Đang tải... (xem toàn văn)
Linh kiện thụ động
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ---- TIÊU LUẬN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN ĐỀ TÀI : Linh kiện thụ động GVHD Lê Ngọc Tuân : Tp.HCM, 2013 Linh kiện thụ động DANH SÁCH NHÓM Họ & Tên MSSV Nguyễn Đăng Đức 12021171 Trần Tiến Thành 12090931 Nguyễn Xuân Lanh 12024771 Nguyễn Văn Tiến 12016151 Nguyễn Văn Nhon 12034841 Lý Trần Hùng Duy 12011151 Đinh Anh Tuấn 12078721 Trang 2 ( Nhóm trưởng) Linh kiện thụ động MỤC LỤC PHẦN I: ĐIỆN TRỞ ............................................................................................................................... 4 PHẦN II: TỤ ĐIỆN .............................................................................................................................. 13 PHẦN 3: CUỘN CẢM .......................................................................................................................... 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................... 29 Trang 3 Linh kiện thụ động PHẦN I: ĐIỆN TRỞ 1. Khái niệm Điện trở là linh kiệ có tính cản trở dòng điện và làm một số chức năng khác tùy thuộc vào vị trí của điện trở trong mạch điện. Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó: R U I Trong đó: U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A). R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω) Đơn vị : ohm (Ω) 1k Ω =10 Ω 1M Ω = 10 Ω = 10 Ω 2. Điện trở của dây dẫn 2.1 Khái niệm Điện trở của dây dẫn là đại điện đặc trưng cho tính cản trở của dòng điện của dây dẫn Ký hiệu là : R, đơn vị là : Ω Trị số điện trở của dây dẫn điện lớn hơn hay nhỏ hơn tùy thuộc vào vật liệu làm nên dây dẫn, chiều dài dây dẫn và tiết diện của dây dẫn. R l S Trang 4 Linh kiện thụ động : là điện trở suất m L : là chiều dài ( m ) S : là tiết diện ( ) R : là điện trở (Ω) 2.2 Điện dẫn là đại lượng đặc trưng cho tính dẫn điện của dây dẫn . Điện dẫn nghịch đảo của điện trở. Ký hiệu : G, đơn vị là : S ( siemens) G 1 R 2.3 Điện trở suất Số đo điện trở của đay dẫn làm bằng một chất nào đó và có chiều dài 1m , tiết diện thẳng 1 được gọi là điện trở suất của chất đó. Tùy chất khác nhau mà có điện trở suất khác nhau, điện trở suất biến đổi theo nhiệt độ và sự biến đổi này được xác định theo công thức sau. = (1 + ) Trong đó: : điện trở suất đo ở 0℃ t: nhiệt độ (℃) : hệ số nhiệt độ : điện trở suất ở nhiệt độ t Điện trở suất của một số chất thường gặp: Chất m Chất m Bạc 0,016.106 Kẽm 0,06.106 Đồng 0,017.106 Thép 0,1.106 Trang 5 Linh kiện thụ động Nhôm 0,026.106 Photpho 0,11.106 Vonfram 0,055.106 Chì 0,21.106 3. Phân loại Điện trở có thể phân loại dựa vào cấu tạo hay dựa vào mục đích sử dụng mà nó có nhiều loại khác nhau . 3.1 Phân loại theo cấu tạo a. Điện trở than Người ta trộn than và bột đất sét theo tỷ lệ nhất định để cho ra những trị số khác nhau . Sau đó , người ta ép và cho vào một ống bằng bakelite .Kim loại ép sát ở hai đầu và hai dây ra được hàn vào kim loại , bọc kim loại bên ngoài để giữ cấu trúc bên trong đồng thời chống cọ xát và ẩm. Ngoài cùng người ta sơn các vòng màu để cho biết trị số các điện trở . Loại điện trở này dễ chế tạo, độ tin cậy khá tốt nên nó rẻ tiền và rất thong dụng . Điện trở than có trị số từ vài Ω đến vài MΩ. b. Điện trở màng kim loại Điện trở màng kim loại được chế tạo theo quy trình kết lắng màng Ni – Cr trên than gốm có xẻ rãnh xoắn , sau đó phủ bởi một lớp sơn. Điện trở màng kim loại có trị số ổn định, khoảng điện trở từ 10 Ω đến 5M Ω .Loại này thường được dùng trong các mạch dao động vì nó có độ chính xaac1 cao và tuổi thọ cao , ít phụ thuộc vào nhiệt độ. c. Điện trở oxit kim loại Điện trở oxit kim loại chế tạo theo quy trình kết hợp oxit thiếc trên thanh Si . Loại này có độ ổn định cao, chống ẩm tốt, công suất danh định từ 0,25W đến 2W. d. Điện trở dây quấn Điện trở dây quấn làm bằng hợp kim Ni –Cr quấn quanh trên một lõi cách điện sành sứ. Bên ngoài được phủ một nhựa cứng và một lớp sơn cách điện . Để giảm thiểu hệ số tự cảm L của dây quấn, người ta quấn 1 2 số vòng theo chiều thuận và 1 2 số vòng theo chiều nghịch. Điện trở chính xác dùng dây quấn có trị số từ 0,1 Ω đến 1,2 M Ω, công suất danh định thấp từ 0,125 W đến 0,75 W. Trang 6 Linh kiện thụ động Điện trở dây quấn có công suất danh định cao còn được gọi là điện trở công suất. 3.2 Mục đích sử dụng a. Biến trở (VR :Variable Resistor) Là một loại điện trở có trị số thay đổi được. Cấu tạo gồm một điện trở màng than hay dây quấn có dạng hình cung , có góc xoay là 270 độ. Có một trục xoay ỡ giữa nối một con trượt làm bằng than hay bằng kim loại cho biến trở than. Con trượt sẽ ép lên mặt diện trợ để tạo kiểu nối tiếp xúc, làm thay dổi trị số điện trở khi xoay trục. Biến trở dây quấn thường có trị số nhỏ từ vài Ω đến vài chục Ω. Công suất khá lớn, có thể tới vài chục W. b. Biến trở than : người ta tráng một lớp than mỏng lên hình vòng cung bằng bakelit. Hai đầu lớp than nối với cực dẫn điện. Ở giữa là cực của biến trở và chính là con chạy bằng kim loại tiếp xúc với lớp than. Trục xoay gắn liền với con chạy , khi xoay trục con trở chạy di động trên lớp than làm cho trị số biến trở thay đổi. Biến trở than còn chia làm 2 loại: biến trở tuyến tính, biến trở phi tuyến tính. c. Nhiệt trở (TH –Thermistor) Là loại điện trở mà trị số của nó tthay đổi theo nhiệt độ. Nhiệt trở âm (NCT): là loại nhiệt trở có trị số điện trở giảm xuống khi nhận nhiệt độ cao hơn và ngược lại. Nhiệt trở dương (PTC): là loại nhiệt trở có trị sộ điện trở tăng lên khi nhận nhiệt độ cao hơn và ngược lại. d. Điện trở tùy áp Trang 7 Linh kiện thụ động Là loại điện trở có trị số thay đổi theo điện áp đặt vào hai cực. Khi điện áp giữa hai cực ở dưới trị số quy định thì VDR có trị số điện trở rất lớn ,coi như hở mạch. Khi điện áp giữa hai cực tăng cao quá mức quy định thì VDR có trị số giảm xuống còn rất thấp, coi như ngắn mạch. VDR thường được mắc song song các cuộn dây có hệ số tự cảm lớn để dập tắt các điện áp cảm ứng quá cao khi cuộn dây bị mất dòng điện quá đột ngột tránh làm hư các linh kiện khác trong mạch. e. Quang trở (Photoresistor) Là loại điện trở phụ thuộc vào ánh sang (LDR light dependent resistor ) Quang trở thường được chế tạo từ sulfur-cadmiun .Quang trở có trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào cường độ chiếu sang vào nó .Độ chiếu sang càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại. Khi bị che tối các điện trở vào khoảng vài trăm k Ω đến vài M Ω Khi dược chiếu sang thì điện trở vào khoảng vài trăm Ω đến vài kΩ . f. Điện trở cầu chì (Fusistor) Trang 8 Linh kiện thụ động Điện trở cầu chì có tác dụng bảo vệ quá tải như các cầu chì của hệ thống điện nhà nhưng nó được dùng trong các mạch điện tử bảo để bảo vệ cho mạch nguồn hay các mạch có dòng tải lớn. Khi có dòng điện lớn hơn dòng cho phép đi qua thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt. Điện trở cầu chì có giá trị rất nhỏ , khoảng vài Ω 4. Cách mắc điện trở 4.1 Mắc nối tiếp R td R1 R 2 R 3 Nếu mắc nhiều điện trở nối tiếp thì đ = + +⋯+ 4.2 Mắc song song Trang 9 Linh kiện thụ động R td R1R 2 R1 R 2 5. cách đoc trị số điện trở 5.1 Đọc trị số điện trở theo quy ước vòng màu a. Điện trở 3 vòng màu Là loại điện trở có độ chính xác thấp, sai số cao, giá trị R được tính theo công thức sau: R AB C 20% Trong đó: Vòng A: là số thứ 1 Vòng B: là số thứ 2 Vòng C: là bộ số Ví dụ: vòng A màu nâu, vòng B: xanh lục,vòng C nâu thì ta sẽ có giá trị điện trở tương ứng là: 15 101 () 20% R 150 20% b. Điện trở 4 vòng màu Là loại điện trở có độ chính xác ở mức trung bình, giá trị R được tính theo công thức: Trang 10 Linh kiện thụ động R AB C D D 5% Trong đó: Vòng A: là số thứ 1 Vòng B: là số thứ 2 Vòng C: là bộ số Vòng D: là sai số c. Điện trở 5 vòng màu Là loại điện trở có độ chính xác cao, sai số là 1%, được xác định theo công thức: R ABC D E Trong đó: Vòng A: là số thứ 1 Vòng B: là số thứ 2 Vòng C: là số thứ 3 Vòng D: là bội số Vòng E: là sai số (1%) 5.2 Đọc điện trở theo quy ước chấm màu Trên thân các điện trở, một đầu điện trở có màu B khác với màu than điện trở A, giữa than có chấm màu C. Cách đọc trị số vẫn như trên : vòng A vòng B ×10 cơ số mũ vòng C Ví dụ: một điện trở có thân màu xanh lá cây, một đầu màu đỏ, có chấm vàng Trị số điện trở là 520 k Ω 5.3 Điện trở có ghi số trên thân Đối với điện trở có ghi số trên thân thì 2 số đầu có ý nghĩa, số thứ 3 là số nhân Ví dụ : trên thân ghi 103 thì trị số điện trở là 10 k Ω Ngoài ra trên thân điện trở có ghi con số và chữ thì con số chỉ trị số điện trở còn chữ chỉ bội số : R=×1, K=× 10 , M= × 10 . Các giá trị tiêu biểu : 1.0; 1.2; 1.5; 1.8; 2.2; 2.7; 3.3; 3.9; 4.3; 4.7; 5.1; 5.6; 6.8; 7.5; 8.2; 9.1. Các linh kiện điện trở thường được chế tạo với giá trị là các giá trị tiêu chuẩn nhân với bội số của 10. Trang 11 Linh kiện thụ động Ví dụ: 10 , 100 , 1,5k … 6. Công suất của điện trở Công suất của điện trở là trị số chỉ công suất tiêu tán tối đa của nó. Công suất chịu đựng này do nhà sản xuất cho biết dưới dạng ghi sẵn trên thân hoặc kích thước của điện trở. Kích thước của điện trở lớn thì công suất lớn. Công suất của điện trở thay đổi theo kích thước. Công suất 1/4W, chiều dài = 0,7 cm Công suất 1/2W, chiều dài = 1cm Công suất 1W, chiều dài =1,2cm Công suất 2W, chiều dài =1,6cm Công suất 4W, chiều dài= 2,4 cm Nên chọn công suất chịu đứng lớn hơn hai lần công suất tính toán Và đươc tính theo công thức: P RI2 Trong đó: I là cường độ dòng diện (A) R là điện trở (Ω) 7. Ứng dụng của điện trở Điện trở có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện và điện tử . Tỏa nhiệt : bếp điện , bàn ủi Thắp sáng: bóng đèn sợi đốt Bộ cảm biến nhiệt , cảm biến quang Hạn dòng , chia dòng Giảm áp , chia áp… Trang 12 Linh kiện thụ động PHẦN II: TỤ ĐIỆN 1. Khái Niệm. Tụ điện là linh kiện tích chữ năng lượng điện dưới dạng điện trường 2. Cấu Tạo – Ký Hiệu. Tụ điện được cấu tạo gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện đặt song song gần nhau nhưng cách bởi lớp điện môi ở giữa. Ký hiệu của tụ điện Bao gồm: Tụ không phân cực Tụ phân cực Tụ được cài sẵn Tụ bến đổi được Trang 13 Linh kiện thụ động 3. Sự dẫn điện của tụ điện Xét như hình trên, khi khóa K mở thì đèn tắt.khóa K đóng ta thấy đèn léo sáng lên rồi tắt . Nếu đổi nguồn VDC bằng nguồm VAC thì khi khóa K để hở đèn tắt, khi khóa K để đóng ta thấy đèn sáng liên tục. 4. Điện dung Điện dung ( capacitance ) là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ. Ký hiệu: C, đơn vị : Farad (F) Thường được dùng các ước số của Farad: Microfarad: 1µ F= 10-6 F Nanofarad: 1n F= 10-9 F Picofarad: 1p F=10-12 F Femptofarad: 1f F = 10-15 F Điện dung phụ thuộc vào chất điện môi, tỉ lệ thuận vào tiết diện của bản tụ và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai bản tụ (bề dày của lớp điện môi). C=ξ. C: điện dung (F) S: tiết diện của bản tụ m 2 d: là khoảng giữa hai bản tụ (m) Trang 14 Linh kiện thụ động Một số chất điện môi thường được dung để làm tụ như: không khí khô, giấy tẩm dầu, gốm, mica. Hằng số điện môi của một số chất Chất điện môi Hằng số điện môi Không khí khô 1 Gốm 3.6 Giấy 5.5 Mica 4-:-5 Paraphin 2 Ebonit 2.7-:-2.9 Điện dung có thể đo bằng tỉ số điện tích của tụ trên hiệu điện thế giữa hai bản tụ = Năng lượng tích trữ ở tụ điện = 1 2 Trong đó: W: năng lượng (J) C: điện dung (F) U: hiệu điện thế giữa hai bản tụ (V) Q: điện tích (C) 5. Điện thế làm việc Trang 15 Linh kiện thụ động Đối với mỗi loại tụ điện, chỉ có thể đặt vào nó một điện áp lớn nhất nào đó, tùy theo kết cấu của lớp điện môi. Nếu điện áp đặt vào quá lớn điện môi sẽ bị đánh thủng và chở lên dẫn điện , làm tụ điện bị hỏng không dung được nữa. Điện thế làm việc chính là điện thế lớn nhất cho phép áp vào hai đầu tụ mà tụ chịu đựng được, thường điện thế này có ghi trên tụ. 6. Mạch tương đương của tụ điện Ngoài điện dung, một tụ điện thực tế còn có điện trở và điện cảm như trong mạch tương đương hình: Trong đó: Rs : là điện trở nối tiếp do dây dẫn các đầu tiếp xúc và các điện cực. Rp: điện trở shunt do điện trở suất của chất điện môi và vật liệu làm vỏ, do độ hao điện môi. L: hệ số tự cảm tạp do dây dẫn và các điện cực. Điện trở tương đương nối tiếp ESR ( Equyvalent Series Rcsistance ) là điện trở AC của tụ điện phản ánh cả điện trở nối tiếp Rs và điện trở song song Rp tại tần số đã cho để độ hao của các phần tử này có thể biểu thị bằng độ hao của một điện trở R trong mạch tương đương. Dung kháng là đại lương đặc trưng cho sức cản điện của tụ. Kí hiệu : XC hoặc ZC, đơn vị : Ohm (Ω) Biểu thức : X = = XC là dung kháng (Ω) W là tần số góc (rad/s) C điện dung (F) Trang 16 Linh kiện thụ động F tần số (Hz) Tổng trở ( trở kháng ) : khi làm việc ở tần số cao thì phải tính thêm điện cảm ở đầu ra: Z= R + (X + X ) Z: tổng trở (Ω) R: điện trở (Ω) XC: dung kháng (Ω) XL: cảm kháng (Ω) L: hệ số tự cảm (H) Hệ số công suất PF chỉ độ hao điện trong khi tụ làm việc với điện áp AC. Ở tụ điện lý tưởng, dòng sẽ sớm pha hơn điện áp giữa hai đầu tụ điện là 900. Tụ thực tế, do tổn hao ở chất điện môi, điện cực và các đầu tiếp xúc nên góc pha nhỏ hơn 900 . PF được định nghĩa là tỉ số điện trở tương đương nối tiếp R và tổng trở Z . PF có đơn vị : %. Hệ số tiêu tán DF là tỉ số điện trở tương đương nối tiếp R và dung kháng XC. DF có đơn vị: %. DF xấp sỉ bằng PF khi PFU = ;U = Mặt khác ta có: Q = Ctd U => U = Mà : U = U1+U2 => = + +⋯+ 7.1. Mắc song song Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ : U=U1=U2. Điện tích nạp vào tụ C1: Q1=C1U. Điện tích nạp vào tụ C2: Q2=C2U. Điện tích nạp vào tụ Ctd: Q=CtdU. Điện tích nạp vào tụ C1,C2 bằng điện tích nạp vào tụ Ctd nên: Q=Q1+Q2 Ctd.U=C1U+C2U=(C1+C2)U = > Ctd=C1+C2 Nếu có nhiều tụ mắc song song thì : Trang 18 Linh kiện thụ động Ctd=C1+C2+…+Cn 8. Hiện tượng nạp xả của tụ Xét mạch như hình trên, giả sử tụ chưa tích điện, ta bật khóa K sang vị trí số 1 thì tụ bắt đầu nạp điện, lượng điện tích trên hai bản tụ tăng dần đến khi điện thế giữa hai bản tụ gần bằng nguồn VDC (99% VDC) thì quá trình nạp điện của tụ chấm dứt . Tụ được xem như đã nạp đầy, nếu không có tác động khác thì hiện tượng vẫn không thay đổi. Khi chưa tích điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu tụ bằng không. Trong quá trình nạp điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu tụ thay đổi theo dạng hàm số mũ: V (t) = V (1 − e ) Trong đó: e=2,71828 RC R : điện trở (Ω) C : điện dung (F) : thời gian hằng nạp xả của tụ t : thời gian tụ nạp điện (S) Trong quá trình nạp điện , tụ có dòng điện nạp thay đổi theo dạng hàm số mũ: i ( t) = V e R Theo lý thuyết, thời gian để tụ nạp đầy là vô hạn (VC(t)=VDC). Trên thực tế, sau thời gian 5 tụ đã nạp được 99%VDC, lúc đó người ta xem như tụ đã nạp đầy. Trang 19 Linh kiện thụ động Khi tụ đã nạp đầy, ta bật K qua vị trí số 2, tụ C xả điện qua R, hiệu điện thế giữa hai đầu tụ thay đổi theo biểu thức : V ( t) = V e Trong đó: e=2,71828 C : điện dung (F) RC : thời gian hằng nạp xả của tụ (s) t : thời gian tụ xả (s) Dòng xả của tụ thay đổi theo biểu thức: ( )= 9. Phân loại 9.1. Theo mục đích sử dụng Tụ cố định: là tụ có trị số định dung cố định. Trị số này được nhà sản xuất ấn định có sai số trong phạm vi cho phép. Nó dược chia làm hai dạng: Tụ có cực: Tụ có phân cực tính âm dương. Tụ không: phân cực : tụ có hai cực như nhau. Tụ biến đổi được: là loại tụ có điện dung dược điều chỉnh theo yêu cầu sử dụng. 9.2 Dựa theo chất điện môi Tụ hóa: là loại tụ có tính phân cực. tụ hóa có bản cực là những lá nhôm, điện môi là lớp oxit nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân. Điện dung của tụ khá lớn. Khi dùng phải ráp đúng cực tính âm và dương. Điện thế làm việc thường nhỏ hơn 500V. Trang 20 Linh kiện thụ động Tụ hóa tantalum : là tụ có phân cực tính, có cấu tạo tương tự tụ hóa nhưng dùng tantalum thay vì dùng nhôm. Tụ tantalum có kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn. Điện thế làm việc chỉ vài chục volt. Tụ giấy : là loại tụ không có phân cực tính. Tụ giấy có hai bản cực là những lá nhôm hoặc thiếc, ở giữa có lớp cách điện là giấy tẩm dầu và cuộn lại thành ống. Tụ màng: là tụ không phân cực tính. Tụ màng có chất điện môi là chất màng dẻo như: polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polyethelene. Có hai loại tụ màng chính: loại foil và loại được kim loại hóa. Trang 21 Linh kiện thụ động Tụ gốm: là loại tụ không phân cực tính. Tụ gốm dược chế tọa gồm chất điện môi là gốm, tráng lên bề mặt nó lớp bạc để làm bản cực. Tụ mica: là loại tụ không phân cực tính. Tụ mica được chế tạo gồm nhiều miếng mica mỏng, trnags bạc, đặt chồng lên nhau hoặc miếng mica được xếp xen kẽ với các miếng thiếc. Các miếng thiếc lẻ nối với nhau tạo thành một bản cực. Sau đó bao phủ bởi lớp chống ẩm bằng sáp hoặc nhựa cứng .Thường tụ mica có dạng hình khối chữ nhật. 10. Cách đọc trị số điện dung Tụ có ghi số trên thân: .1 có nghĩa là tụ có điện dung 0.1 ; .01 nghĩa là tụ có điện dung 0.01 Tụ có ghi số trên thân: 103K nghĩa là tụ có điện dung: C 10000 pF 10% Trang 22 Linh kiện thụ động Hai số đầu là số thứ nhất và số thứ 2, số thứ 3 là số nhân: K= ±10%, ∗ 10 , chữ chỉ sai số J=±5%, ± 20% Tụ có ghi hai chữ số trên thân, vd: 47/50 thì số đầu là điện dung, đơn vị , số thứ hai là điện áp làm viêc, đơn vị là Volt 10. Ứng dụng Tụ thường được dùng làm tụ lọc trong các mạch lọc nguồn, lọc chặn tần số hay cho qua các tần số nào đó. Tụ có măt trong mạch lọc thụ động, mạch lọc tích cực,… tụ liên lạc để nối giữa các tầng khuếch đại. Tụ kết hợp với một số linh kiện khác để tạo những mạch dao động,… ngày nay, còn có tụ nano để tăng cường năng lượng bộ nhớ nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Trang 23 Linh kiện thụ động PHẦN 3: CUỘN CẢM 1. Cấu tạo – ký hiệu Cuộn cảm (cuộn cảm)là nhiều vòng dây điện từ quấn liên tiếp nhau trên một lõi. Lõi của cuộn dây có thể là một ống rỗng (lõi không khí),lõi sắt bụi ,hay lõi sắt lá. Cuộn dây lõi sắt lá dùng cho các dòng điện xoay chiều tần số thấp. Cuộn dây lõi sắt bụi dùng cho dòng điện xoay chiều tần số cao . Cuộn dây lõi không khí cho dòng điện xoay chiều có tần số rất cao. Hệ số từ thẩm tương đối của vật liệu làm lõi()là tỷ số giữa từ trường của cuộn dây khi có lõi và khi không có lõi(lõi là không khí) 2. Hệ số tự cảm Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng từ trường của cuộn cảm. Kí hiệu : L Đơn vị đo : Henri (H) Milihenri: 1mH=10-3 H Mcrohenri : 1 H =10-6 H Hệ số tự cảm phụ thuộc vào số vòng dây,tiết diện ,chiều dài và vật liệu làm cuộn cảm. Trang 24 Linh kiện thụ động n2 d 2 L o r S or l 4 o 4.107 H / m r : hệ số từ thẩm tương đối của vật liệu làm lõi đối với chân không. n: số vòng dây S: tiết diện lõi (m2) l: chiều dài lõi (m) d: đường kính lõi (m) Năng lượng nạp vào cuộn cảm Dòng điện chạy qua cuộn cảm và tích trữ dưới dạng từ trường: 1 W Li 2 2 3.Mạch tương đương của cuộn cảm Ngoài hệ số tự cảm L, một cuộn cảm thực tế còn có điên trở tổn hao (điện trở nối tiếp RS, có khi kể đến điện dung kí sinh C như mạch tương đương ở hình dưới 4. Hiện tượng tự cảm Nếu dòng điện I chạy trong một cuộn cảm thay đổi theo thời gian, thì cuộn cảm sẽ tự cảm ứng và sinh ra một sức điện động cảm ứng e n I L t t Trong đó: Trang 25 Linh kiện thụ động I : độ viến thiên dòng điện (A) : độ biến thiên từ thông (wb) t : khoảng thời gian biến thiên (s) 5. Hỗ cảm Khi có hai hay nhiều cuộn cảm thì sự thay đổi dòng điện trong một cuộn cảm sẽ làm từ thông thay dổi ,các cuộn cảm còn lại phản ứng bằng cách sinh ra các sức điện động cảm ứng khi đó người ta gọi đó là hiện tượng hỗ cảm. Kí hiệu : M Đơn vị đo : H 6. Cách mắc cuộn cảm a. Mắc nối tiếp L td L1 L 2 b. Mắc song song 5. Hiện tượng nạp – xả của cuộn cảm Trang 26 Linh kiện thụ động Xét đặc tuyến nạp – xả của cuôn cảm: Giả sử cuộn cảm chưa tích trữ năng lượng điện bật khóa K sang vị trí số một cuộn cảm phát sinh sức điện động cảm ứng bằng nguồn VDC cung cấp, do đó lúc đầu dòng điện chạy qua cuộn cảm bằng bằng không. Sau đó dòng điện qua cuộn cảm tăng lên theo biểu thức sau: t V iL t DC (1 e ) R L R là thời gian hằng nạp – xả của cuộn cảm Ngược với dòng điện, hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm lúc đầu bằng nguồn VDC nhưng sau đó giảm dần theo biểu thức: v L t VDC e t Sau thời gian 5 thì cuộn cảm xem như được nạp đầy, nếu không có tác động khác thì hiện tượng vẫn không thay đổi. Khi cuộn cảm nạp đầy ta bật khóa K sang vị trí số 2. Dòng điện xả thay đổi theo hàm số mũ: VDC t iL t e R Trong quá trình xả năng lượng điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm thay đổi theo biểu thức: Trang 27 Linh kiện thụ động v L t VDC e t Sau thời gian 5 thì cuộn cảm sẽ xả hết năng lượng đã tích trữ trong nó. 8. Phân loại 8.1 Cuộn cảm một lớp lõi không khí Cấu tạo :gồm một số vòng dây quấn vòng nọ sát vòng kia hoặc cách nhau vài lần đường kính sợi dây. Dây có thể cuốn trên khung đỡ bằng vật liệu cách điện cao tần (gốm,thủy tinh,nhựa…) 8.2 Cuộn cảm nhiều lớp lõi không khí Cấu tạo : tương tư như cuộn cảm một lớp lõi không khí nhưng có nhiều vòng quấn hơn, và cuốn các vòng dây thành nhiều lớp xếp chồng lên nhau theo kiểu tổ ong. 8.3 Cuộn cảm có lõi sắt bụi (bột sắt từ) Cấu tạo :cũng tương tự như hai loại trên nhưng lõi dùng để quấn là ferit, thân lõi có răng xoắn ốc, hai đầu có khía hai rãnh. 8.4 Cuộn cảm có lõi sắt miếng (sắt lá) Cấu tạo : cũng tương tự như trên nhưng lõi được làm từ lá thép Si,thép Si hạt định hướng.hình dáng lõi thường là E,I,U,T…Mỗi lá thép được cách điện bởi lớp phủ rất mỏng oxit sắt ,thép Si hoặc vamis. 9. Ứng dụng Hiện nay nhà sản xuất đã chế tạo nhiều loại cuộn cảm có sẵn dưới dạng linh kiện dự trữ để ta có thể dùng ngay hoặc để đáp ứng nhu cầu riêng ta thiết kế quấn dây, chọn lõi cho cuộn cảm Cuộn cảm được ứng dụng làm micro điện động, loa điện động, biến áp, cuộn dây trong đầu đọc đĩa…Trong mạch điện tử, cuộn cảm có thể ở mạch lọc tần số, mạch dao động cộng hưởng, mạch tạo dạng sóng, dạng xung… Trang 28 Linh kiện thụ động TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. PHẠM THỊ CƯ – LÊ MINH CƯỜNG – TRƯƠNG TRỌNG TUẤN MỸ, mạch điện 1, NXB ĐHQG TP.HCM, 2013 2. LÊ THỊ HỒNG THẮM, linh kiện điện tử, NXB ĐHCN TP.HCM, 2011 3. TRƯƠNG VĂN TÁM, linh kiện điện tử, ĐH CẦN THƠ 4. Nguồn internet Trang 29 [...]... chia áp… Trang 12 Linh kiện thụ động PHẦN II: TỤ ĐIỆN 1 Khái Niệm Tụ điện là linh kiện tích chữ năng lượng điện dưới dạng điện trường 2 Cấu Tạo – Ký Hiệu Tụ điện được cấu tạo gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện đặt song song gần nhau nhưng cách bởi lớp điện môi ở giữa Ký hiệu của tụ điện Bao gồm: Tụ không phân cực Tụ phân cực Tụ được cài sẵn Tụ bến đổi được Trang 13 Linh kiện thụ động 3 Sự dẫn điện... loại cuộn cảm có sẵn dưới dạng linh kiện dự trữ để ta có thể dùng ngay hoặc để đáp ứng nhu cầu riêng ta thiết kế quấn dây, chọn lõi cho cuộn cảm Cuộn cảm được ứng dụng làm micro điện động, loa điện động, biến áp, cuộn dây trong đầu đọc đĩa…Trong mạch điện tử, cuộn cảm có thể ở mạch lọc tần số, mạch dao động cộng hưởng, mạch tạo dạng sóng, dạng xung… Trang 28 Linh kiện thụ động TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 PHẠM... măt trong mạch lọc thụ động, mạch lọc tích cực,… tụ liên lạc để nối giữa các tầng khuếch đại Tụ kết hợp với một số linh kiện khác để tạo những mạch dao động, … ngày nay, còn có tụ nano để tăng cường năng lượng bộ nhớ nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Trang 23 Linh kiện thụ động PHẦN 3: CUỘN CẢM 1 Cấu tạo – ký hiệu Cuộn cảm (cuộn cảm)là nhiều vòng dây điện từ quấn liên tiếp nhau trên một... bội số : R=×1, K=× 10 , M= × 10 Các giá trị tiêu biểu : 1.0; 1.2; 1.5; 1.8; 2.2; 2.7; 3.3; 3.9; 4.3; 4.7; 5.1; 5.6; 6.8; 7.5; 8.2; 9.1 Các linh kiện điện trở thường được chế tạo với giá trị là các giá trị tiêu chuẩn nhân với bội số của 10 Trang 11 Linh kiện thụ động Ví dụ: 10 , 100 , 1,5k … 6 Công suất của điện trở Công suất của điện trở là trị số chỉ công suất tiêu tán tối đa của nó Công suất... ứng và sinh ra một sức điện động cảm ứng e n I L t t Trong đó: Trang 25 Linh kiện thụ động I : độ viến thiên dòng điện (A) : độ biến thiên từ thông (wb) t : khoảng thời gian biến thiên (s) 5 Hỗ cảm Khi có hai hay nhiều cuộn cảm thì sự thay đổi dòng điện trong một cuộn cảm sẽ làm từ thông thay dổi ,các cuộn cảm còn lại phản ứng bằng cách sinh ra các sức điện động cảm ứng khi đó người... Trang 22 Linh kiện thụ động Hai số đầu là số thứ nhất và số thứ 2, số thứ 3 là số nhân: K= ±10%, ∗ 10 , chữ chỉ sai số J=±5%, ± 20% Tụ có ghi hai chữ số trên thân, vd: 47/50 thì số đầu là điện dung, đơn vị , số thứ hai là điện áp làm viêc, đơn vị là Volt 10 Ứng dụng Tụ thường được dùng làm tụ lọc trong các mạch lọc nguồn, lọc chặn tần số hay cho qua các tần số nào đó Tụ có măt trong mạch lọc thụ động, ... vị đo : H 6 Cách mắc cuộn cảm a Mắc nối tiếp L td L1 L 2 b Mắc song song 5 Hiện tượng nạp – xả của cuộn cảm Trang 26 Linh kiện thụ động Xét đặc tuyến nạp – xả của cuôn cảm: Giả sử cuộn cảm chưa tích trữ năng lượng điện bật khóa K sang vị trí số một cuộn cảm phát sinh sức điện động cảm ứng bằng nguồn VDC cung cấp, do đó lúc đầu dòng điện chạy qua cuộn cảm bằng bằng không Sau đó dòng điện qua cuộn... gian 5 thì cuộn cảm xem như được nạp đầy, nếu không có tác động khác thì hiện tượng vẫn không thay đổi Khi cuộn cảm nạp đầy ta bật khóa K sang vị trí số 2 Dòng điện xả thay đổi theo hàm số mũ: VDC t iL t e R Trong quá trình xả năng lượng điện thì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm thay đổi theo biểu thức: Trang 27 Linh kiện thụ động v L t VDC e t Sau thời gian 5 thì cuộn cảm sẽ... song song thì : Trang 18 Linh kiện thụ động Ctd=C1+C2+…+Cn 8 Hiện tượng nạp xả của tụ Xét mạch như hình trên, giả sử tụ chưa tích điện, ta bật khóa K sang vị trí số 1 thì tụ bắt đầu nạp điện, lượng điện tích trên hai bản tụ tăng dần đến khi điện thế giữa hai bản tụ gần bằng nguồn VDC (99% VDC) thì quá trình nạp điện của tụ chấm dứt Tụ được xem như đã nạp đầy, nếu không có tác động khác thì hiện tượng... nhôm, điện môi là lớp oxit nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân Điện dung của tụ khá lớn Khi dùng phải ráp đúng cực tính âm và dương Điện thế làm việc thường nhỏ hơn 500V Trang 20 Linh kiện thụ động Tụ hóa tantalum : là tụ có phân cực tính, có cấu tạo tương tự tụ hóa nhưng dùng tantalum thay vì dùng nhôm Tụ tantalum có kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn Điện thế làm việc chỉ vài chục volt