu dây dẫn kim loại, điện tử chạy từ cực âm đến cực dương Chiều chuyển động dòng điện tử ngược chiều với chiều dòng điện 1.2 Ba yếu tố điện Điện bao gồm ba yếu tố bản: - Dòng điện Đây dòng chảy qua mạch điện Đơn vị : A (Ampe) - Điện áp Đây lực điện động làm dòng điện chạy qua mạch điện Điện áp cao lượng dịng điện lớn chảy qua mạch điện Đơn vị : V (Vôn) - Điện trở Đây phần đối lập với dòng điện, thể cản trở dòng điện mạch Đơn vị : Ω (Ohm) Mối quan hệ dòng điện, điện áp điện trở có Hình Dịng điện dây dẫn thể biểu diễn định luật Ohm I U R 1.3 Công suất Công suất điện thể lượng công thiết bị điện thực giây Công suất đo Watt (W), 1W lượng công nhận điện áp V đặt vào điện trở phụ tải tạo dịng điện 1A giây Cơng suất tính theo cơng thức sau: P = U.I Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô - P: Công suất, đơn vị : W - I: Dòng điện, đơn vị : A - U: Điện áp, đơn vị : V Ví dụ: Nếu đặt 5A dòng điện thời gian giây, điện áp 12V, thiết bị điện thực công 60W (5 x 12 = 60) 1.4 Dòng điện chiều dòng điện xoay chiều Một dịng điện có chiều khơng thay đổi với biên độ không thay đổi gọi dòng điện chiều Mặt khác, dòng điện thay đổi chiều có biên độ thay đổi gọi dịng điện xoay chiều Hình Dịng điện chiều dòng điện xoay chiều - Dòng điện chiều (DC) Đây loại dòng điện chạy theo chiều không thay đổi, từ cực dương đến cực âm, ắc quy ô tô pin khô - Dòng điện xoay chiều (AC) Đây loại dòng điện đổi chiều theo chu kỳ đặn Điện ổ cắm nhà nguồn điện pha công nghiệp sử dụng nhà máy số ví dụ Điện trở Điện trở sử dụng tơ có nhiều dạng khác Một điện trở thông dụng kỹ thuật điện tử ô tô điện trở than Điện trở than gồm hỗn hợp bột than chất khác pha trộn theo tỉ lệ khác nên có trị số điện trở khác Bên ngồi điện trở bọc lớp cách điện Trị số điện trở ký hiệu vòng màu Hình dáng điện trở than vịng màu Hình Trong trường hợp đặc biệt, khơng có vịng số (loại điện trở có vịng màu) sai số 20% Cách đọc: Đọc từ trái sang phải Vạch vạch thứ hai biểu thị giá trị thực điện trở, vạch thứ ba biểu thị thang nhân 10x (với x giá trị tương ứng với giá trị màu), vạch thứ tư dung sai điện trở Ví dụ: Điện trở có vạch màu từ trái sang là: Đỏ - tím - cam - bạc Thì giá trị điện trở là: Đỏ = 2, tím = 7, cam =103, bạc = 10% Vậy: R = 27 103  10% R = 27 K   10% Lưu ý mua điện trở: Người ta khơng thể chế tạo điện trở có đủ tất trị số từ nhỏ đến lớn mà chế tạo điện trở có trị số theo tiêu chuẩn với vòng màu số vòng màu số hai có giá trị sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Ví dụ: Có điện trở:  ; 10  ; 100  ; 1K  1,5  ; 15 ; 150 ; 1,5K  4,7  ; 47  ; 470  ; 4,7K  Bảng qui ước vạch màu điện trở: Màu Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Xanh Xanh dương Tím Xám Trắng Vàng kim Bạc kim Hình Vạch màu điện trở Vòng số Vòng số Vòng số (số thứ nhất) (số thứ hai) (số bội) 0 x 100 1 x 101 2 x 102 3 x 103 4 x 104 5 x 105 6 x 106 7 x 107 8 x 108 9 x 109 x 10-1 x 10-2 Bảng Giá trị vạch màu Vòng số (sai số)  1%  2%  5%  10% Đối với điện trở có vịng màu, cách đọc tương tự điện trở vòng màu, khác vòng màu số, vòng số bội, vòng sai số Điện trở nhiệt:(Thermistor) Là loại điện trở nhiệt có trị số thay đổi theo nhiệt độ Nhiệt trở thường dùng để ổn định nhiệt cho tầng khuyếch đại công suất hay làm linh kiện cảm biến hệ thống điều khiển tự động theo nhiệt độ Hình Nhiệt điện trở Có hai loại nhiệt trở: - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở âm loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở giảm xuống ngược lại - Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt điện trở dương loại nhiệt điện trở nhận nhiệt độ cao trị số điện trở tăng lên 4 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt âm loại bán dẫn có điện trở thay đổi theo biến đổi nhiệt độ Nói khác đi, nhiệt điện trở xác định nhiệt độ cách dị điện trở Ví dụ ứng dụng: Trong xe ô tô, nhiệt điện trở sử dụng cảm biến nhiệt độ nước cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp, v.v Phần tử áp điện: Điện trở phần tử áp điện thay đổi chịu áp suất lực căng Phần tử từ trở: Hình Cảm biến nhiệt độ Điện trở phần tử từ trở thay đổi từ trường đặt vào nước làm mát Vì thay đổi điện trở phần tử nhỏ, IC (các mạch tích hợp) khuyếch đại Sau điện trở biến đổi thành xung tín hiệu tương tự để sử dụng chúng tín hiệu cảm biến Hình Phần tử áp điện Tụ điện Một tụ điện có điện cực, gồm có kim loại màng kim loại đối diện với Chất cách điện (hoặc chất điện mơi), làm chất cách điện khác nhau, đặt điện cực Trong sơ đồ này, khơng khí có tác dụng chất cách điện Khi đặt điện áp vào điện cực cách nối cực âm dương ắc quy, điện cực tích điện dương âm Khi điện cực tụ điện tích điện bị đoản mạch, có dòng điện tức thời chạy từ cực (+) đến cực (-) làm trung hịa tụ điện Vì tụ điện phóng điện Ngồi chức tích điện mô tả đây, đặc điểm đáng kể tụ điện ngăn khơng cho Hình Tụ điện dòng điện chiều chạy qua Một số mạch điện sử dụng chức tích điện tụ điện như: Mạch điều chỉnh nguồn điện, dịng điện dự phịng cho vi xử lí, mạch định thời sử dụng lượng thời gian cần thiết để nạp phóng điện cho tụ điện, mạch dùng tụ để ngăn dòng điện chiều, lọc để trích loại bỏ thành phần cụ thể tần số Bằng cách dùng đặc điểm này, tụ điện sử dụng mạch điện tơ cho nhiều mục đích, chẳng hạn để loại trừ nhiễu thay cho nguồn điện cơng tắc Các đặc điểm tích điện tụ điện Khi đặt điện áp dòng điện chiều vào tụ điện phóng điện hồn tồn, dịng điện bắt đầu chạy tốc độ nhanh Sau tụ điện bắt đầu tích điện, dòng điện giảm xuống Cuối cùng, dung lượng tĩnh điện (khả tích điện tụ điện) tụ điện đạt được, dòng điện dừng chạy Điện áp tụ điện thời điểm điện áp đặt Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ Hình Hoạt động phóng nạp tụ điện Cơng tắc, cầu chì relay 4.1 Cơng tắc Cơng tắc thiết bị đóng ngắt dịng điện người tác động Do yêu cầu thẩm mỹ không gian lắp đặt nên kích thước cơng tắc ngày nhỏ gọn Cơng tắc có nhiều loại khác tùy thuộc vào cơng dụng - Cơng tắc xoay Hình 10 Cơng tắc xoay - Cơng tắc ấn, cơng tắc bập bênh Hình Cơng tắc ấn - Công tắc cần, công tắc phát nhiệt độ Hình 12 Cơng tắc cần Hình 11 Cơng tắc bập bênh Hình 13 Cơng tắc phát nhiệt độ Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ - Cơng tắc phát dịng điện, công tắc vận hành thay đổi mức dầu Hình 14 Cơng tắc phát dịng điện Hình 14 Cơng tắc phát mức dầu 4.2 Cầu chì Một dải kim loại mỏng bị cháy dòng điện lớn chạy qua nó, cách ngắt dòng điện bảo vệ mạch điện khỏi bị hư hỏng Cầu chì dịng cao dây có chiều dày lớn đặt mạch điện cường độ dịng điện cao cháy q tải, cách bảo vệ mạch điện 4.2 Relay Nếu mạch điện thiết bị đòi hỏi cường độ dịng điện cao gồm có nguồn điện, cơng tắc bóng đèn mắc nối tiếp, cơng tắc dây điện phải có cơng suất cao để chịu cường độ dịng điện cao Tuy nhiên, sử dụng relay để giảm dịng qua cơng tắc Cơng tắc điều khiển relay, cịn relay điều khiển dịng lớn qua thiết bị điện Hình 16 Các loại cầu chì Sơ đồ Hình 15 mơ tả chế làm việc relay Khi đóng cơng tắc, dịng điện chạy điểm 2, từ hóa cuộn dây Lực từ cuộn dây hút tiếp điểm di động điểm Do đó, điểm đóng lại để dịng điện chạy vào bóng đèn Vì qua việc sử dụng relay, công tắc dây dẫn đến công tắc có cơng suất thấp Hình 17 Mạch điện điều khiển Các loại relay Các relay phân loại thành loại Hình 16 tùy theo cách mở đóng chúng: - Loại thường mở: Loại thường mở, đóng cuộn dây cấp điện (A) (B) sơ đồ - Loại thường đóng: Loại thường đóng, mở cuộn dây cấp điện (C) sơ đồ - Loại tiếp điểm: Loại chuyển mạch hai tiếp điểm, tùy theo trạng thái cuộn dây (D) sơ đồ Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô (B) (D) Hình 18 Các loại relay Ngun lí phát điện 5.1 Cảm ứng điện từ Một dây dẫn chuyển động tự đặt cực N S nam châm thể Hình 17 Sau đó, mắc điện kế vào dây dẫn để thành mạch kín Khi dịch chuyển dây dẫn cực từ thể sơ đồ, kim điện kế xoay Như vậy, dây dẫn dịch chuyển cực từ, dây dẫn qua cắt từ thơng, sinh dịng điện Vì vậy, dịch chuyển dây dẫn song song với từ thông, khơng sinh dịng điện Hiện tượng sinh dịng điện gọi cảm ứng điện từ, dòng điện chạy qua dây dẫn gọi dòng cảm ứng Hình 19 Cảm ứng điện từ Hình 20 Quy tắc bàn tay phải Dòng cảm ứng tạo sức điện động kết cảm ứng điện từ Do sức điện động gọi sức điện động cảm ứng Chiều dòng điện Hình 18 cho thấy mối quan hệ chiều từ trường, chiều dòng điện cảm ứng, chiều di chuyển dây dẫn Mối quan hệ gọi quy tắc bàn tay phải Fleming 5.2 Nguyên lí máy phát điện Đại lượng chiều sức điện động cảm ứng tạo cách quay cuộn dây thay đổi theo vị trí cuộn dây Trong sơ đồ (1) Hình 18, dịng điện chạy từ chổi than A đến bóng đèn Trong sơ đồ (2), nguồn điện dòng ngưng lại Trong sơ đồ (3) dòng điện chạy từ chổi than B đến bóng đèn Do dịng điện tạo thiết bị dòng điện xoay chiều Do thiết bị gọi máy phát điện xoay chiều Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Hình 23 Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ Hình 21 Nguyên lý máy phát điện xoay chiều 5.3 Hiệu ứng tự cảm (1) (2) Hình 22 Hiệu ứng tự cảm Khi đóng mở cơng tắc sơ đồ (1), từ thơng cuộn dây thay đổi Khi sức điện động sinh cuộn dây Để tạo điều kiện giống mà khơng làm cho dịng điện chạy qua cuộn dây này, ta dịch chuyển nam châm vào cuộn dây thể sơ đồ (2) Chuyển động nam châm vào cuộn dây tạo sức điện động cuộn dây Sức điện động tạo có dịng điện chạy cuộn dây hay khơng Do đó, thay đổi từ thơng sinh dịng điện đóng ngắt dịng điện qua cuộn dây làm cho cuộn dây sinh sức điện động Hiện tượng gọi hiệu ứng tự cảm Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ Hai cuộn dây bố trí sơ đồ Khi dịng điện chạy qua cuộn dây (cuộn dây sơ cấp) bị thay đổi, sức điện động tạo cuộn dây (cuộn dây thứ cấp) theo chiều ngăn không cho từ thông cuộn dây sơ cấp thay đổi Hiện tượng gọi hiệu ứng cảm ứng tương hỗ Một bô bin sử dụng hiệu ứng Bơ bin có chứa cuộn dây đánh lửa ô tô để tạo điện áp cao đặt vào bugi Khi trì dịng điện khơng đổi qua cuộn dây sơ cấp khơng có sức điện động tạo cuộn thứ cấp Khi dòng điện sơ cấp bị ngắt cách xoay công tắc từ vị trí ON (mở) đến OFF (ngắt), từ thơng tạo dòng điện sơ cấp ngắt đột ngột Do sức điện động tạo cuộn dây thứ cấp theo chiều ngăn từ thông không bị khử Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Một bơ bin cho phép dịng điện chạy vào cuộn sơ cấp, dòng điện bị ngắt, điện áp cao tạo cuộn thứ cấp thông qua hiệu ứng tự cảm tương hỗ Sức điện động tự cảm tạo thiết bị thay đổi theo điều kiện sau đây: - Thay đổi tốc độ từ thông: Một thay đổi xuất thời gian ngắn tạo sức điện động lớn - Lượng từ thông: Lượng từ thông thay đổi lớn, sức điện động lớn - Số vòng dây cuộn dây thứ cấp: Với mức thay đổi từ thông, số vịng dây lớn sức điện động lớn Do để sinh điện áp thứ cấp cao, dòng điện chạy vào cuộn sơ cấp phải lớn tốt, sau dịng điện cần ngắt đột ngột Đồng hồ đo điện Có thể sử dùng đồng hồ đo điện để đo dòng, điện áp điện trở mạch điện, để kiểm tra thông mạch mạch điện thử diode 6.1 Chọn phạm vi đo Khi cần đo đại lượng đó: điện trở, điện áp xoay chiều, chiều, phải chọn thang đo thích hợp để đảm bảo giá trị đo xác tránh hư hỏng cho đồng hồ 6.2 Đo điện áp dịng điện xoay chiều Mục đích: Để đo điện áp đường dây cung cấp điện hộ gia đình nhà máy, mạch điện có điện áp xoay chiều, điện áp đầu máy biến áp cơng suất Phương pháp đo: Hình 24 Đồng hồ đo điện Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo điện áp dòng xoay chiều nối đầu dây thử Các cực đầu dị thay lẫn Hình 25 Đo điện áp xoay chiều Hình 26 Đo điện áp dòng chiều 6.3 Đo điện áp dòng chiều Mục đích: Để đo điện áp loại ắc quy, thiết bị điện, mạch transistor, điện áp mức sụt điện áp mạch Phương pháp đo: 10 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo điện áp dòng điện chiều Đặt đầu đo âm, màu đen vào mát, đầu đo dương, màu đỏ vào khu vực thử, đọc giá trị đo 6.4 Đo điện trở Mục đích: Để đo điện trở biến trở, thông mạch mạch điện, đoản mạch (0 ), mạch hở () Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào vị trí đo điện trở/thơng mạch (Nếu hình thể “ “ vào thời điểm này, đồng hồ đo chế độ thử thơng mạch Do bấm cơng tắc chọn chế độ để chuyển đồng hồ đo vào chế độ kiểm tra điện trở) Sau đặt đầu thử vào đầu điện trở cuộn dây để đo điện trở Phải bảo đảm không đặt điện áp vào điện trở thời điểm Không thể đo diode phạm vi này, điện áp sử dụng diode thấp Hình 27 Đo điện trở Hình 28 Đo diode 6.5 Kiểm tra thơng mạch Mục đích: Để kiểm tra thơng mạch mạch điện Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo thơng mạch (Bảo đảm hình “ ” vào thời điểm Nếu không vậy, bấm công tắc chọn chế độ để chuyển đồng hồ sang chế độ đo thông mạch) Nối đầu thử vào mạch điện cần thử Chuông báo kêu lên mạch điện thông mạch 6.6 Thử diode Mục đích: Để thử diode Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào chế độ thử diode Kiểm tra thông mạch chiều Nếu diode có thơng mạch chiều khơng có thông mạch tráo đổi đầu thử, diode xác định bình thường Nếu diode có thơng mạch chiều, bị đoản mạch Nếu khơng thơng mạch chiều, bị hở mạch 6.7 Đo cường độ dịng điện chiều Mục đích: Để đo mức tiêu thụ cường độ thiết bị làm việc với dòng điện chiều Phương pháp đo: Đặt công tắc chọn chức vào phạm vi đo cường độ dòng điện Để đo cường độ dòng điện, phải mắc ampe kế nối tiếp với mạch điện Do đó, tách khu vực mạch điện để nối đầu thử Nối đầu thử dương vào phía có điện cao đầu thử âm vào phía có điện thấp hơn, đọc giá trị đo Bài CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ Các điện tử nhỏ, hạt tích điện âm chuyển động quanh hạt nhân Các proton hạt nhân tích điện dương Điện tử học khoa học công nghệ đề cập đến chức điện tử, việc phát triển ứng dụng phận, mạch, thiết bị liên quan đến công nghệ (Các transistor, diode, IC (các mạch tích hợp) vi xử lý số ví dụ ứng Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 11 dụng) Các IC vi xử lý gồm transistor diode Các thiết bị điện tử thay nhiều thiết bị khí khứ Các thiết bị điện tử thiết kế có nhiều chức nhỏ gọn thiết bị khí Hình 29 Các thiết bị điện tử Hình 30 Điện trở vật liệu Chất bán dẫn Chất bán dẫn loại vật liệu có điện trở cao điện trở dây dẫn tốt đồng sắt, thấp điện trở chất cách điện cao su thuỷ tinh Hai loại vật liệu bán dẫn sử dụng phổ biến Germani (Ge) Silic (Si).Tuy nhiên trạng thái tinh khiết chúng, chất khơng thích hợp với việc sử dụng thực tế chất bán dẫn.Vì lý chúng phải pha với chất phụ gia, lượng nhỏ tạp chất phải thêm vào để nâng cao công dụng thực tế chúng Các đặc tính chất bán dẫn: - Khi nhiệt độ tăng lên, điện trở giảm xuống - Tính dẫn điện tăng lên trộn với chất khác - Điện trở thay đổi có tác dụng ánh sáng, từ tính ứng suất học - Nó phát sáng đặt điện áp vào, v.v Có thể chia chất bán dẫn thành hai loại: Loại N loại P Hình 31 Chất bán dẫn loại N loại P - Các chất bán dẫn loại N: Một chất bán dẫn loại N gồm có chất silic (Si) germani (Ge), pha trộn với lượng nhỏ asen (As) phốtpho (P) để cung cấp cho nhiều điện 12 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô tử tự do, chuyển động dễ dàng qua silic germani để tạo dòng điện Chữ "n" chất bán dẫn loại n có nghĩa "âm" - Các chất bán dẫn loại P: Mặt khác, chất bán dẫn loại p gồm có chất silic (Si) germani (Ge) pha trộn với gali (Ga) Indi (In) để tạo "các lỗ", coi điện tử "khuyết" tích điện dương chạy theo chiều ngược với điện tử tự Chữ "p" chất bán dẫn loại P có nghĩa "dương" Diode Các diode bán dẫn bao gồm chất bán dẫn loại N loại P nối với Một số loại diode: - Diode chỉnh lưu thường - Diode Zener - LED (diode phát sáng) - Photo Diode Hình 23 cho thấy dòng điện chạy qua diode - Khi cực dương (+) ắc quy nối với phía P cực âm (-) nối với phía N, lỗ dương chất bán dẫn loại P cực dương ắc quy đẩy lẫn Và điện tử tự chất bán dẫn loại N cực âm ắcquy đẩy lẫn nhau, đẩy chúng khu vực nối p-n Do điện tử tự lỗ dương hút lẫn nhau, Hình 32 Hoạt động diode làm cho dòng điện chạy qua khu vực nối p-n - Khi đảo ngược cực ắcquy, lỗ dương chất bán dẫn loại p cực âm ắcquy hút lẫn nhau, điện tử tự chất bán dẫn loại n cực dương ắc quy hút lẫn nhau, kéo xa khỏi khu vực nối p-n Kết là, lớp không chứa điện tử tự lỗ dương tạo nên khu vực nối p-n, ngăn chặn dịng điện chạy qua 2.1 Diode thường Diode thường làm cho dòng điện chạy theo chiều: từ phía p sang phía n Cần có điện áp tối thiểu để dịng điện chạy từ phía p sang phía n - Diode silic (A) : khoảng 0,7V - Diode germani (B) : khoảng 0,3V Hình 33 Diode thường Dịng điện khơng chạy điện áp đặt vào chiều ngược lại (từ phía N sang phía P) Mặc dù dịng điện cực nhỏ chạy thực tế, gọi dòng điện rị ngược chiều, xử lý khơng chạy khơng tác động đến hoạt động mạch thực Tuy nhiên điện áp rò ngược chiều tăng lên đầy đủ, cường độ dòng điện cho phép qua diode tăng lên đột ngột Hiện tượng gọi đánh thủng diode, điện áp gọi điện áp đánh thủng Chức chỉnh lưu: - Điện áp chỉnh lưu bán kỳ: Điện áp từ máy phát AC đặt vào diode Vì điện áp đoạn (a), (b) đặt vào diode theo chiều thuận, dòng điện chạy qua diode Tuy nhiên, điện áp đọan (b), (c) đặt vào diode theo chiều ngược, nên dịng điện khơng phép qua diode Vì có nửa dịng điện máy phát sinh phép qua diode Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 13 Hình 34 Hoạt động chỉnh lưu - Chỉnh lưu toàn kỳ: Khi cực A máy phát dương, cực B âm, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Khi phân cực đầu ngược lại, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Điều có nghĩa dịng điện ln ln chạy chiều qua điện trở R Ví dụ ứng dụng: Các diode nắn dòng thường sử dụng nhcác chỉnh lu cho máy phát điện xoay chiều 2.2 Diode Zener 2.2.1 Mơ tả Hình 35 Ứng dụng diode Hình 36 Diode Zenner Diode Zenner cho phép dịng điện chạy qua theo chiều thuận giống diode thường Tuy nhiên, 14 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ cho dòng điện ngược qua số trường hợp 2.2.2 Các đặc điểm Hình 37 Hoạt động diode Zenner Dịng điện chạy theo chiều thuận từ phía p sang phía n qua diode Zener diode thường Một dòng điện chạy theo chiều ngược lại điện áp đặt vào hai đầu Zenner lớn điện áp hoạt động Điều gọi điện áp Zener, giữ ngun khơng thay đổi thực tế, cường độ dòng điện Một diode Zener ấn định với điện áp hoạt động khác tuỳ theo áp dụng mục đích 2.2.3 Ví dụ ứng dụng Các diode Zener sử dụng cho mục đích khác nhau, quan trọng sử dụng tiết chế cho máy phát điện xoay chiều Điện áp điều chỉnh thường xuyên, cách gắn diode Zener vào mạch điện 2.3 LED (Diode phát sáng) 2.3.1 Mô tả LED diode liên kết p-n giống diode thường Nó phát sáng dịng điện qua theo chiều thuận, LED phát sáng với màu khác màu đỏ, vàng xanh lục Hình 38 Ứng dụng diode Zenner 2.3.2 Các đặc điểm Các LED có đặc điểm sau: - Phát nhiệt có tuổi thọ dài bóng điện thường - Phát ánh sáng tốt với mức tiêu thụ điện thấp - Phản ứng với điện áp thấp (tốc độ phản ứng nhanh) Hình 39 LED 2.3.3 Ví dụ ứng dụng Các LED sử dụng loại đèn phanh lắp cao đèn báo, v.v 2.4 Diode quang Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tô 15 2.4.1 Mô tả Diode quang diode liên kết p-n gồm có chất bán dẫn thấu kính Nếu đặt điện áp ngược chiều vào diode quang chiếu ánh sáng, dịng điện ngược chiều chạy qua Cường độ dòng điện thay đổi theo tỷ lệ thuận với lượng ánh sáng rơi diode quang Nói khác đi, diode quang xác định cường độ ánh sáng cách phát cường độ dòng điện ngược đặt điện áp ngược Hình 40 Diode quang 2.4.2 Ví dụ ứng dụng Các diode quang sử dụng cảm biến ánh sáng mặt trời cho máy điều hịa khơng khí, v.v Hình 41 Ứng dụng Diode quang Các transistor 3.1 Các transistor thường 3.1.1 Mơ tả Hình 42 Transistor Một transistor chứa ba lớp gồm có chất bán dẫn loại P kẹp hai bán dẫn loại N, bán dẫn loại N kẹp hai bán dẫn loại P Một điện cực gắn vào lớp nền: B (cực gốc), E (cực phát) C (cực góp) Các transistor thường chia làm hai loại, NPN PNP, tuỳ theo cách bố trí chất bán dẫn Một transistor thực chức sau đây: - Khuyếch đại - Chuyển mạch 3.1.2 Hoạt động Trong transistor NPN dòng điện IB chạy từ B tới E, dòng điện Ic chạy từ C đến E Trong transistor PNP dòng điện IB chạy từ E (cực phát) đến B (cực gốc), dòng điện Ic chạy từ E 16 Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng tơ đến C Dịng điện IB gọi dòng cực gốc, dòng điện Ic gọi dịng cực góp Do đó, dịng điện Ic chạy có dịng điện IB 3.1.3 Các đặc tính Hình 43 Hoạt động Transistor Trong transistor thường dịng điện cực góp (Ic) dịng điện cực gốc (IB) có mối quan hệ thể sơ đồ Các transistor thường có hai chức theo công dụng bản: Như thể Hình 41, phần "A" sử dụng khuyếch đại tín hiệu phần "B" sử dụng công tắc 3.1.4 Khuyếch đại tín hiệu Trong phạm vi "A" đồ thị này, dịng cực góp lớn gấp 10 đến 1000 lần dịng cực gốc Do đó, sử dụng cực làm tín hiệu vào (IB) tín hiệu cực góp (IC) khuếch đại lên 3.1.5 Chức chuyển mạch Trong transistor, dịng cực góp (Ic) chạy có dịng điện cực gốc (IB) Do dịng điện cực gốc bật mở “ON” ngắt “OFF” cách bật mở ngắt dòng điện cực gốc (IB) Đặc điểm transistor sử dụng cơng tắc 3.1.6 Ví dụ ứng dụng Các transistor sử dụng nhiều mạch Khơng có khác chức transistor NPN PNP 3.2 Transistor quang 3.2.1 Các đặc điểm Khi transistor quang nhận ánh sáng điện (+) đặt vào cực góp cực phát nối mát, dịng điện chạy qua mạch Cường độ dòng chạy qua mạch thay Hình 44 Ứng dụng Transistor đổi theo lượng ánh sáng chiếu transistor quang Do đó, ánh sáng chiếu transistor có chức dòng điện cực gốc transistor thường Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ 17 Hình 45 Transistor quang 3.2.2 Ví dụ ứng dụng Trong ô tô, transistor quang sử dụng cảm biến giảm tốc, v.v Hình 46 Ứng dụng transistor quang IC (Mạch tích hợp) Một IC tổ hợp vài đến vài nghìn mạch điện chứa transistor, diode, tụ điện, điện trở, v.v chúng gắn lên vài mm2 chíp silic, đặt khối nhựa gốm Một IC đơn có số khả chức đặc biệt khả so sánh logic tín hiệu trị số, khả khuyếch đại điện áp đầu vào Các IC có ưu mạch khơng tích hợp: - Vì nhiều yếu tố gắn lên chíp silic đơn, đầu nối tiếp xúc giảm đáng kể, dẫn đến giảm hư hỏng - Chúng nhỏ nhẹ nhiều - Chi phí sản xuất thấp nhiều Một IC chứa nhiều phần tử, từ 1000 đến 100.000, gọi LSI (Tích hợp quy mô lớn) Một IC chứa 100.000 phần tử gọi VLSI (Tích hợp quy mơ lớn) Hình 47 Cấu tạo IC Các tín hiệu tương tự số hố Hình 48 Tín hiệu tương tự ... luật Ohm I U R 1. 3 Công suất Công suất điện thể lượng công thiết bị điện thực giây Công suất đo Watt (W), 1W lượng công nhận điện áp V đặt vào điện trở phụ tải tạo dịng điện 1A giây Cơng suất... sau: 10 12 15 18 22 27 33 39 43 47 51 56 68 75 82 91 Bảng Các giá trị điện trở Chương 1: Thiết bị điện điện tử sử dụng ô tơ Ví dụ: Có điện trở:  ; 10  ; 10 0  ; 1K  1, 5  ; 15 ; 15 0 ; 1, 5K... vụ đào tạo, Trường ĐHCN Quảng Ninh tổ chức biên soạn giáo trình Thực tập Điện tô F1 Sách dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ nhà trường làm tài