ĐIỆN tử căn bản cho người mới tìm hiểu

ĐIỆN TỬ CĂN BẢN BÀI - NGUỒN MỘT CHIỀU (DC) I - Khái niệm dòng điện 1. Cấu trúc nguyên tử : Để hiểu chất dòng điện ta biết ( kiến thức PTTH ) tất nguyên tố cấu tạo lên từ nguyên tử nguyên tử chất cấu tạo hai phần - Một hạt nhân hạt mang điện tích dương gọi Proton hạt trung hoà điện gọi Neutron. - Các Electron (điện tử ) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân . - Bình thường nguyên tử có trạng thái trung hoà điện nghĩa số Proton hạt nhân số electron bên có tác nhân bên áp xuất, nhiệt độ, ma sát tĩnh điện, tác động từ trường điện tử electron lớp tách khỏi quỹ đạo để trơqr thành điện tử tự do. - Khi nguyên tử bị hay nhiều điện tử, chúng bị thiếu điện tử trở thành ion dương ngược lại nguyên tử nhận thêm hay nhiều điện tử chúng trở thành ion âm. . Bản chất dòn điện chiều dòng điện . Khi điện tử tập trung với mật độ cao chúng tạo lên hiệu ứng tích điện - Dòng điện dòng chuyển động hạt mang điện điện tử , ion. - Chiều dòng điện quy ước từ dương sang âm ( ngược với chiều chuyển động điện tử - từ âm sang dương ) 3. Tác dụng dòng điện : Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn điện thí nghiệm sau : Ta thấy dòng điện tạo từ trường xung quanh để làm lệch hướng nam châm, đổi chiều dòng điện từ trường đổi hướng => làm nam châm lệch theo hướng ngược lại. - Dòng điện chạy qua bóng đèn làm bóng đèn phát sáng siẩng nhiệt - Dòng điện chạy qua động làm quay động quay sinh - Khi ta nạp ác quy cực ắc quy bị biến đổi dòng điện có tác dụng hoá Như dòng điện có tác dụng tác dụng nhiệt , tác dụng , tác dụng từ trường tác dụng hoá năng. II - Dòng điện điện áp chiều 1. Cường độ dòng điện : Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu dòng điện hay đặc trưng cho số lượng điện tử qua tiết diện vật dẫn đơn vị thời gian - Ký hiệu I - Dòng điện chiều dòng chuyển động theo hướng định từ dương sang âm theo quy ước dòng chuyển động theo hướng điện tử tự do. Đơn vị cường độ dòng điện Ampe có bội số : • • Kilo Ampe = 1000 Ampe Mega Ampe = 1000.000 Ampe • Mili Ampe = 1/1000 Ampe • Micro Ampe = 1/1000.000 Ampe 2. Điện áp : Khi mật độ điện tử tập trung không hai điểm A B ta nối dây dẫn từ A sang B xuất dòng chuyển động điện tích từ nơi có mật độ cao sang nơi có mật độ thấp, người ta gọi hai điểm A B có chênh lệch điện áp áp chênh lệch hiệu điện thế. - Điện áp điểm A gọi UA - Điện áp điểm B gọi UB. - Chênh lệch điện áp hai điểm A B gọi hiệu điện UAB UAB = UA - UB - Đơn vị điện áp Vol ký hiệu U E, đơn vị điện áp có bội số • • Kilo Vol ( KV) = 1000 Vol Mini Vol (mV) = 1/1000 Vol • Micro Vol = 1/1000.000 Vol Điện áp ví độ cao bình nước, hai bình nước có độ cao khác nối ống dẫn có dòng nước chảy qua từ bình cao sang bình thấp hơn, hai bình nước có độ cao dòng nước chảy qua ống dẫn. Dòng điện hai điểm có điện áp chên lệch sinh dòng điện chạy qua dây dẫn nối với hai điểm từ điện áp cao sang điện áp thấp hai điểm có điện áp dòng điện dây dẫn = III - Các định luật 1. Định luật ôm Định luật ôm định luật quan trọng mà ta cần phải nghi nhớ Cường độ dòng điện đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp hai đầu đoạn mạch tỷ lệ nghịch với điện trở đoạn mạch . Công thức : I = U / R • • I cường độ dòng điện , tính Ampe (A) U điện áp hai đầu đoạn mạch , tính Vol (V) • R điện trở đoạn mạch , tính ôm 2. Định luật ôm cho đoạn mạch Đoạn mạch mắc nối tiếp: Trong đoạn mạch có nhiều điện trở mắc nối tiếp điện áp hai đầu đoạn mạch tổng sụt áp điện trở . • • Như sơ đồ U = U1 + U2 + U3 Theo định luật ôm ta lại có U1 =I1 x R1 , U2 = I2 x R2, U3 = I3 x R3 đoạn mạch mắc nối tiếp I1 = I2 = I3 • Sụt áp điện trở => tỷ lệ thuận với điện trở . Đoạn mạch mắc song song Trong đoạn mạch có nhiều điện trở mắc song song cường độ dòng điện tổng dòng điện qua điện trở sụt áp điện trở nhau: • • Mạch có U1 = U2 = U3 = E I = I1 + I2 + I3 U1 = I1 x R1 = I2 x R2 = I3 x R3 • Cường độ dòng điện tỷ lệ nghịch với điện trở . 3. Điện công xuất : * Điện năng. Khi dòng điện chạy qua thiết bị bóng đèn => làm bóng đèn sáng, chạy qua động => làm động quay dòng điện sinh công. Công dòng điện gọi điện năng, ký hiệu W, thực tế ta thường dùng Wh, KWh ( Kilo wat giờ) Công thức tính điện : W=UxIxt • • Trong W điện tính June (J) U điện áp tính Vol (V) • I dòng điện tính Ampe (A) • t thời gian tính giây (s) * Công xuất . Công xuất dòng điện điện tiêu thụ giây , công xuất tính công thức P = W / t = (U. I .t ) / t = U .I Theo định luật ôm ta có P = U.I = U2 / R = R.I2 BÀI - ĐIỆN TỪ TRƯỜNG I - Khái niệm từ trường. * Nam châm từ tính . Trong tự nhiên có số chất hút sắt gọi nam châm tự nhiên. Trong công nghiệm người ta luyện thép hợp chất thép để tạo thành nam châm nhân tạo. Nam châm luôn có hai cực cực bắc North (N) cực nam South (S) , chặt nam châm làm ta lại hai nam châm có hai cực N S - nam châm có tính chất không phân chia Nam châm thường ứng dụng để sản xuất loa điện động, micro mô tơ DC. * Từ trường Từ trường vùng không gian xung quanh nam châm có tính chất truyền lực từ lên vật liệu có từ tính, từ trường tập hợp đường sức từ Bắc đến cực nam. * Cường độ từ trường Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường, ký hiệu H đơn vị A/m * Độ từ cảm Là đại lượng đặc trưng cho vật có từ tính chịu tác động từ trường, độ từ cảm phụ thuộc vào vật liệu . VD Sắt có độ từ cảm mạnh đồng nhiều lần . Độ từ cảm tính công thức B = µ.H Trong B : độ từ cảm µ : độ từ thẩm H : cường độ từ trường * Từ thông Là số đường sức qua đơn vị diện tích, từ thông tỷ lệ thuật với cường độ từ trường. * Ứng dụng Nam châm vĩnh cửu. Nam châm vĩnh cửu ứng dụng nhiều thiết bị điện tử, chúng dùng để sản xuất Loa, Micro loại Mô tơ DC. II - Từ trường dòng điện qua dây dẫn thẳng. Thí nghiệm cho thấy, công tắc bên đóng, dòng điện qua bóng đèn làm bóng đèn sáng đồng thời dòng điện qua dây dẫn sinh từ trường làm lệch hướng kim nam châm . Khi đổi chiều dòng điện, ta thấy kim nam châm lệch theo hướng ngược lại , dòng điện đổi chiều tạo từ trường đổi chiều. 2. Từ trường dòng điện qua cuộn dây. • • Khi ta cho dòng điện chạy qua cuộn dây, lòng cuộn dây xuất từ trường đường sức song song, lõi cuộn dây thay lõi thép từ trường tập trung lõi thép lõi thép trở thành nam châm điện, ta đổi chiều dòng điện từ trường đổi hướng Dòng điện chiều cố định qua cuộn dây tạo từ trường cố định, dòng điện biến đổi qua cuộn dây tạo từ trường biến thiên. • Từ trường biến thiên có đặc điểm tạo điện áp cảm ứng cuộn dây đặt vùng ảnh hưởng từ trường , từ trường cố định đặc điểm trên. • Ứng dụng: Từ trường cuộn dây sinh có nhiều ứng dụng thực tế, ứng dụng mà ta thường gặp thiết bị điên tử Rơ le điện từ. Rơ le điện từ Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây, lõi cuộn dây trở thành nam châm điện hút sắt công tắc đựoc đóng lại, tác dụng rơ le dùng dòng điện nhỏ để điều khiển đóng mạch cho dòng điện lớn gấp nhiều lần. 3. Lực điện từ Nếu có dây dẫn đặt từ trường, cho dòng điện chạy qua dây dẫn có lực đẩy => lực điện từ, dây dẫn để tụ chúng chuyển động từ trường, nguyên lý ứng dụng sản xuất loa điện động. Nguyên lý hoạt động Loa ( Speaker ) Cuộn dây gắn với màng loa đặt từ trường mạnh cực nam châm , cực S lõi , cực N phần xung quanh, cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây , tác dụng lực điện từ cuộn dây chuyển động, tốc động chuyển động cuộn dây phụ thuộc vào tần số dòng điện xoay chiều, cuộn dây chuyển động gắng vào màng loa làm màng loa chuyển động theo, chuyển động tần số > 20 Hz chúng tạo sóng âm tần dải tần số tai người nghe được. 4. Cảm ứng điện từ . Cảm ứng điện từ tượng xuất điện áp cảm ứng cuộn dây đặt từ trường biến thiên. Ví dụ : cuộn dây quấn quanh lõi thép , cho dòng điện xoay chiều chay qua, lõi thép xuất từ trường biến thiên, ta quấn cuộn dây khác lên lõi thép hai đầu cuộn dây xuất điện áp cảm ứng. Bản thân cuộn dây có dòng điện chạy qua sinh điện áp cảm ứng có chiều ngược với chiều dòng điện vào. BÀI - DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I - Khái niệm dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều dòng điện có chiều giá trị biến đổi theo thời gian, thay đổi thường tuần hoàn theo chu kỳ định. Ở dòng điện xoay chiều hình sin, xung vuông xung nhọn. Chu kỳ tần số dòng điện xoay chiều. Chu kỳ dòng điện xoay chiều ký hiệu T khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ , chu kỳ tính giây (s) Tần số điện xoay chiều : số lần lặp lại trang thái cũ dòng điện xoay chiều giây ký hiệu F đơn vị Hz F=1/T Pha dòng điện xoay chiều : Nói đến pha dòng xoay chiều ta thường nói tới so sánh dòng điện xoay chiều có tần số . * Hai dòng điện xoay chiều pha hai dòng điện có thời điểm điện áp tăng giảm nhau: Hai dòng điện xoay chiều pha * Hai dòng điện xoay chiều lệch pha : hai dòng điện có thời điểm điện áp tăng giảm lệch . Hai dòng điện xoay chiều lệch pha * Hai dòng điện xoay chiều ngược pha : hai dòng điện lệch pha 180 độ, dòng điện tăng dòng điện giảm ngược lại. Hai dòng điện xoay chiều ngược pha Biên độ dòng điện xoay chiều Biên độ dòng xoay chiều giá trị điện áp đỉnh dòng điện.xoay chiều, biên độ thường cao điện áp mà ta đo từ đồng hồ Giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều Thường giá trị đo từ đồng hồ giá trị điện áp ghi zắc cắm nguồn thiết bị điện tử., Ví dụ nguồn 220V AC mà ta sử dụng giá trị hiệu dụng, thực tế biên độ đỉnh điện áp 220V AC khoảng 220V x 1,4 lần = khoảng 300V Công xuất dòng điện xoay chiều . Công xuất dòng điện xoay chiều phụ thuộc vào cường độ, điện áp độ lệch pha hai đại lượng , công xuất tính công thức : P = U.I.cosα • • Trong U : điện áp I dòng điện • α góc lệch pha U I => Nếu dòng xoay chiều qua điện trở độ lệch pha gữa U I P = U.I α = cosα = => Nếu dòng xoay chiều qua cuộn dây tụ điện độ lệch pha U I +90 độ -90độ, cosα = P = ( công xuất dòng điện xoay chiều qua tụ điện cuộn dây = ) II - Dòng điện xoay chiều qua R, C, L 1. Dòng điện xoay chiều qua điện trở Dòng điện xoay chiều qua điện trở dòng điện điện áp pha với , nghĩa điện áp tăng cực đại dòng điện qua trở tăng cực đại. dòng xoay chiều có tính chất dòng chiều qua trở thuần.do áp dụng công thức dòng chiều cho dòng xoay chiều qua điện trở I = U / R hay R = U/I Công thức định luật ohm P = U.I Công thức tính công xuất . Dòng điện xoay chiều qua tụ điện . Dòng điện xoay chiều qua tụ điện dòng điện sớm pha điện áp 90độ Dòng xoay chiều có dòng điện sớm pha điện áp 90 độ qua tụ * Dòng xoay chiều qua tụ bị tụ cản lại với trở kháng gọi Zc, Zc tính công thức Zc = 1/ ( x 3,14 x F x C ) • • Trong Zc dung kháng ( đơn vị Ohm ) F tần số dòng điện xoay chiều ( đơn vị Hz) • C điện dung tụ điện ( đơn vị µ Fara) Công thức cho thấy dung kháng tụ điện tỷ lệ nghịch với tần số dòng xoay chiều (nghĩa tần số cao qua tụ dễ dàng) tỷ lệ nghịc với điện dung tụ ( nghĩa tụ có điện dung lớn dòng xoay chiều qua dễ dàng) => Dòng chiều dòng có tần số F = Zc = ∞ dòng chiều không qua tụ. 3. Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây. Khi dòng điện xoay chiều qua cuộn dây tạo từ trường biến thiên từ trường biến thiên lại cảm ứng lên cuộn dây điện áp cảm ứng có chiều ngược lại , cuộn dây có xu hướng chống lại dòng điện xoay chiều qua nó, chống lại cảm kháng cuộn dây ký hiệu ZL ZL = x 3,14 x F x L • Trong ZL cảm kháng ( đơn vị Ohm) • L hệ số tự cảm cuộn dây ( đơn vị Henry) L phụ thuộc vào số vòng dây quấn chất liệu lõi . • F tần số dòng điện xoay chiều ( đơn vị Hz) Từ công thức ta thấy, cảm kháng cuộn dây tỷ lệ thuận với tần số hệ số tự cảm cuộn dây, tần số cao qua cuộn dây khó khăn => tính chất cuộn dây ngược với tụ điện. => Với dòng chiều ZL cuộn dây = ohm, dó dòng chiều qua cuộn dây chịu tác dụng điện trở R mà ( trở cuộn dây điện trở đo đồng hồ vạn ), trở cuộn dây nhỏ dòng chiều qua cuộn dây bị đoản mạch. * Dòng điện xoay chiều qua cuộn dây dòng điện bị chậm pha so với điện áp 90 độ nghĩa điện áp tăng nhanh dòng điện qua cuộn dây . Dòng xoay chiều có dòng điện chậm pha điện áp 90 độ qua cuộn dây =>> Do tính chất lệch pha dòng điện điện áp qua tụ điện cuộn dây, nên ta không áp dụng định luật Ohm vào mạch điện xoay chiều có tham gia L C được. =>> Về công xuất dòng xoay chiều không sinh công chúng qua L C có U > I >0. 4. Tổng hợp hai dòng điện xoay chiều mạch điện * Trên mạch điện , xuất hai dòng điện xoay chiều pha biên độ điện áp tổng hai điện áp thành phần. Hai dòng điện pha biên độ tăng. * Nếu mạch điện , xuất hai dòng điện xoay chiều ngược pha biên độ điện áp hiệu hai điện áp thành phần. Hai dòng điện ngược pha, biên độ giảm [...]... >0 4 Tổng hợp hai dòng điện xoay chiều trên cùng một mạch điện * Trên cùng một mạch điện , nếu xuất hiện hai dòng điện xoay chiều cùng pha thì biên độ điện áp sẽ bằng tổng hai điện áp thành phần Hai dòng điện cùng pha biên độ sẽ tăng * Nếu trên cùng một mạch điện , nếu xuất hiện hai dòng điện xoay chiều ngược pha thì biên độ điện áp sẽ bằng hiệu hai điện áp thành phần Hai dòng điện ngược pha, biên độ... dây sẽ bị đoản mạch * Dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây thì dòng điện bị chậm pha so với điện áp 90 độ nghĩa là điện áp tăng nhanh hơn dòng điện khi qua cuộn dây Dòng xoay chiều có dòng điện chậm pha hơn điện áp 90 độ khi đi qua cuộn dây =>> Do tính chất lệch pha giữa dòng điện và điện áp khi đi qua tụ điện và cuộn dây, nên ta không áp dụng được định luật Ohm vào mạch điện xoay chiều khi có sự tham...II - Dòng điện xoay chiều đi qua R, C, L 1 Dòng điện xoay chiều đi qua điện trở Dòng điện xoay chiều đi qua điện trở thì dòng điện và điện áp cùng pha với nhau , nghĩa là khi điện áp tăng cực đại thì dòng điện qua trở cũng tăng cực đại như vậy dòng xoay chiều có tính chất như dòng một chiều khi đi qua trở thuần.do đó có thể áp dụng các công thức của dòng một chiều cho dòng xoay chiều đi qua điện trở... xuất 2 Dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện Dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện thì dòng điện sẽ sớm pha hơn điện áp 90độ Dòng xoay chiều có dòng điện sớm pha hơn điện áp 90 độ khi đi qua tụ * Dòng xoay chiều đi qua tụ sẽ bị tụ cản lại với một trở kháng gọi là Zc, và Zc được tính bởi công thức Zc = 1/ ( 2 x 3,14 x F x C ) • • Trong đó Zc là dung kháng ( đơn vị là Ohm ) F là tần số dòng điện xoay chiều... là điện dung của tụ điện ( đơn vị là µ Fara) Công thức trên cho thấy dung kháng của tụ điện tỷ lệ nghịch với tần số dòng xoay chiều (nghĩa là tần số càng cao càng đi qua tụ dễ dàng) và tỷ lệ nghịc với điện dung của tụ ( nghĩa là tụ có điện dung càng lớn thì dòng xoay chiều đi qua càng dễ dàng) => Dòng một chiều là dòng có tần số F = 0 do đó Zc = ∞ vì vậy dòng một chiều không đi qua được tụ 3 Dòng điện. .. dòng điện xoay chiều ( đơn vị là Hz) Từ công thức trên ta thấy, cảm kháng của cuộn dây tỷ lệ thuận với tần số và hệ số tự cảm của cuộn dây, tần số càng cao thì đi qua cuộn dây càng khó khăn => tính chất này của cuộn dây ngược với tụ điện => Với dòng một chiều thì ZL của cuộn dây = 0 ohm, dó đó dòng một chiều đi qua cuộn dây chỉ chịu tác dụng của điện trở thuần R mà thôi ( trở thuần của cuộn dây là điện. .. Zc = ∞ vì vậy dòng một chiều không đi qua được tụ 3 Dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây Khi dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây sẽ tạo ra từ trường biến thiên và từ trường biến thiên này lại cảm ứng lên chính cuộn dây đó một điện áp cảm ứng có chiều ngược lại , do đó cuộn dây có xu hướng chống lại dòng điện xoay chiều khi đi qua nó, sự chống lại này chính là cảm kháng của cuộn dây ký hiệu là ZL ZL . thiếu điện tử và trở thành ion dương và ngược lại khi một nguyên tử nhận thêm một hay nhiều điện tử thì chúng trở thành ion âm. 2 . Bản chất dòn điện và chiều dòng điện . Khi các điện tử tập. ĐIỆN TỬ CĂN BẢN BÀI 1 - NGUỒN MỘT CHIỀU (DC) I - Khái niệm cơ bản về dòng điện 1. Cấu trúc nguyên tử : Để hiểu về bản chất dòng điện ta biết rằng ( kiến thức. tĩnh điện, tác động của từ trường thì các điện tử electron ở lớp ngoài cùng có thể tách khỏi quỹ đạo để trơqr thành các điện tử tự do. - Khi một nguyên tử bị mất đi một hay nhiều điện tử,