Điện tử cơ bản 1

Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử khác theo nội dung bài đã học.. Tính toán điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo

TR¦êng trung cÊp nghÒ qu¶ng b×nh

Gi¸o viªn thùc hiÖn:

NguyÔn Tr êng Thi

Ch ơng trình Mô đun đào tạo điện tử cơ bản

Mã số mô đun: M 13 Đ Thời gian mô đun: 180h;

(Lý thuyết: 60h; Thực hành: 120h)

I Vị trí tính chất của mô đun:

Mô đun này có ý nghĩa bổ trợ các kiến thức cần thiết về lĩnh vực điện tử cho học sinh ngành điện; làm cơ sơ để tiếp thu các môn học, mô đun khác nh : PLC cơ bản, kỹ thuật cảm biến Mô đun có thể học song song với môn Mạch điện.

Ch ơng trình Mô đun đào tạo điện tử cơ bản

III Mục tiêu mô đun:

Sau khi hoàn tất mô-đun này, học viên có n ng lực: ă

Gi i thích, phân tích cấu tạo nguyên lý các a linh kiện kiện điện tử thông dụng.

Nhận dạng chính xác ký hiệu của từng linh kiện, đọc chính xác trị số của chúng.

Phân tích nguyên lý một số mạch ứng dụng cơ bản của tranzito nh : mạch khuếch đại, dao

động, mạch xén

Xác định chính xác sơ đồ chân linh kiện, lắp ráp, cân chỉnh một số mạch ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật và an toàn.

STT Tªn c¸c bµi trong m« ®un

Thêi gian

4 Tµi liÖu cÇn tham kh¶o:

Gi¸o trình linh kiÖn, m¹ch ®iÖn tö

Sæ tay tra cøu linh kiÖn ®iÖn tö

Sæ tay tra cøu tranzito NhËt B¶n.C¸c lo¹i sæ tay tra cøu Kü thuËt ®iÖn

Bài 1: Các khái niệm cơ bản

Mục tiêu của bài:

ánh giá/xác định tính dẫn điện trên

Đ mạch điện, linh kiện phù hợp theo yêu cầu kỹ thuật.

Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử khác theo nội dung bài đã học.

Tính toán điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo điều kiện cho tr ớc.

I Vật dẫn điện và vật cách điện

1.Hiện t ợng nhiễm điện:

Hiện t ợng:

thông) xát vào dạ hay lông thú sẽ xuất hiện

đặc tính là hút đ ợc các vật nhẹ nh lông chim, giấy vụn Sau này, ng ời ta thấy rằng ngoài hổ

u huỳnh, nhựa cây xát vào một vật khác cũng

có đặc tính " iện", tức là hút đ ợc các vật nhẹ Đ

điện

Vật xuất hiện đặc tính " iện" gọi là vật nhiễm điện.Đ

Một vật ch a nhiễm điện, nếu cho tiếp xúc với vật đã nhiễm

nhiễm điện do tiếp xúc

Khi vật đã nhiễm điện, tức là ở trong vật đã có điện và đã xuất

2 Hai loại điện tích:

Một loại là điện tích (+) nh điện tích của đũa thuỷ tinh xát vào lụa

Loại kia là điện tích (-) nh điện tích của thanh Êbônít, cao su, nhựa cây xát vào lông thú

3.Vật dẫn điện và vật cách điện:

Loại vật liệu để cho điện tích truyền qua gọi là chất dẫn

điện Chất dẫn thông th ờng là kim loại và hợp kim, dung dịch

điện phân ( axit, ba zơ, muối ), than chì

Loại vật liệu không có điện tích truyền qua gọi là chất cách điện hay chất điện môi Các chất điện môi th ờng là: thuỷ tinh, vải, cao su, dầu mỏ, n ớc tinh khiết

điện môi không rõ ràng, có chất ở điều kiện này là chất điện môi, nh ng ở điều kiện khác lại là vật dẫn điện rất tốt

Ví dụ: Gỗ khô là chất cách điện nh ng khi bị ẩm nó sẽ dẫn

điện

Nh vậy ta thấy, khi bình th ờng là điện môi, nh ng nếu bị kích thích bởi nhiệt độ, phóng xạ hay một nguyên nhân nào đó chúng sẽ trở thành vật dẫn điện

Ngoài ra, nằm ở ranh giới gi a chất dẫn điện và chất cáh ư

điện gồm một số các chất có tính trung gian gọi là chất bán dẫn Tính dẫn điện của chất bán dẫn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài (độ tinh khiết, nhiệt độ, ánh sáng, điện tr ờng ) Các chất bán dẫn có thể là nguyên tố Si, Ge, Se hoặc là các hợp chất (các loại oxit, các loại muối )

II Dòng điện trong các môi tr ờng.

1 Khái niệm dòng điện:

Dòng điện tích chuyển dời có h ớng d ới tác dụng của lực

điện tr ờng gọi là dòng điện

Chiều dòng điện theo quy ớc là chiều chuyển động của các điện tích d ơng (+) Nh vậy trong vật dẫn dòng điện sẽ đi từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp Ng ợc lai, trong nguồn điện dòng điện đi từ cực có điện thế thấp đến cực có

điện thế cao

2.Dòng điện trong kim loại.

a.Tính chất của kim loại :

Kim loại có cấu tạo mạng tinh thể các ion (+) dao động xung quanh mạng còn các điện tử tự do chuyển động hỗn loạn trong mạng Nếu ta đặt trong thanh dẫn một điện tr ờng thì các

điện tử tự do chuyển dời về cực (+), ( d ới tác dụng của lực điện

tr ờng) nên chúng di chuyển theo h ớng ng ợc chiều dòng điện

b B n chất dòng điện trong kim loại :a

Là dòng chuyển dời có h ớng của các điện tử tự do d ới tác dụng của lực điện tr ờng

+

_ Dòng điện tử

Chiều dòng điện

3.Dßng ®iÖn trong chÊt ®iÖn ph©n.

Nhóng vµo dung dÞch ®iÖn ph©n

hai thanh kim lo¹i lµm ®iÖn cùc råi

nèi tíi nguån ®iÖn, ta thÊy cã dßng

®iÖn qua m¹ch (Hình vÏ) Cùc nèi

tíi cùc d ¬ng nguån gäi lµ Anèt,

Cùc nèi tíi ©m nguån gäi lµ Ktèt

Vậy dòng điện trong chất điện phân là dòng các ion chuyển dời có h ớng do tác dụng của lực điện tr ờng (Các ion

d ơng chuyển dời theo chiều điện tr ờng, các ion âm chuyển dời ng ợc chiều điện tr ờng)

muối, axit, bazơ kiềm đều bị phân tích thành các phần tử

4 Dßng ®iÖn trong chÊt khÝ.

B¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt khÝ lµ dßng chuyÓn dêi cã h íng cña c¸c ion d ¬ng theo chiÒu ®iÖn tr êng vµ c¸c ion

lµ UA > UK

6 Dòng điện trong chất bán dẫn.

trở suất của kim loại nh ng nhỏ hơn điện trở suất của điện môi

Dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có h ớng đồng thời của các điện tử tự do và lổ trống d ới tác dụng của điện tr ờng

Trong kỹ thuật khi pha tạp chất vào bán dẫn tinh khiết

sẽ ảnh h ởng đến sự dẫn điện của nó Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết mà ta có bán dẫn loại P (lổ trống) mang điện tích d ơng và bán dẫn N (điện tử) mang điện tích

âm

Bài 2: linh kiện thụ động

Mục tiêu của bài:

- Hiểu đ ợc cấu tạo, biết đ ợc kí hiệu và phân loại đ ợc các linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn c m với các linh kiện akhác theo các đặc tính của linh kiện

qui ớc quốc tế

theo giá trị của linh kiện

theo yêu cầu kỹ thuật của mạch điện công tác

I iÖn trë Đ

1 Kh¸i niÖm:

nÕu cã mét vËt dÉn ®iÖn tèt thì ®iÖn trë nhá vµ ng îc l¹i, vËt c¸ch ®iÖn cã ®iÖn trë cùc lín (≈ ≈)

diÖn cña d©y dÉn ® îc tÝnh theo c«ng thøc:

R = ρ L/ S

L lµ chiÒu dµi cña d©y (m)

S lµ tiÕt diÖn cña d©y dÉn (mm2)

ρ la i n tr su t c a dđ ê ơ â u ây d n có n v â đơ i Ωmm2/m,

nó ph thu c vao v t li u lam du ô â ê ây d n.â

2 iÖn trë trong thùc tÕ vµ trong c¸c m¹ch ®iÖn tö: Đ

a Hình d¸ng vµ kÝ hiÖu:

Trong thùc tÕ ®iÖn trë lµ mét lo¹i linh kiÖn ®iÖn tö kh«ng ph©n cùc, nã lµ mét linh kiÖn quan träng trong c¸c m¹ch ®iÖn tö , chóng ® îc lµm tõ hîp chÊt cña c¸cbon vµ kim lo¹i vµ ® îc pha theo tØ lÖ mµ t¹o ra c¸c ®iÖn trë cã gi¸ trÞ ®iÖn trë kh¸c nhau

KÝ hiÖu ®iÖn trë:

Trên s ho c các thi t b i n t , i n tr ơ đô ă ê i đ ê ư đ ê ơ đươc ký

hi u b ng m t hình ch nhê ă ô ư ât, có ch R va ch s kèm theo ư i ô(nh R1, R2 ) ư đôi khi có ghi c tr s c a i n tr , ho c kýa i ô u đ ê ơ ă

hi u i n tr theo c u t o ê đ ê ơ â a

¬n vÞ cña ®iÖn trë ® îc ®o b»ng :

1M Ω = 1000k Ω = 1000.000 Ω

b) Cách ghi trị số của điện trở:

Các điện trở có kích th ớc nhỏ đ ợc ghi bằng các vạch màu theo quy định chung của quốc tế

Còn các điện trở có kích th ớc lớn hơn có công suất lớn hơn

2 W th ờng đ ợc ghi trực tiếp lên thân của điện trở

c) Cách đọc trị số điện trở trong thực tế:

äc theo quy íc mµu s¾c theo qui íc cña quèc tÕĐ :

d) Cách đọc:

là số , vạch thứ 3 là vạch mũ, còn vạch cuối cùng là sai số của

điện trở.

+ ối với điện trở có 5 vạch : 3 vạch đầu là đọc giá trị của điện Đtrở,vạch thứ 4 là mũ , vạch thứ 5 là sai số của điện trở.

Ví dụ :

e) ối với các loại điện nhỏ hơn 10Đ Ω: Giá trị của điện trở bằng : vạch 1 + vạch 2 chia cho 10 mũ vạch 3 Vạch 3 :

đen= 0 ; nhủ vàng = 1; nhủ bạc = 2

Ví dụ:

Chú ý: ện trở là linh kiện không phân cực nên khi mắc Đvào mạch điện ta không cần để ý đến đầu d ơng âm làm gì (đầu nào cũng nh đầu nào)

BiÕn trë thuêng ® îc l¾p r¸p trong m¸y phôc vô cho qu¸

sau:

Biến trở nhiệt là có điện trở thay đổi theo nhiệt độ

Trong thực tế mà ta hay gặp loại biến trở có giá trị thay đổi bằng cách xoay vít

3 Phân loại điện trở

a Phân loại theo cấu tạo:

suất từ 1,8 W đến vài W

Crôm có trị số ổn định hơn điện trở than, nh ng giá thành cao, công suất điện trở th ờng là 1/2W

chế tạo các loại điện trở có trị số nhỏ, công suất lớn từ vài W

đến vài chục W

chịu đ ợc nhiệt độ và độ ẩm cao

b Phân loại theo công dụng:

- Biến trở: Là điện trở có giá trị thay đổi đ ợc nhờ vào việc điều chỉnh trục xoay

nhi t độ.ờ

- Quang trở: Quang trở có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào c ơng độ ánh sáng chiếu vào

có tác dụng bảo vệ quá tải nh cầu chì

áp đặt vào hai cực

3 2

1

11

1

1

R R

1 1

1 1

3 2

1

+ +

+ +

a.M¾c ®iÖn trë song song:

Dïng 3 ®iÖn trë m¾c song song nh hinh vÏ

Ta cã:

NÕu cã n ®iÖn trë m¾c song song thi ta cã ®iÖn trë t ¬ng

® ¬ng cã gi¸ trÞ ® îc tÝnh tæng qu¸t nh sau:

n R

2 1

2 1

R R

R

R

+

×

NÕu cã n ®iÖn trë gièng nhau m¾c song song thi ta cã

®iÖn trë t ¬ng ® ¬ng ® îc tÝnh tæng qu¸t nh sau:

Rt® =

NÕu cã 2 ®iÖn trë m¾c song song thi ta cã ®iÖn trë t ¬ng

® ¬ng ® îc tÝnh nh sau:

Rt® =

C C

II Tụ điện

Tụ điện là một linh kiện thụ động và đ ợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, đ ợc sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch dao

động

1 Khái niệm:

thiết và đ ợc đặc tr ng bởi dung kháng phụ thuộc vào tần số điện

Tụ không phân cực là tụ có 2 cực có vai trò nh nhau và giá trị th ờng nhỏ (pF)

Tụ phân cực là tụ có 2 cực tính âm và d ơng và không thể dùng lẫn lộn nhau đ ợc Có giá trị lớn hơn so với tụ không phân cực

2 Cấu tạo:

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đ ợc làm bằng kim loại (th ờng bằng Al) đặt song song , ở giữa có 1 lớp cách điện gọi là điện môi nh giấy, mi ca , gốm

3: Cách đọc giá trị của tụ điện

ơn vị: 1F = 10

+ Với tụ hoá: Thi giá trị đ ợc ghi trực tiếp lên thân tụ Tụ hoá luôn có hinh trụ và có phân cực âm d ơng, cực âm đ ợc ghi ngay trên vỏ tụ Tụ hoá có trị số nằm trong khoang

thấp và dùng để lọc nguồn

+Tụ giấy, Tụ gốm: có giá trị ghi bằng trị số và là tụ không phân cực

Cách đọc : Lấy 2 ch số đầu nhân với 10 mũ số thứ 3ư

+Tụ xoay : Dùng để thay đổi giá trị điện dung và đ ợc dùng

2 1

1 1

1

C C

C2

C1

4 Ph©n lo¹i tô ®iÖn

Tô ®iÖn ® îc chia lµm 2 lo¹i chÝnh lµ:

- Tô ®iÖn cã ph©n cùc tÝnh d ¬ng vµ ©m (Tô hãa)

- Tô ®iÖn kh«ng ph©n cùc tÝnh (Tô th êng): Tô gèm, tô giÊy, tô dÇu

5 C¸c c¸ch m¾c tô ®iÖn

Cã 2 tô ® îc m¾c nèi tiÕp nh h×nh vÏ:

Ta cã:

C«ng thøc tÝnh ®iÖn dung t ¬ng ® ¬ng cña c¸c tô ghÐp nèi tiÕp cã d¹ng nh c«ng thøc ®iÖn trë ghÐp song song.

Nh vËy; Khi m¾c nèi tiÕp tô ®iÖn sÏ cho tô ®iÖn t ¬ng ® ¬ng

cã ®iÖn dung nhá h¬n vµ ®iÖn ¸p lµm viÖc lín h¬n

III Cuén cam ̉

Lµ phÇn tö t¹o ra tõ tr êng

1 CÊu t¹o

d©y dÉn ® îc s¬n c¸ch ®iÖn, lâi cã thÓ lµ kh«ng khÝ, thÐp kÜ thuËt, lâi Ferit

Cuén d©y quÊn lâi kh«ng khÝ Cuén d©y quÊn lâi Ferit

KÝ hiÖu cuén cam trong m¹ch nguyªn lý:

L1 lµ lâi kh«ng khÝ;

L2 lµ lâi Ferit;

L3 lµ lâi ®iÒu chØnh ® îc;

L4 lâi thÐp kÜ thuËt

2 Các đại l ợng đặc tr ng cho cuộn dây

a) Hệ số tự cảm là đại l ợng đặc tr ng cho sức điện động cảm ứng khi có dòng biến thiên chạy qua

Kí hiệu là L, đơn vị là H(henri), mH;

- l là số vòng dây trong 1 m chiều dài

- S là diện tích của lõi

- n là số vòng dây

b) Cảm kháng : Là đại l ợng đặc tr ơng cho sự cản trở của cuộn dây khi có dòng điện:

XL = 2.3,14.f.L

L là hệ số tự cảm (H);

f là tần số(Hz)

điện năng để sinh ra nhiệt, điện trở này có thể đo bằng đồng hồ

từ tr ờng

W = Li2/2 (w)

ThÝ nghiÖm sù tích lũy n ng ă

2 1

1 1

1

L L

4 Cách ghi và đọc giá trị cuộn cảm:

màu)

- Cuộn cảm cũng có cách ghi trục tiếp và gián tiếp Cách ghi trực tiếp giống điện trở và tụ điện Cách ghi gián tiếp bằng màu giống nh ghi ở điện trở nh ng không phải bằng vòng màu

mà bằng chấm màu Cách đọc thứ tự màu từ chấm ở đầu đến

V/ Ω

 ) ) ) MAX 1000V ~ 750V

COM

à A mA

10A Sơ đồ mặt tr ớc đồng hồ

a

A Sử dụng đồng hồ vạn năng hiển thị số:

Digital multimeter

- Qui ớc chung của đồng hồ:

- Que đo màu đen là (-) của đồng hồ

đồng thời là (-) của nguồn pin trong

đồng hồ Que đo màu đen luôn luôn đ ợc

cắm ở lổ cắm (a)

- Que đo màu đỏ là (+) của đồng hồ

đồng thời là (+) của nguồn pin trong

đồng hồ Que đo màu đỏ đ ợc cắm ở

lổ (b) với các thang đo : Điện áp một

bán dẫn ( Hình điốt)

- Khi đo dòng điện xoay chiều và một chiều thì que đo màu

đỏ đ ợc cắm vào lổ (c) hoặc lổ (d) tuỳ vào các giá trị dòng điện cần đo

a Dùng đồng hồ để đo điện áp một chiều (V DC ):

- Công tắc K bật về thang V, ấn nút nguồn (1), lúc này sẽ đo đ

ợc điện áp một chiều có giá trị từ 0V đến 1000V(Chế độ đo tự

động)

+ Muốn thay đổi thang đo ta ấn nút (3) RANGE-H:

- ấn lần 3 đo đ ợc điện áp từ 0ữ30V

- Chú ý: Khi đo điện áp một chiều phải chú ý cực tính que đo

và đồng hồ đ ợc đấu song song với tải.

b Dùng đồng hồ để đo điện áp xoay chiều (V AC):

- Công tắc K bật về thang ~V, ấn nút nguồn (1), lúc này

sẽ đo đ ợc điện áp xoay chiều có giá trị từ 0 đến 750 VAC (Đo

tự động)

+ Muốn thay đổi thang đo ta ấn nút (3) RANGE-H:

- Chú ý: Khi đo điện áp xoay chiều đồng hồ đ ợc đấu song

song với tải.

c Dùng đồng hồ để đo điện trở (Ω):

tắc K bật về thang Ω, ấn nút nguồn (1), lúc này sẽ

đo đ ợc điện trở có giá trị từ 0Ω đến 30MΩ (Đo tự

động)

+ Muốn thay đổi thang đo ta ấn nút (3) H:

RANGE ấn lần 1 đo đ ợc điện trở từ 0ữ300 Ω

- ấn lần 2 đo đ ợc điện trở từ 0ữ3 kΩ

- ấn lần 3 đo đ ợc điện trở từ 0ữ30 kΩ

- ấn lần 4 đo đ ợc điện trở từ 0ữ300 kΩ

- ấn lần 5 đo đ ợc điện trở từ 0ữ3 MΩ

- ấn lần 6 đo đ ợc điện trở từ 0ữ30 MΩ

- Chú ý: Khi đo điện trở trong mạch không có nguồn điện (đo nguội).

d Dùng đồng hồ để đo kiểm tra linh kiện bán dẫn và

đo thông mạch:

) ) )

lúc này bên trái màn hình hiện ký hiệu thì lúc này dùng

(4), lúc này bên trái màn hình hiện ký hiệu điốt thì lúc này dùng đồng hồ để xác định các cực và chất l ợng của các linh kiện bán dẫn Nên nhớ rằng giá trị đo đ ợc có đơn vị là Volt,

đó chính là độ sụt áp trên tiếp giáp pn hay điện áp tối thiểu

mà tiếp giáp pn cho dòng đi qua

- Chú ý: Khi đo kiểm tra linh kiện bán dẫn và đo thông

mạch thì trong mạch không có nguồn điện (đo nguội)

thì que đo màu đỏ đ ợc cắm vào lổ (c), lúc này công tắc K bật về

que đo màu đỏ cắm vào lổ (d)

- ấn nút nguồn (1), lúc này bên trái màn hình xuất hiện ký hiệu thì đồng hồ sẽ đo dòng điện một

chiều, dòng điện đo đ ợc tuỳ theo thang đo nh ng đồng

hồ đo đ ợc dòng điện lớn nhất là 10A

- Chú ý: Khi đo dòng một chiều thì đồng hồ mắc nối

tiếp với tải và chú ý cực tính que đo.

+ ể đo dòng điện xoay chiều ta ấn nút (4), lúc này bên trái Đmàn hình xuất hiện ký hiệu ~ Dòng điện đo đ ợc tuỳ theo thang đo nh ng đồng hồ đo đ ợc dòng điện lớn nhất là 10A.

ể thay đổi thang đo ấn nút (3), dòng điện đo đ ợc sau

Đ

mổi lần ấn là 300mA; 3A, 10A (Trên màn hình thấy dấu phẩy

dời ra phía sau).

- Chú ý: Khi đo dòng xoay chiều đồng hồ mắc nối tiếp với

tải.

- Nút ấn (2) DATA-H là nút giữ lại các kết quả vừa đo đ ợc khi

khoá