Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều
Khái niệm về dòng điện xoay chiều
MĐ 23 Hàn hồ quang dây lõi thuốc
MĐ24 Thực tập sản xuất 4 180 53 118 9
2 Chương trình chi tiết môn học:
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
2 Chương1: Khái niệm về dòng điện, các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha 5 4 1 0
1 Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều 1 1 0
Các đại lượng đặc trưng cho mạch điện
Dòng điện
Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của vât dẫn I = — đơn vị là Ampe, A dt
Người ta quy định chiều của dòng điện chạy trong vât dẫn ngược chiều với chiều chuyển động của điện tử (hình vẽ)
Chiều dòng điện điện áp
2 Các đại lượng đặc trưng cho mạch điện
Dòng điện i có trị số bằng tốc độ biến thiên của điện lượng Q qua tiết diện ngang của vât dẫn I = — đơn vị là Ampe, A dt
Người ta quy định chiều của dòng điện chạy trong vât dẫn ngược chiều với chiều chuyển động của điện tử (hình vẽ)
Tại mỗi điểm trong mạch điện có một điện thế ẹ Hiệu diện giữa hai điểm gọi là điện áp U, đơn vị vôn, V
UA Điện áp giữa hai điểm A và B trên hình vẽ là:
Chiều điện áp quy ước được xác định là từ điểm có điện thế cao đến điểm có điện thế thấp Sức điện động E là điện áp giữa hai cực của nguồn điện khi không có dòng điện chạy qua (I = 0).
Công suất
Công suất của nguồn sức điện động là: P = E.I
Công suất của mạch ngoài là:
P = U.I Đơn vị công suất là óat, W
Sức điện động E là giá trị lý tưởng, tương đương với điện áp U đo được giữa hai cực của nguồn khi mạch hở Chiều của sức điện động được quy định từ điện thế thấp đến điện thế cao, tức là từ cực âm đến cực dương.
Kí hiệu nguồn sức điện động Chiều của điện áp quy ước từ điện thế cao đến điện thế thấp, do đó nếu theo hình vẽ thì ta có:
Định luật Ôm và các đại lượng đặc trưng
Chương 2:Mạch điện xoay chiều ba pha
MĐ 23 Hàn hồ quang dây lõi thuốc
MĐ24 Thực tập sản xuất 4 180 53 118 9
2 Chương trình chi tiết môn học:
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập
2 Chương1: Khái niệm về dòng điện, các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha 5 4 1 0
1 Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều 1 1 0
2 Các đại lượng đặc trưng cho mạch điện 1 1 0 0
3 Định luật Ôm và các đại lượng đặc trưng 1 1 0
4 Giải các mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật Ôm
3 Chương2:Mạch điện xoay chiều 3 pha 5 4 1 0
Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha
Khái niệm chung
Hệ thống mạch điện xoay chiều 3 pha bao gồm ba mạch điện 1 pha được kết nối với nhau, tạo thành một hệ thống chung Trong đó, sức điện động của mỗi mạch có dạng hình sin với cùng tần số, nhưng lệch pha nhau 1/3 chu kỳ.
Mỗi mạch điện của hệ thống 3 pha được gọi là 1 pha sức điện động hay sức điện động pha
Hệ 3 pha mà sức điện động các pha có biên độ bằng nhau gọi là 3 pha đối xứng Khác nhau gọi là không đối xứng.
Các thông số đặc trưng
- Quan hệ về điện áp U f = U ịL
Cách nối mạch ba pha
1.3.1 Cách mắc mạch điện xoay chiều 3 pha theo hình sao a Cách đấu
- Các điểm cuối của các cuộn dây máy phát điện được nối với nhau
- Các điểm cuối của phụ tải cũng được nối với nhau
IA IB IC là các dòng điện dây O O 7 là dây trung tính hay dây nguội O là trung tính nguồn O 7 là trung tính tải b Các định nghĩa
- Điện áp giữa 2 đầu của mỗi cuộn dây máy phát điện và điện áp giữa 2 đầu mỗi phụ tải
( hay điện áp giữa 1 dây pha- dây trung tính) gọi là điện áp pha
- Điện áp giữa 2 dây pha gọi là điên áp dây
- Dòng điện pha là dòng điện chạy trong mỗi cuộn dây của máy phát hay chạy trong mỗi phụ tải
- Dòng điện dây là dòng điện chạy trên mỗi dây
- Dây trung tính là đây nối giữa 2 điểm của máy phát và phụ tải
- Dây pha là dây nối giữa 2 điểm của các đầu tương ứng của máy phát và phụ tải c Mối quan hệ trong mạch 3 pha về U, I
- Quan hệ về điện áp U f = U ^
1.3.2Cách mắc mạch điện xoay chiều 3 pha theo hình tam giác
Trên sơ đồ thì A đấu với Z, B đấu với X, C đấu với Y
Mạch 3 pha đấu tam giác thì sức điện động của các pha ở máy phát phải bằng nhau, phụ tải các pha phải bằng nhau
Lưu ý: - khi phụ tải đấu theo hình sao thường dùng 3 pha, 4 dây Dây trung tính
Khi đấu mạch theo hình tam giác điểm cuối của pha này nối với điểm đầu của pha tiếp theo
Trong mạch điện 3 pha, nguồn điện và tải có thể được kết nối theo hình sao hoặc hình tam giác Việc lựa chọn cách nối này phụ thuộc vào điện áp định mức của thiết bị, mạng điện và các yêu cầu kỹ thuật cụ thể Khi đấu theo hình sao, nhiệm vụ cân bằng điện áp được thực hiện, trong khi đấu hình tam giác giúp tải luôn luôn cân bằng.
Nguồn điện sinh hoạt thường được lấy từ dây quấn 3 pha stato của máy phát điện hoặc từ dây quấn 3 pha thứ cấp của máy biến áp Các dây quấn này thường được nối hình sao với dây trung tính, giúp cung cấp hai điện áp khác nhau: điện áp pha và điện áp dây Trên thế giới, có hai loại mạng điện phổ biến là 380V/220V và 380V/127V.
Nguồn điện 3 pha có dây trung tính Cách nối động cơ điện 3 pha
Mỗi động cơ điện 3 pha có ba dây quấn pha, và điện áp định mức cho mỗi dây quấn thường được quy định trong quá trình thiết kế Để động cơ hoạt động hiệu quả, cần đảm bảo rằng điện áp sử dụng đúng với mức quy định Chẳng hạn, một động cơ 3 pha có điện áp định mức 220V cho mỗi pha sẽ được ghi rõ trên nhãn động cơ.
Khi động cơ hoạt động với điện áp dây Ud = 380V, cần đấu nối theo hình sao (hình a), với điện áp đặt lên mỗi dây quấn pha là Up = 380 / √3 = 220V, đúng theo quy định Ngược lại, nếu động cơ làm việc ở điện áp dây Ud = 220V, thì cần nối theo hình tam giác (hình b), khi đó điện áp đặt lên mỗi dây quấn pha của động cơ sẽ bằng 220V, cũng đúng theo quy định.
Để thuận tiện cho việc đấu động cơ, 6 đầu dây của 3 dây quấn động cơ được ký hiệu là AX, BY, CZ Những đầu dây này được đưa ra ngoài qua 6 bulông tại hộp nối trên vỏ động cơ.
Việc dấu dây thực hiện bằng cách thay đổi vị trí cầu nối giữa các bulông này thành hình sao hoặc hình tam giác như hình vẽ
Cầu nối hình tam giác
Ud = Up "0V động cơ dấu tam giác
Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều
Cấu tạo
Máy phát điện một chiều được cấu tạo từ 4 cực và bao gồm các bộ phận chính như Stato, Rôto, cổ góp và chổi than Trong đó, Stato và Rôto là hai bộ phận thiết yếu quyết định hiệu suất hoạt động của thiết bị.
Rôto là phần thiết yếu thứ hai của máy phát điện một chiều, và nó bao gồm các
Lõi phần ứng hình trụ được tạo thành từ 31 lớp sắt có rãnh, xếp chồng lên nhau Các lớp này được thiết kế nhằm giảm thiểu tổn thất do dòng điện xoáy gây ra.
Các khe lõi phần ứng chủ yếu giữ cuộn dây phần ứng, được thiết kế dưới dạng cuộn dây kín Chúng được kết nối theo chuỗi song song nhằm tăng cường tổng dòng điện sản xuất.
Cấu trúc bên ngoài của máy phát điện DC thường được chế tạo từ gang hoặc thép, đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực Chúng cung cấp năng lượng cơ học cần thiết để tạo ra từ thông qua các cực, giúp máy hoạt động hiệu quả.
Cuộn dây trường chủ yếu được sử dụng để giữ cuộn dây, thường được quấn trên các cực và kết nối thành chuỗi song song thông qua các cuộn dây phần ứng Các cực được gắn chặt vào vỏ bằng phương pháp hàn và ốc vít.
Cổ góp hoạt động như một bộ chỉnh lưu, chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp DC cho cuộn dây phần ứng qua các chổi than Nó được thiết kế với các phân khúc đồng, mỗi phân khúc được bảo vệ bằng các tấm mica, và nằm trên trục của máy.
Các kết nối điện có thể được đảm bảo giữa các cổ góp cũng như mạch tải bên ngoài với sự trợ giúp của chổi than.
Động cơ điện một chiều
Cấu tạo
Động cơ điện một chiều bao gồm stato với cực từ, rôto và cổ góp với chổi than Phần tĩnh (statỏ)
Stato là bộ phận quan trọng của máy, bao gồm lõi thép đúc, đóng vai trò vừa là mạch từ vừa là vỏ máy Nó được kết nối với các cực từ chính, nơi có dây quấn kích từ.
Rôto của Máy điện Một chiều gọi là phần ứng bao gồM lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và chổi than
Nguyên tắc hoạt động
Khi cho điện áp Một chiều U vào hai chổi than tiếp xúc với hai phiến góp 1 và 2, trong dây quấn phần ứng có dòng điện
Hai thanh dẫn có dòng điện nằM trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làM cho rôto quay, chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái
Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí của hai thanh dẫn và hai phiến góp 1 và 2 sẽ hoán đổi cho nhau Sự thay đổi này dẫn đến việc dòng điện trong các thanh dẫn đổi chiều, nhưng chiều lực tác dụng vẫn không thay đổi, do đó động cơ duy trì chiều quay ổn định.
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường và sinh ra sức điện động cảM ứng Eưtrong dây quấn rôto
Phương trình điện áp động cơ điện Một chiều:
Bài 3: Máy phát điện 1 chiêu
- Trình bày được khái niệm về máy phát điện một chiều, các đại lượng đặc trưng cho dòng điện một chiều, xoay chiều
- Giải đúng các mạch điện xoay chiều 3 pha đối xứng
- Rèn luyện tính tự giác, ý thức trong khi tham gia học tập
1 Khái niệm chung về máy phát điện một chiều
Máy phát điện (điện từ) đầu tiên được phát minh bởi nhà khoa học người
Anh tên là Michael Faraday vào năm 1831 Máy phát điện một chiều
(DC) là một thiết bị điện được sử dụng để tạo ra năng lượng điện
Thiết bị này chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện, cung cấp điện cho toàn bộ lưới điện.
Các trạm phát điện hiện đại chủ yếu sản xuất điện năng xoay chiều 3 pha, và phần lớn năng lượng này được sử dụng trong công nghiệp, chiếu sáng và đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hàng ngày.
Trong một số ngành công nghiệp, như xí nghiệp hóa học, công luyện kim và giao thông vận tải, việc sử dụng điện một chiều là bắt buộc do yêu cầu sản xuất Để chuyển đổi điện xoay chiều thành điện một chiều, người ta thường sử dụng các bộ chỉnh lưu hoặc máy phát điện một chiều Các máy phát điện một chiều được phân loại dựa trên phương pháp kích thích, tạo thành các nhóm khác nhau.
- Máy phát điện một chiều kích thích độc lập,
- Máy phát điện một chiều tự kích -Máy phát điện một chiều kích thích độc lập gồm:
+ Máy phát DC kích thích bằng điện từ: dùng nguồn DC, ắcqui a) b) c) d) uJú*| uJú*| U 1
Hình 5 15 Sơ đồ nơuvên lí MFĐ DC
phát điện một chiềù 1 Khái niệm chung về máy phát điện một chiều
Khái niệm về máy phát điện
Máy phát điện DC, hay máy phát điện một chiều, là thiết bị điện có chức năng chuyển đổi năng lượng cơ học thành dòng điện một chiều Quá trình này dựa trên nguyên lý của lực điện động cảm ứng để biến đổi năng lượng.
Khi một dây dẫn cắt qua từ trường, lực điện động cảm ứng được sinh ra theo nguyên lý cảm ứng điện từ của Định luật Faraday Lực điện động này có khả năng tạo ra dòng điện nếu mạch dẫn được đóng.
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Sơ đồ máy phát điện kích từ độc lập vẽ dòng điện phần ứng Iư bằng dòng điện tải I Phương trình dòng điện là: I ư = I Phương trình điện áp là:
Mạch phần ứng được xác định bởi công thức U = Eư - RưIư, trong đó U là điện áp phần ứng, Eư là sức điện động, Rư là điện trở dây quấn phần ứng và Iư là dòng điện phần ứng Đối với mạch kích từ, công thức được sử dụng là Ukt = Ikt(Rkt + Rđc), với Ukt là điện áp kích từ, Ikt là dòng điện kích từ, Rkt là điện trở dây quấn kích từ và Rđc là điện trở điều chỉnh.
Khi dòng điện tải I tăng, dòng điện phần ứng tăng, điện áp U giảm xuống do hai nguyên nhân sau:
Từ trường phần ứng làm giảm từ thông, dẫn đến sức điện động E ư giảm Khi điện áp rơi trong mạch phần ứng r ư tăng, dòng điện I ư cũng tăng theo Đường đặc tính ngoài được biểu diễn bằng U = f(I) khi tốc độ và dòng điện kích từ giữ nguyên, trong khi đường đặc tính điều chỉnh I kt = f(I) được vẽ khi điện áp và tốc độ không đổi.
Điều chỉnh điện áp dễ dàng là một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống máy phát động cơ, thường được sử dụng để truyền động máy cán Tuy nhiên, nhược điểm chính của hệ thống này là yêu cầu phải có nguồn điện kích từ riêng.
Máy phát điện một chiều kích từ song song
Để thành lập điện áp, cần thực hiện quá trình tự kích từ, bắt đầu với từ thông do từ dư của cực từ tạo ra, khoảng 2-3% từ thông định mức Khi phần ứng quay, sức điện động cảm ứng xuất hiện trong dây quấn phần ứng nhờ từ thông dư Sức điện động này khép mạch qua dây quấn kích từ, tạo ra dòng điện kích từ và tăng cường từ trường cho máy, cho đến khi đạt điện áp ổn định Để điện áp được hình thành, cần có từ dư và chiều từ trường dây quấn kích từ phải trùng với chiều từ trường dư Nếu không còn từ dư, cần mồi để tạo từ dư; nếu chiều hai từ trường ngược nhau, cần đổi cực tính dây quấn kích từ hoặc đổi chiều quay phần ứng Phương trình cân bằng điện áp là yếu tố quan trọng trong quá trình này.
Mạch phần ứng: U = Eư - RưIư
Mạch kích từ: Ukt = Ikt(Rkt +
Phương trình dòng điện:Iư = I + Ikt
Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng cũng tăng, dẫn đến việc giảm điện áp đầu cực Đối với máy phát điện kích từ song song, ngoài hai nguyên nhân chính, còn có nguyên nhân khác là khi điện áp U giảm, dòng điện kích từ giảm theo, làm từ thông và sức điện động giảm Điều này khiến đường đặc tính ngoài dốc hơn so với máy kích từ độc lập Khi xảy ra ngắn mạch, điện áp U bằng 0 và dòng kích từ bằng không, do đó sức điện động chỉ do từ dư sinh ra, dẫn đến dòng điện ngắn mạch I n nhỏ hơn dòng điện định mức Để điều chỉnh điện áp, cần điều chỉnh dòng điện kích từ, theo đường đặc tính I kt = f(I).
Máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp
Sơ đồ nối dây trong hình 3-15 cho thấy rằng dòng điện kích từ là dòng điện tải, dẫn đến sự thay đổi điện áp khi tải thay đổi, vì vậy máy phát kích từ nối tiếp không được sử dụng trong thực tế Đường đặc tính ngoài U = f(I) được vẽ trên hình 3-15b cho thấy rằng khi tải tăng, dòng điện Iư cũng tăng, làm tăng từ thông và điện áp Eư Tuy nhiên, khi I đạt giá trị (2^2,5)Iđm, máy sẽ bão hòa, dẫn đến việc tăng dòng điện I sẽ làm giảm điện áp U.
Máy phát điện kích từ hỗn hợp có hai kiểu nối: nối thuận và nối ngược Khi nối thuận, từ thông của cuộn kích từ nối tiếp cùng chiều với từ thông của cuộn kích từ song song, giúp tăng từ thông và sức điện động khi tải tăng, giữ điện áp đầu cực gần như không đổi Đây là ưu điểm lớn của máy phát điện này Ngược lại, khi nối ngược, từ trường của cuộn nối tiếp ngược chiều với cuộn song song, dẫn đến việc điện áp giảm mạnh khi tải tăng.
Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện một chiều, xoay chiều
3 Định luật Ôm và các đại lượng đặc trưng 1 1 0
4 Giải các mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật Ôm
3 Chương2:Mạch điện xoay chiều 3 pha 5 4 1 0
1 Khái niệm chung về mạch điện xoay chiều 3 pha 1 1 0 0
2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều 2 2 0 0
3 Động cơ điện một chiều 2 1 1 0
4 Chương3:Máy phát điện một chiều 7 4 2 1
1 Khái niệm chung về máy phát điện một chiều 1 1 0 0
2 Các đại lượng đặc trưng cho dòng điện một chiều, xoay chiều 3 2 1 0
Giải các mạch điện một chiều
5 Chương4:Máy phát điện xoay chiều 5 3 2 0
1 Khái niệm chung về máy phát điện xoay chiều 3 pha 1 1 0 0
2 Động cơ điện xoay chiều 2 1 1 0
3 Phương pháp khởi động, đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ
1 Khái niệm chung về máy biến áp 1 1 0 0
2 Các định luật cảm ứng điện từ 2 2 0 0
3 Các loại máy biến áp 4 1 2 1
7 Chương6:Điện tử công nghiệp 5 4 1 0
1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại linh kiện điện tử
2 Công dụng của các loại linh kiện điện tử, phạm vi ứng dụng 3 2 1 0
8 Chương7:Các thiết bị chỉnh lưu 6 3 2 1
1 Khái niệm chung về các loại chỉnh lưu 1 1 0
+ Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành và được tính vào giờ thực hành
3 Điều kiện thực hiện môn học:
3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
3.2 Trang thiết bị dạy học:,máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ
3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ dụng cụ nghề điện, điện tử, hàn …
3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện tử công suất trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp
4 Nội dung và phương pháp đánh giá:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:
Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ban hành ngày 13/3/2017 bởi Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như sau: Điểm đánh giá Trọng số
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc môn học 60%
Chuẩn đầu ra đánh giá
A1, C1, C2 1 Sau 5 giờ Định kỳ Viết và thực hành
Vấn đáp và thực hành
Vấn đáp và thực hành trên mô hình
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm
10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân
Điểm môn học được tính bằng tổng điểm của tất cả các đánh giá thành phần nhân với trọng số tương ứng Điểm này được làm tròn đến một chữ số thập phân theo thang điểm 10, sau đó sẽ được quy đổi sang điểm chữ và điểm số tương ứng.
5 Hướng dẫn thực hiện môn học
5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp nghề Hàn
5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học
Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm các hoạt động như trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, thực hiện bài tập cụ thể và tổ chức câu hỏi thảo luận nhóm.
- Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra
- Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học
- Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra
Hướng dẫn tự học theo nhóm hiệu quả bao gồm việc nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho từng thành viên, yêu cầu họ tìm hiểu và nghiên cứu nội dung bài học Sau đó, cả nhóm sẽ thảo luận, trình bày nội dung đã nghiên cứu, ghi chép lại thông tin quan trọng và viết báo cáo nhóm để tổng hợp kiến thức.
5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp là rất quan trọng Người học sẽ được cung cấp tài liệu tham khảo từ nhiều nguồn, bao gồm trang web, thư viện và các tài liệu khác, trước khi bắt đầu môn học này.
- Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả
Để đủ điều kiện tham gia kỳ thi tiếp theo, người học cần tham dự ít nhất 70% các giờ giảng tích hợp Nếu vắng mặt quá 30% số giờ học tích hợp, người học sẽ phải học lại mô đun.
Tự học và thảo luận nhóm là phương pháp học tập hiệu quả, kết hợp giữa làm việc cá nhân và làm việc nhóm Trong đó, một nhóm từ 2-3 người sẽ được giao chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết và thực hành Mỗi thành viên sẽ đảm nhận trách nhiệm cho một hoặc một số nội dung trong chủ đề đã phân công, nhằm phát triển và hoàn thiện toàn bộ nội dung thảo luận của nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ
- Tham dự thi kết thúc môn học
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học
[1] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh- Kỹ thuật điện (lý thuyết và 100 bài giải)-
[3] Hoàng Hữu Thận-Đo lường máy điện và khí cụ điện - NXBKHKT 1982
[4] Trần Minh Sở- Kỹ thuật điện - NXBGD 2001
[5] Đỗ Xuân Thụ- Kỹ thuật điện tử- NXBGD 2004
Bài 1:Khái niệm về dòng điện, Các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha
- Trình bày được các khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều, định luật ôm và các đại lượng đặc trưng
- Giải đúng các bài toán mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật ôm
- Rèn luyện tính tự giác, ý thức trong khi tham gia học tập
Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều
1.1 Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện 1 chiều
Mạch điện gồm các thiết bị điện ghép lại với nhau tạo thành vòng kín nhờ các dây dẫn
Các phần tử chính của mạch điện:
- Nguồn điện: là các thiết bị điện phát ra năng lượng để cấp cho các thiết bị khác trong mạch
Một số nguồn điện dân dụng cơ bản: pin, ắcquy, máy phát điện
- Phụ tải: là các thiết bị tiêu thụ điện năng
Một số loại thiết bị tiêu thụ điện: quạt, bàn là, đèn
- Dây dẫn: nối nguồn với phụ tải hoặc các tải với nhau *) Cấu trúc của mạch điện
- Nhánh: là một đoạn mạch gồm các phần tử ghép nối tiếp với nhau, trong đó có cùng một dòng điện chạy qua
- Nút: là chỗ gặp nhau của các nhánh (từ 3 nhánh trở lên)
- Mạch vòng: là một lối đi khép kín qua các nhánh
Từ sơ đồ trên hình vẽ ta thấy:
- Số nhánh của mạch điện là 3(m= 3)
- Số điểm nút của mạch điện là 2 (n=2 )
- Số vòng của mạch điện là 3
1.1.2 Nguyên lý sản sinh ra dòng điện một chiều
Nguồn điện là thiết bị duy trì dòng điện trong đoạn mạch, muốn vậy ta cần duy trì điện áp ở hai đầu nguồn điện
Mỗi nguồn điện đều có hai cực: cực dương (+) và cực âm (-), giữa chúng luôn tồn tại một hiệu điện thế Để hình thành các điện cực này, cần có lực thực hiện công nhằm tách các electron ra khỏi các phần tử trung hòa, sau đó chuyển các electron hoặc ion dương được tạo ra ra khỏi mỗi cực.
Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín thì trong mạch đó có dòng điện
1.2 Các khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều
1.2.1 Định nghĩa và sự sản sinh ra sức điện động xoay chiều hình sin
Hiện nay, nguồn điện xoay chiều ở nước ta chủ yếu được sản xuất từ các nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện, trong đó nhà máy thuỷ điện đóng vai trò quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân.
Mạch điện xoay chiều hình sin một pha là loại mạch có một hoặc nhiều nguồn điện xoay chiều với tần số và góc pha ban đầu đồng nhất.
Dòng điện xoay chiều là loại điện có tính chất biến đổi tuần hoàn, lặp lại quá trình biến thiên sau một khoảng thời gian nhất định Quá trình biến thiên này được mô tả bằng hàm số sin, tạo thành dòng điện xoay chiều hình sin.
Dòng điện xoay chiều hình sin là loại dòng điện có chiều và trị số biến đổi theo thời gian, tuân theo quy luật của hàm số sin, trong khi tần số vẫn được giữ nguyên.
1.2.2 Cách tạo ra dòng điện xoay chiều a Nguyên lí máy phát điện xoay chiều một pha
Khi khung dây (a, b, c, d) quay trong từ trường, suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện theo định nghĩa về cảm ứng điện từ Chiều của sức điện động này được xác định theo quy tắc bàn tay phải Nếu kết nối tải, sẽ tạo ra dòng điện.
+ Nếu quay khung dây 180 0 thì sức điện động trong khung dây đổi chiều dòng điện qua phụ tải cũng đổi chiều
Kết luận: Nguyên lý làm việc của dòng điện xoay chiều qua phụ tải b là cơ sở để hiểu rõ hơn về sức điện động xoay chiều Để thành lập biểu thức sức điện động xoay chiều, cần nắm vững các yếu tố ảnh hưởng đến dòng điện và cách thức hoạt động của nó trong mạch điện.
Sức điện động hình sin trong máy phát điện xoay chiều một pha được ký hiệu là E Để tính toán sức điện động này, chúng ta cần đưa ra một số giả thiết cơ bản.
+ Hệ thống cực từ ở phần cảm được chế tạo sao cho cảm ứng từ B phân bố theo quy luật hình sin
Biểu thức: B = Bm sin® t + Khi máy phát điện làm việc khung dây quay với vận tốc V ta có biểu thức: e
Nếu khung dây quay với w vòng thì
Gồm phần cảm là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện, phần ứng là khung dây và hệ thống vòng tiếp xúc chổi than
biến áp 1 Khái niệm chung về máy biến áp
Định nghĩa
Điện năng được sản xuất tại các nhà máy điện, nhưng việc tiêu thụ điện thường không diễn ra gần các nhà máy, dẫn đến khó khăn trong việc truyền tải Việc truyền tải điện trực tiếp từ máy phát đến người tiêu dùng có thể gây tổn thất lớn và thậm chí làm sụp đổ điện áp Để giải quyết vấn đề này, bài viết sẽ nghiên cứu về thiết bị điện trung gian quan trọng là máy biến áp, đồng thời mở rộng để tìm hiểu về các loại máy biến điện khác như máy biến dòng và máy biến áp đặc biệt, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng và vận hành thiết bị điện hiệu quả hơn.
Theo công dụng máy biến áp có thể gồm các loại sau đây:
- Máy biến áp điện lực: Dùng để truyền tải và phân phối điện
- Máy biến áp chuyên dùng: Dùng cho các lò luyện kim, máy biến áp hàn, các thiết bị chỉnh lưu,
- Máy biến áp tự ngẫu: Có thể thay đổi điện áp nên dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều
- Máy biến áp đo lường: Dùng để giảm các điện áp và dòng điện lớn để đưa vào các đồng hồ đo
- Máy biến áp thí nghiệm: Dùng trong các phòng thí nghiệm điện - điện tử
Máy biến áp có nhiều loại, nhưng tất cả đều hoạt động theo nguyên lý tương tự Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào máy biến áp một pha và ba pha, trong khi các loại máy biến áp khác sẽ được đề cập sơ lược ở phần cuối chương để các bạn có thể tự tìm hiểu thêm.
Các đại lượngđịnh mức
Điện áp định mức ở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp là yếu tố quan trọng trong hoạt động của máy biến áp Điện áp sơ cấp định mức (Uiđm) được quy định cho dây quấn sơ cấp, trong khi điện áp thứ cấp định mức (U2đm) là điện áp của dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp đạt mức định mức.
Chú ý với máy biến áp một pha điện áp định mức là điện áp pha, còn máy biến áp ba pha điện áp là điện áp dây
Dòng điện định mức ở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp
Dòng điện định mức(A): Là dòng điện qui định cho mỗi cuộn dây máy biến áp
34 ứng với công suất định mức và điện áp định mức Với máy biến áp một pha:
Với máy biến áp ba pha:
Nếu rỗ _ 1 S1 _ S2 U2đm I2đm _ Ulđm Ilđm
Máy biến áp còn được ghi các thông số quan trọng như tần số định mức (fđm), số pha (m), sơ đồ và tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch (Un%), chế độ làm việc và phương pháp làm mát.
Công suất định mức của máy biến áp (S)
Công suất định mức S đm (VA, kVA): Là công suất biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp.
Các định luật cảm ứng điện từ
Các loại máy biến áp
7 Chương6:Điện tử công nghiệp 5 4 1 0
1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại linh kiện điện tử
2 Công dụng của các loại linh kiện điện tử, phạm vi ứng dụng 3 2 1 0
8 Chương7:Các thiết bị chỉnh lưu 6 3 2 1
1 Khái niệm chung về các loại chỉnh lưu 1 1 0
+ Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành và được tính vào giờ thực hành
3 Điều kiện thực hiện môn học:
3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
3.2 Trang thiết bị dạy học:,máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ
3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ dụng cụ nghề điện, điện tử, hàn …
3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch điện tử công suất trong nhà máy, xí nghiệp công nghiệp
4 Nội dung và phương pháp đánh giá:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập
Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:
Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ban hành ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như sau: Điểm đánh giá Trọng số
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc môn học 60%
Chuẩn đầu ra đánh giá
A1, C1, C2 1 Sau 5 giờ Định kỳ Viết và thực hành
Vấn đáp và thực hành
Vấn đáp và thực hành trên mô hình
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm
10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân
Điểm môn học được tính bằng tổng điểm của tất cả các đánh giá thành phần, nhân với trọng số tương ứng Điểm này được làm tròn đến một chữ số thập phân theo thang điểm 10, sau đó quy đổi sang điểm chữ và điểm số tương ứng.
5 Hướng dẫn thực hiện môn học
5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp nghề Hàn
5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học
Phương pháp dạy học tích cực bao gồm các hoạt động như trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, thực hiện bài tập cụ thể và tổ chức câu hỏi thảo luận nhóm Những phương pháp này giúp tạo ra môi trường học tập tương tác và khuyến khích sự tham gia tích cực của học sinh.
- Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra
- Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học
- Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra
Hướng dẫn tự học theo nhóm hiệu quả bao gồm việc nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho từng thành viên, yêu cầu họ tìm hiểu và nghiên cứu nội dung bài học Sau đó, cả nhóm sẽ thảo luận, trình bày nội dung đã nghiên cứu, ghi chép lại và cùng nhau viết báo cáo nhóm.
5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
Nghiên cứu kỹ lưỡng bài học tại nhà trước khi đến lớp là rất quan trọng Người học sẽ được cung cấp các tài liệu tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau như trang web, thư viện và tài liệu liên quan trước khi bắt đầu môn học này.
- Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả
Để đủ điều kiện tham gia kỳ thi lần sau, người học cần tham dự ít nhất 70% các giờ giảng tích hợp Nếu tỷ lệ vắng mặt vượt quá 30%, người học sẽ phải học lại mô đun.
Tự học và thảo luận nhóm là phương pháp học tập hiệu quả, kết hợp giữa làm việc cá nhân và làm việc nhóm Trong mô hình này, một nhóm từ 2-3 người sẽ được giao một chủ đề thảo luận trước khi bắt đầu học lý thuyết và thực hành Mỗi thành viên trong nhóm sẽ đảm nhận trách nhiệm cho một hoặc một số nội dung cụ thể trong chủ đề, nhằm phát triển và hoàn thiện tốt nhất nội dung thảo luận chung của nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ
- Tham dự thi kết thúc môn học
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học
[1] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh- Kỹ thuật điện (lý thuyết và 100 bài giải)-
[3] Hoàng Hữu Thận-Đo lường máy điện và khí cụ điện - NXBKHKT 1982
[4] Trần Minh Sở- Kỹ thuật điện - NXBGD 2001
[5] Đỗ Xuân Thụ- Kỹ thuật điện tử- NXBGD 2004
Bài 1:Khái niệm về dòng điện, Các định luật cơ bản để giải mạch điện xoay chiều một pha
- Trình bày được các khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều, định luật ôm và các đại lượng đặc trưng
- Giải đúng các bài toán mạch điện xoay chiều một pha bằng định luật ôm
- Rèn luyện tính tự giác, ý thức trong khi tham gia học tập
Khái niệm về dòng điện một chiều, xoay chiều
1.1 Khái niệm và nguyên lý sản sinh ra dòng điện 1 chiều
Mạch điện gồm các thiết bị điện ghép lại với nhau tạo thành vòng kín nhờ các dây dẫn
Các phần tử chính của mạch điện:
- Nguồn điện: là các thiết bị điện phát ra năng lượng để cấp cho các thiết bị khác trong mạch
Một số nguồn điện dân dụng cơ bản: pin, ắcquy, máy phát điện
- Phụ tải: là các thiết bị tiêu thụ điện năng
Một số loại thiết bị tiêu thụ điện: quạt, bàn là, đèn
- Dây dẫn: nối nguồn với phụ tải hoặc các tải với nhau *) Cấu trúc của mạch điện
- Nhánh: là một đoạn mạch gồm các phần tử ghép nối tiếp với nhau, trong đó có cùng một dòng điện chạy qua
- Nút: là chỗ gặp nhau của các nhánh (từ 3 nhánh trở lên)
- Mạch vòng: là một lối đi khép kín qua các nhánh
Từ sơ đồ trên hình vẽ ta thấy:
- Số nhánh của mạch điện là 3(m= 3)
- Số điểm nút của mạch điện là 2 (n=2 )
- Số vòng của mạch điện là 3
1.1.2 Nguyên lý sản sinh ra dòng điện một chiều
Nguồn điện là thiết bị duy trì dòng điện trong đoạn mạch, muốn vậy ta cần duy trì điện áp ở hai đầu nguồn điện
Nguồn điện luôn có hai cực: cực dương (+) và cực âm (-), giữa chúng tồn tại một hiệu điện thế Để hình thành các điện cực này, cần có lực thực hiện công để tách electron khỏi các phần tử trung hòa, sau đó chuyển các electron hoặc ion dương ra khỏi mỗi cực.
Khi nối hai cực của nguồn điện bằng một vật dẫn, tạo thành mạch kín thì trong mạch đó có dòng điện
1.2 Các khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều
1.2.1 Định nghĩa và sự sản sinh ra sức điện động xoay chiều hình sin
Hiện nay, nguồn điện xoay chiều ở Việt Nam chủ yếu được sản xuất từ các nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện Trong đó, nhà máy thuỷ điện đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế quốc dân.
Mạch điện xoay chiều hình sin một pha là loại mạch có một hoặc nhiều nguồn điện xoay chiều đồng nhất về tần số và góc pha ban đầu.
Dòng điện xoay chiều (AC) là loại dòng điện có sự biến đổi tuần hoàn, lặp lại theo chu kỳ nhất định Biến thiên của dòng điện này được mô tả bằng hàm số sin, tạo nên dòng điện xoay chiều hình sin.
Dòng điện xoay chiều hình sin là loại dòng điện có chiều và trị số biến đổi theo thời gian, tuân theo quy luật của hàm số sin, trong khi tần số vẫn được giữ nguyên.
1.2.2 Cách tạo ra dòng điện xoay chiều a Nguyên lí máy phát điện xoay chiều một pha
Khi khung dây (a, b, c, d) quay trong từ trường, suất điện động cảm ứng xuất hiện theo định nghĩa của cảm ứng điện từ Chiều của suất điện động này được xác định bằng quy tắc bàn tay phải Nếu khung dây được kết nối với tải, một dòng điện sẽ được sinh ra.
+ Nếu quay khung dây 180 0 thì sức điện động trong khung dây đổi chiều dòng điện qua phụ tải cũng đổi chiều
Kết luận: Nguyên lý hoạt động của dòng điện xoay chiều qua phụ tải b là cơ sở để hiểu cách thành lập biểu thức sức điện động xoay chiều Việc nắm vững các yếu tố này là cần thiết để áp dụng trong thực tiễn.
Sức điện động hình sin trong máy phát điện xoay chiều một pha được ký hiệu là E Để tính toán sức điện động này, ta cần đưa ra những giả thiết cụ thể.
+ Hệ thống cực từ ở phần cảm được chế tạo sao cho cảm ứng từ B phân bố theo quy luật hình sin
Biểu thức: B = Bm sin® t + Khi máy phát điện làm việc khung dây quay với vận tốc V ta có biểu thức: e
Nếu khung dây quay với w vòng thì
Gồm phần cảm là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện, phần ứng là khung dây và hệ thống vòng tiếp xúc chổi than
tử công nghiệp 1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại linh kiện điện tử
Diode
Diode là linh kiện bán dẫn được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn P và N ghép lại với nhau Đầu nối với lớp bán dẫn P được gọi là A nốt (A), trong khi đầu nối với lớp bán dẫn N được gọi là B nốt (B).
Hình 1.7: Cấu tạo(a), ký hiệu (b)
* Nguyên lý làm việc của diode:
Khi diode được phân cực thuận, cực dương của nguồn được kết nối với anode và cực âm với cathode, diode sẽ dẫn dòng qua tải Giá trị dòng điện này phụ thuộc vào điện trở của tải và mạch điện.
Khi diode được phân cực ngược, cực dương của nguồn được kết nối với katôt và cực âm của nguồn kết nối với anôt, dẫn đến việc diode không cho dòng điện đi qua tải.
Trong hình 1.9, hiện tượng phân cực ngược của diode cho thấy rằng vẫn có một dòng điện nhỏ chảy qua diode từ K sang A, được gọi là dòng điện ngược hoặc dòng điện rò.
Diode cho phép dòng điện chạy từ A sang K khi được phân cực thuận, trong khi không cho phép dòng điện chạy ngược lại Đặc tính Vôn - Am pe của diode thể hiện sự kiểm soát dòng điện này.
Một số tính chất của diode trong quá trình hoạt động có thể được hiểu rõ hơn thông qua việc phân tích đặc tính vôn-ampe của diode, như được thể hiện trong hình vẽ.
Đặc tính vôn-ampe của diode bao gồm ba loại: đặc tính thực tế, đặc tính tuyến tính và đặc tính lý tưởng Đặc tính thuận xuất hiện trong góc phần tư I với UAK > 0, trong khi đặc tính ngược nằm trong góc phần tư III với UAK < 0.
Trên đường đặc tính thuận, nếu điện áp anôt-catôt tăng dần từ 0 đến khi vượt qua ngưỡng điện áp UD 0 cỡ 0,6 - 0,7 V, dòng có thể chảy qua diode
Dòng điện ID có thể biến đổi mạnh mẽ, trong khi điện áp rơi trên diode UAK lại hầu như không thay đổi Do đó, đặc tính thuận của diode được đặc trưng bởi điện trở tương đương rất nhỏ.
Khi điện áp UAK trên đường đặc tính ngược tăng từ 0 đến giá trị Ung.max, dòng điện qua diode chỉ duy trì ở mức rất nhỏ, được gọi là dòng rò, cho thấy diode vẫn cản trở dòng điện theo chiều ngược Tuy nhiên, khi UAK đạt đến giá trị Ung.max, dòng điện qua diode tăng đột ngột, làm mất tính chất cản trở dòng điện ngược của diode Quá trình này là không đảo ngược, nghĩa là nếu giảm điện áp trên anôt-catôt, dòng điện vẫn không giảm, cho thấy diode đã bị đánh thủng.
Để đơn giản hóa việc tính toán, người ta thường sử dụng đặc tính dẫn dòng và tuyến tính hóa diode, như được minh họa trong hình b Đặc tính này có thể được diễn đạt qua một công thức cụ thể.
Điện trở tương đương của diode khi dẫn dòng được ký hiệu là r D Đặc tính vôn-ampe của các diode thực tế thay đổi tùy thuộc vào dòng điện cho phép và điện áp ngược tối đa mà diode có thể chịu Tuy nhiên, để phân tích sơ đồ các bộ biến đổi, đặc tính lý tưởng thường được sử dụng Theo đặc tính lý tưởng, diode cho phép dòng điện chạy qua mà không có sụt áp, tức là điện trở tương đương khi dẫn là 0 và khi khóa là vô cùng lớn.
* Cách đo và kiểm tra diode
Để đo điện trở của diode, đầu tiên chọn thang đo trên VOM là x10 hoặc x100 Tiếp theo, đặt hai đầu que đo vào hai đầu của diode để thu được giá trị điện trở R1 Sau đó, đảo lại phép đo để xác định giá trị điện trở R2 Cuối cùng, dựa vào hai giá trị R1 và R2, ta có thể rút ra kết luận về trạng thái của diode.
Nếu hai phép đo trên cho hai giá trị điện trở khác xa nhau thì diode tốt Nếu R1 = R2 = 0 Ôm thì diode bị chập
Nếu R1 = R2 = œ Ôm thì diode bị đứt
Nếu R1 ^ R2 thì diode còn tốt khoảng 75%
Bước 5: Xác định cực A, K của Diode khi biết diode đó tốt
Trong hai phép đo trên, tìm lại phép đo cho giá trị điện trở nhỏ, que đen ở đâu thì đó là A, cực còn lại là cực K
Lưu ý rằng phép đo này thực chất là quá trình phân cực cho diode Để thực hiện, sử dụng nguồn Pin trong VOM cấp điện cho diode, với que đen kết nối vào cực dương (+) của Pin và que đỏ nối vào cực âm (-) của Pin.
Phân cực thuận: Đặt que đen vào A, que đỏ vào K cho giá trị điện trở nhỏ
Phân cực ngược: Đặt que đen vào K, que đỏ vào A được giá trị điện trở lớn
Khi kiểm tra diode, nếu diode hoạt động tốt, ở chế độ phân cực ngược, kim VOM sẽ không lên khi để ở thang x1 do điện trở lớn Để quan sát giá trị điện trở, cần tăng thang đo lên x100 hoặc x1k Để xác định diode tốt, kim phải chỉ ở mức từ 0,6V đến 0,8V khi đo ở thang thứ ba từ dưới lên Đối với diode phát quang, nên đo ở thang x10 để tránh làm hỏng diode; nếu không có tín hiệu ở thang x10, hãy chuyển về thang x1 để đo lại.
Transistor BJT
Transistor là linh kiện điện tử cấu thành từ ba lớp bán dẫn, trong đó hai lớp liền nhau khác loại tạo ra hai tiếp giáp P-N Tùy thuộc vào cách sắp xếp các vùng bán dẫn, transistor được chia thành hai loại chính: PNP và NPN.
Miền thứ nhất của transistor, được gọi là miền Emittor, có nồng độ tạp chất cao nhất Cực nối với miền này được ký hiệu là cực Emittor (E).
Miền thứ hai của transistor, được gọi là miền Base, được pha chế với nồng độ tạp chất thấp nhất Cực nối với miền này được ký hiệu là cực Base (B).
Miền thứ nhất của transistor, được gọi là miền Collector, có nồng độ tạp chất trung bình Cực nối với miền này được ký hiệu là cực Collector (C).
- Loại Transistor PNP được gọi là Transistor thuận, gồm 1 miếng bán dẫn N ở giữa và 2 miếng bán dẫn P ở 2 bên Ký hiệu với mũi tên ở cực
E có chiều đi vào chỉ chiều đi của dòng điện trong chất bán dẫn (hình a)
- Loại Transistor NPN được gọi là Transistor ngược, gồm 1 miếng bán dẫn P ở giữa và 2 miếng bán dẫn N ở 2 bên Ký hiệu với mũi tên ở cực
E có chiều đi ra chỉ chiều đi của dòng điện trong chất bán dẫn (hình b)
Hình 1.11: Cấu tạo, ký hiệu transistor a) Transistor thuận; b) Transistor ngược * Nguyên lý làm việc ( Xét đối với transisitor ngược NPN)
Nguồn E1 phân cực thuận cho cho tiếp giáp J1, nguồn E2 phân cực ngược cho tiếp giáp J2 và phân cực thuận cho tiếp giáp J1
Hình 1.12: Nguyên lý làm việc transistor ngược
J1 phân cực thuận, dẫn đến dòng IB chạy từ B sang E J2 phân cực ngược bởi E2, nhưng do E2 lớn hơn E1, điện trường do E2 tạo ra mạnh Cực gốc mỏng cho phép một số điện tử tự do di chuyển từ E sang B, trong khi phần lớn điện tử vượt qua cực gốc qua tiếp giáp J2 đến cực C, kết nối với nguồn dương E2 Do đó, dòng Ic qua phụ tải Rt được tạo ra.
Dòng E1 qua B, E gọi là dòng điều khiển, dòng E2 qua tải gọi là dòng tải, nên ta có IE = IC +IB
Khi UBE tăng thì IB tăng, IC tăng và ngược lại Một lượn thay đổi nhỏ của
IB cũng lam thay đổi một lượng lớn IC nên transistor có tác dụng khuếch đại
Nếu đảo cực tính UBE thì transistor không thể làm việc được và dòng
IC=0 + Xét tương tự đối với transistỏ thuân PNP
* Cách đo và kiểm tra + Tìm cực B :
Để đo điện trở của Transistor, hãy sử dụng đồng hồ vạn năng ở thang đo X1, X10 hoặc X100 Gắn một que đo vào một chân bất kỳ trong ba chân của Transistor và tiến hành đo lần lượt hai chân còn lại, tổng cộng sẽ có 6 phép đo được thực hiện.
6 phép đo đó, nếu Transistor tốt thì chỉ có hai phép đo cho giá trị điện trở tương đương nhau
Để xác định cực B, hãy bật đồng hồ ở thang x1 hoặc x10 và tiến hành đo ngẫu nhiên tại ba chân của bóng Khi kim đồng hồ dừng lại, que đỏ sẽ ở cực B Cố định que đỏ và chuyển que đen sang chân còn lại; lúc này, kim đồng hồ phải có chỉ số tương đương với lần đo trước.
Để xác định cực CE, bật đồng hồ trên thang ôm x10k và thực hiện hai phép đo ngẫu nhiên bằng cách đảo que vào C và E Một lần kim sẽ lên ít và một lần kim không lên; chúng ta sẽ lấy phép đo ở lần kim không lên, lúc này que đen đang ở E và que đỏ đang ở C.
Để xác định cực B, hãy bật đồng hồ ở thang ôm x1 hoặc x10 và tiến hành đo ngẫu nhiên tại ba chân Dừng lại khi kim đồng hồ chỉ đúng vào vị trí que đen đang ở cực B Sau đó, cố định que đen và sử dụng que đỏ để đo vào chân còn lại; kim đồng hồ cần phải lên bằng với lần đo trước đó.
Để xác định các điểm C và E, hãy bật đồng hồ ở thang ôm x10k và thực hiện hai lần đo, nhớ đảo que vào C và E Lần đo đầu tiên khi kim không lên, lúc này que đen sẽ ở vị trí C và que đỏ ở vị trí E.
Xác định theo cách trên chỉ xác định được một số Transistor như
C828, D671, Đối với một số loại transistor khác để xác định chân C, E của hai loại
Transistor ta tiến hành thực hiện như sau:
Hình 1.13: Sơ đồ xác định chân transistor
Transistor MOSFET
Que đen Que đỏ Đặc tính động
54 IGBT thực tế: 1MB-30-060- Fuji Electric
Là linh kiện gồm 4 lớp bán dẫn ghép liên tiếp lại với nhau đưa ra 3 chân A, K, G như hình 1.13 A nốt gắn với P1; K tốt gắn với N2; cực điều khiển gắn với P2 a b
Hình 1.13: Cấu tạo, ký hiệu Thyristor a) Cấu tạo; b) ký hiệu
Khi phân cực thuận cho SCR muốn có dòng đi từ A sang K ta phải kích xung vào chân điều khiển G cho SCR
Khi phân cực ngược cho SCR khi đó không có dòng từ A sang K
Khi thyristor đã dẫn dòng, việc điều khiển trở nên vô nghĩa do tính tự giữ của nó Ngay cả khi cắt dòng điều khiển, thyristor vẫn tiếp tục dẫn.
* Cách đo và kiểm tra SCR (Xác định tọa độ 3 chân A, K, G) + Bước 1: Chọn thang đo điện trở X1 hoặc X10 + Bước 2: Thực hiện 6 phép đo giống Transistor
- Nếu SCR tốt thì trong 6 phép đo trên thì chỉ có 1 phép đo cho giá trị điện
- Ở phép đo cho giá trị điện trở nhỏ này, que đen đặt ở đâu thì đó là cực G, que đỏ đặt ở đâu thì đó là cực K, còn lại là cực A
+ Bước 3: Kiểm tra chất lượng của SCR
Nếu trong số 6 phép đo có từ hai phép đo trở lên cho giá trị điện trở nhỏ, hoặc không có phép đo nào cho giá trị điện trở nhỏ, thì SCR được xác định là hỏng.
Nếu SCR hoạt động tốt, tiếp theo ta thực hiện thao tác đặt VOM ở thang đo điện trở X10 Đặt que đen vào chân G và chân A, que đỏ vào chân K, và quan sát kim chỉ giá trị điện trở R1.
Tách que đen khỏi cực G trong khi giữ que đen ở cực A và que đỏ ở cực K Nếu giá trị điện trở R1 không thay đổi, SCR hoạt động tốt; ngược lại, nếu kim đồng hồ không giữ giá trị R1, SCR bị hư Thao tác này thực hiện phân cực thuận cho SCR và kích một xung dương vào cực G.
Là linh kiện bán dẫn gồm 5 lớp bán dẫn đưa ra 3 chân là T1, T2 và
G b Hình 1.14: Cấu tạo, ký hiệu Triac a) Cấu tạo; b) ký hiệu
+ Khi cực T2 có điện thế dương và cực G kích xung dương thì Triac dẫn điện theo chiều từ T2 qua T1
+ Khi cực T2 có điện thế âm và cực G được kích xung âm thì Triac dẫn điện theo chiều từ T1 qua T2
* Cách đo và kiểm tra Triac
Sử dụng đồng hồ đo thang ôm X1 hoặc X10 để thực hiện sáu phép đo với hai que đo Chỉ có hai phép đo cho giá trị nội trở, với hai que đo ở chân T2 và G, trong khi chân còn lại là T1 Để xác định chân T2 và G, tiếp tục sử dụng đồng hồ thang X1Q, đặt que đen vào T1 và que đỏ vào một trong hai chân còn lại, sau đó tiến hành kích thử Khi chạm ngón tay giữa chân T1 và một chân không đo, sẽ có hai trường hợp xảy ra.
Trường hợp 1: Nếu thấy kim đồng hồ chỉ một giá trị điện trở thì khi đó tại vị trí que đỏ là chân T2, chân còn lại là G
Trường hợp 2: Nếu thấy kim đồng hồ không lên thì khi đó tại vị trí que đỏ là chân G, chân còn lại là T2
1.8 Gate turn off thyristor GTO
GTO là một linh kiện có 4 lớp bán dẫn PNPN như SCR cấu tạo và ký hiệu được mô tả như sau:
Mặc dù GTO có ký hiệu khác với SCR và SCS, nhưng các tính chất của chúng khá tương đồng Điểm khác biệt chính là GTO cho phép mở và tắt chỉ bằng một cổng, với việc mở GTO thông qua xung dương vào cực cổng và tắt GTO bằng xung âm vào cực cổng.
- So với SCR, GTO cần dòng điện kích lớn hơn (thường hàng trăm mA)
Một tính chất quan trọng của GTO là khả năng chuyển mạch nhanh, với thời gian mở tương tự như SCR (khoảng 1ps) nhưng thời gian tắt ngắn hơn nhiều (khoảng 1ps ở GTO so với 5ps đến 30ps ở SCR) Nhờ vào đặc điểm này, GTO được sử dụng rộng rãi trong các mạch đếm, mạch tạo xung và mạch điều hòa điện thế Một trong những ứng dụng của GTO là tạo tín hiệu răng cưa kết hợp với Diode Zener.
Khi cấp điện, GTO dẫn, anod và catod hoạt động như một mạch nối tắt Điện tích Cl nạp đến điện thế nguồn VAA, dẫn đến VGK