Giáo trình điện tử căn bản - Chương 5-6

Giáo trình điện tử căn bản là tài liệu học tập dành cho sinh viên khoa công nghệ thông tin.

www.hocnghe.com.vn Chương V - Điện trở Khái niệm điện trở Điện trở ? Ta hiểu cách đơn giản - Điện trở cản trở dòng điện vật dẫn điện, vật dẫn điện tốt điện trở nhỏ, vật dẫn điện điện trở lớn, vật cách điện điện trở vô lớn Điện trở dây dẫn : Điện trở dây dẫn phụ vào chất liệu, độ dài tiết diện dây tính theo công thức sau: R = ρ.L / S Trong ρ điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu L chiều dài dây dẫn S tiết diện dây dẫn R điện trở đơn vị Ohm Điện trở thiết bị điện tử a) Hình dáng ký hiệu : Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng, chúng làm từ hợp chất cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác Hình dạng điện trở thiết bị điện tử Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý b) Đơn vị điện trở Đơn vị điện trở Ω (Ohm) , KΩ , MΩ 1KΩ = 1000 Ω Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω b) Cách ghi trị số điện trở Các điện trở có kích thước nhỏ ghi trị số vạch mầu theo quy ước chung giới.( xem hình ) Các điện trở có kích thước lớn từ 2W trở lên thường ghi trị số trực tiếp thân Ví dụ điện trở cơng xuất, điện trở sứ Trở sứ công xuất lớn , trị số ghi trực tiếp Cách đọc trị số điện trở Mầu sắc Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Quy ước mầu Quốc tế Giá trị Mầu sắc Xanh Xanh lơ Tím Xám Trắng Nhũ vàng Nhũ bạc Giá trị -1 -2 Điện trở thường ký hiệu vịng mầu , điện trở xác ký hiệu vòng mầu * Cách đọc trị số điện trở vòng mầu : Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Cách đọc điện trở vòng mầu Vòng số vịng cuối ln ln có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vòng Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vòng số 2, số Vòng số vòng số hàng chục hàng đơn vị Vòng số bội số số 10 Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vịng 3) Có thể tính vịng số số số không "0" thêm vào Mầu nhũ có vịng sai số vịng số 3, vịng số nhũ số mũ số 10 số âm * Cách đọc trị số điện trở vòng mầu : ( điện trở xác ) Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Vòng số vòng cuối , vòng ghi sai số, trở vịng mầu mầu sai số có nhiều mầu, gây khó khăn cho ta xác điịnh đâu vòng cuối cùng, nhiên vịng cuối ln có khoảng cách xa chút Đối diện vòng cuối vòng số Tương tự cách đọc trị số trở vòng mầu vòng số bội số số 10, vòng số 1, số 2, số hàng trăm, hàng chục hàng đơn vị Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vịng 4) Có thể tính vịng số số số không "0" thêm vào Thực hành đọc trị số điện trở Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Các điện trở khác vòng mầu thứ Khi điện trở khác vòng mầu thứ 3, ta thấy vịng mầu bội số thường thay đổi từ mầu nhũ bạc mầu xanh , tương đương với điện trở < Ω đến hàng MΩ Các điện trở có vịng mầu số số thay đổi Ở hình giá trị điện trở ta thường gặp thực tế, vòng mầu số thay đổi giá trị điện trở tăng giảm 10 lần Bài tập - Bạn đoán nhanh trị số trước đáp án xuất hiện, tất trị số mà bạn đoán trước kết xuất kiến thức bạn phần ổn ! Bài tập - Đoán nhanh kết trị số điện trở Các trị số điện trở thông dụng Ta kiếm điện trở có trị số bất kỳ, nhà sản xuất đưa khoảng 150 loại trị số điện trở thông dụng , bảng mầu sắc trị số điện trở thông dụng Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Các giá trị điện trở thông dụng Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Phân loại điện trở Điện trở thường : Điện trở thường điện trở có cơng xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Điện trở công xuất : Là điện trở có cơng xuất lớn từ 1W, 2W, 5W, 10W Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cách gọi khác điện trở công xuất , điện trở có vỏ bọc sứ, hoạt động chúng toả nhiệt Các điện trở : 2W - 1W - 0,5W - 0,25W Điện trở sứ hay trở nhiệt Công xuất điện trở Khi mắc điện trở vào đoạn mạch, thân điện trở tiêu thụ cơng xuất P tính theo cơng thức P = U I = U2 / R = I2.R Theo công thức ta thấy, công xuất tiêu thụ điện trở phụ thuộc vào dòng điện qua điện trở phụ thuộc vào điện áp hai đầu điện trở Công xuất tiêu thụ điện trở hồn tồn tính trước lắp điện trở vào mạch Nếu đem điện trở có cơng xuất danh định nhỏ cơng xuất tiêu thụ điện trở bị cháy Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có cơng xuất danh định > = lần cơng xuất mà tiêu thụ Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Điện trở cháy công xuất Ở sơ đồ cho ta thấy : Nguồn Vcc 12V, điện trở có trị số 120Ω có cơng xuất khác nhau, cơng tắc K1 K2 đóng, điện trở tiêu thụ công xuất P = U2 / R = (12 x 12) / 120 = 1,2W Khi K1 đóng, điện trở có cơng xuất lớn công xuất tiêu thụ , nên điện trở không cháy Khi K2 đóng, điện trở có cơng xuất nhỏ công xuất tiêu thụ , nên điện trở bị cháy Biến trở, triết áp : Biến trở Là điện trở chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu VR chúng có hình dạng sau : Hình dạng biến trở Ký hiệu sơ đồ Biến trở thường ráp máy phục vụ cho trình sửa chữa, cân chỉnh kỹ thuật viên, biến trở có cấu tạo hình bên Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Cấu tạo biến trở Triết áp : Triết áp tương tự biến trở có thêm cần chỉnh thường bố trí phía trước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh Ví dụ - Triết áp Volume, triết áp Bass, Treec v.v , triết áp nghĩa triết phần điện áp từ đầu vào tuỳ theo mức độ chỉnh Ký hiệu triết áp sơ đồ nguyên lý Hình dạng triết áp Cấu tạo triết áp hj Trong thực tế , ta cần điện trở có trị số ta khơng thể có , điện trở sản xuất khoảng 100 loại có giá trị thơng dụng, để có điện trở ta phải đấu điện trở song song nối tiếp Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Điện trở mắc nối tiếp Điện trở mắc nối tiếp Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương tổng điện trở thành phần cộng lại Rtd = R1 + R2 + R3 Dòng điện chạy qua điện trở mắc nối tiếp có giá trị I I = ( U1 / R1) = ( U2 / R2) = ( U3 / R3 ) Từ công thức ta thấy , sụt áp điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điệnt trở 10 Điện trở mắc song song Điện trở mắc song song Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd tính cơng thức (1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) Nếu mạch có điện trở song song Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2) Dòng điện chạy qua điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 ) Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Điện áp điện trở mắc song song 11 Điên trở mắc hỗn hợp Điện trở mắc hỗn hợp Mắc hỗn hợp điện trở để tạo điện trở tối ưu Ví dụ: ta cần điện trở 9K ta mắc điện trở 15K song song sau mắc nối tiếp với điện trở 1,5K 12 Ứng dụng điện trở : Điện trở có mặt nơi thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng thiếu , mạch điện , điện trở có tác dụng sau : Khống chế dịng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có bóng đèn 9V, ta có nguồn 12V, ta đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V điện trở Đấu nối tiếp với bóng đèn điện trở - Như hình ta tính trị số công xuất điện trở cho phù hợp sau: Bóng đèn có điện áp 9V cơng xuất 2W dòng tiêu thụ I = P / U = (2 / ) = Ampe dịng điện qua điện trở - Vì nguồn 12V, bóng đèn 9V nên cần sụt áp R 3V ta suy điện trở cần tìm R = U/ I = / (2/9) = 27 / = 13,5 Ω - Công xuất tiêu thụ điện trở : P = U.I = 3.(2/9) = 6/9 W ta phải dùng điện trở có cơng xuất P > 6/9 W Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Mắc điện trở thành cầu phân áp để có điện áp theo ý muốn từ điện áp cho trước Cầu phân áp để lấy áp U1 tuỳ ý Từ nguồn 12V thông qua cầu phân áp R1 R2 ta lấy điện áp U1, áp U1 phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 R2.theo công thức U1 / U = R1 / (R1 + R2) => U1 = U.R1(R1 + R2) Thay đổi giá trị R1 R2 ta thu điện áp U1 theo ý muốn Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động Mạch phân cực cho Transistor Tham gia vào mạch tạo dao động R C Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Mạch tạo dao động sử dụng IC 555 Chương VI - Tụ điện Tụ điện : Tụ điện linh kiện điện tử thụ động sử dụng rộng rãi mạch điện tử, chúng sử dụng mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động vv Cấu tạo tụ điện Cấu tạo tụ điện gồm hai cực đặt song song, có lớp cách điện gọi điện môi Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hố chất làm chất điện mơi tụ điện phân loại theo tên gọi chất điện môi Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá Cấu tạo tụ gốm Xuan Vinh : 0912421959 Cấu tạo tụ hố www.hocnghe.com.vn Hình dáng thực tế tụ điện Hình dạng tụ gốm Hình dạng tụ hoá Điện dung , đơn vị ký hiệu tụ điện * Điện dung : Là đại lượng nói lên khả tích điện hai cực tụ điện, điện dung tụ điện phụ thuộc vào diện tích cực, vật liệu làm chất điện môi khoảng cách giữ hai cực theo cơng thức C=ξ.S/d Trong C : điện dung tụ điện , đơn vị Fara (F) ξ : Là số điện môi lớp cách điện d : chiều dày lớp cách điện S : diện tích cực tụ điện Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn * Đơn vị điện dung tụ : Đơn vị Fara (F) , 1Fara lớn thực tế thường dùng đơn vị nhỏ MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF) Fara = 1000 µ Fara = 1000.000 n F = 1000.000.000 p F µ Fara = 1000 n Fara n Fara = 1000 p Fara * Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu C (Capacitor) Ký hiệu tụ điện sơ đồ nguyên lý Sự phóng nạp tụ điện Một tính chất quan trọng tụ điện tính chất phóng nạp tụ , nhờ tính chất mà tụ có khả dẫn điện xoay chiều Minh hoạ tính chất phóng nạp tụ điện Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn * Tụ nạp điện : Như hình ảnh ta thấy , cơng tắc K1 đóng, dịng điện từ nguồn U qua bóng đèn để nạp vào tụ, dịng nạp làm bóng đèn l sáng, tụ nạp đầy dịng nạp giảm bóng đèn tắt * Tụ phóng điện : Khi tụ nạp đầy, cơng tắc K1 mở, cơng tắc K2 đóng dịng điện từ cực dương (+) tụ phóng qua bóng đền cực âm (-) làm bóng đèn loé sáng, tụ phóng hết điện bóng đèn tắt => Nếu điện dung tụ lớn bóng đèn l sáng lâu hay thời gian phóng nạp lâu Cách đọc giá trị điện dung tụ điện * Với tụ hoá : Giá trị điện dung tụ hoá ghi trực tiếp thân tụ => Tụ hố tụ có phân cực (-) , (+) ln ln có hình trụ Tụ hố ghi điện dung 185 µF / 320 V * Với tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy tụ gốm có trị số ghi ký hiệu Tụ gốm ghi trị số ký hiệu Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ ) Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh ghi 474K nghĩa Giá trị = 47 x 10 = 470000 p ( Lấy đơn vị picô Fara) = 470 n Fara = 0,47 µF Chữ K J cuối sai số 5% hay 10% tụ điện * Thực hành đọc trị số tụ điện Cách đọc trị số tụ giất tụ gốm Chú ý : chữ K sai số tụ 50V điện áp cực đại mà tụ chịu * Tụ giấy tụ gốm cịn có cách ghi trị số khác ghi theo số thập phân lấy đơn vị MicroFara Một cách ghi trị số khác tụ giấy tụ gốm Ý nghĩ giá trị điện áp ghi thân tụ : Ta thấy tụ điện ghi trị số điện áp sau giá trị điện dung, giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, điện áp tụ bị nổ Khi lắp tụ vào mạch điện có điện áp U người ta lắp tụ điện có giá trị điện áp Max cao gấp khoảng 1,4 lần Ví dụ mạch 12V phải lắp tụ 16V, mạch 24V phải lắp tụ 35V vv Tụ điện có nhiều loại Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mi ca , Tụ hoá tính chất ta phân tụ hai loại tụ khơng phân Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn cực tụ phân cực Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica (Tụ không phân cực ) Các loại tụ khơng phân biệt âm dương thường có điện dung nhỏ từ 0,47 µF trở xuống, tụ thường sử dụng mạch điện có tần số cao mạch lọc nhiễu Tụ gốm - tụ khơng phân cực Tụ hố ( Tụ có phân cực ) Tụ hố tụ có phân cực âm dương , tụ hố có trị số lớn giá trị từ 0,47µF đến khoảng 4.700 µF , tụ hố thường sử dụng mạch có tần số thấp dùng để lọc nguồn, tụ hoá ln ln có hình trụ Tụ hố - Là tụ có phân cực âm dương Tụ xoay Tụ xoay tụ xoay để thay đổi giá trị điện dung, tụ thường lắp Radio để thay đổi tần số cộng hưởng ta dò đài Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Tụ xoay sử dụng Radio 10 Đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm Tụ giấy tụ gốm thường hỏng dạng bị dò rỉ bị chập, để phát tụ dị rỉ bị chập ta quan sát hình ảnh sau Đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm Ở hình ảnh phép đo kiểm tra tụ gốm, có ba tụ C1 , C2 C3 có điện dung nhau, C1 tụ tốt, C2 tụ bị dò C3 tụ bị chập Khi đo tụ C1 ( Tụ tốt ) kim phóng lên chút trở vị trí cũ Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn ( Lưu ý tụ nhỏ q < 1nF kim khơng phóng nạp ) Khi đo tụ C2 ( Tụ bị dò ) ta thấy kim lên lưng chừng thang đo dừng lại khơng trở vị trí cũ Khi đo tụ C3 ( Tụ bị chập ) ta thấy kim lên = Ω không trở Lưu ý: Khi đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm ta phải để đồng hồ thang x1KΩ x10KΩ, phải đảo chiều kim đồng hồ vài lần đo 11 Đo kiểm tra tụ hố Tụ hố bị dò hay bị chập tụ giấy, chúng lại hay hỏng dạng bị khô ( khô hố chất bên lớp điện mơi ) làm điện dung tụ bị giảm , để kiểm tra tụ hố , ta thường so sánh độ phóng nạp tụ với tụ cịn tốt có điện dung, hình ảnh minh hoạ bước kiểm tra tụ hoá Đo kiểm tra tụ hoá Để kiểm tra tụ hố C2 có trị số 100µF có bị giảm điện dung hay khơng, ta dùng tụ C1 cịn có điện dung đo so sánh Để đồng hồ thang từ x1Ω đến x100Ω ( điện dung lớn để thang thấp ) Đo vào hai tụ so sánh độ phóng nạp , đo ta đảo chiều que đo vài lần Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Nếu hai tụ phóng nạp tụ cần kiểm tra tốt, ta thấy tụ C2 phóng nạp tụ C2 bị khô Trường hợp kim lên mà khơng trở tụ bị dị Chú ý : Nếu kiểm tra tụ điện trực tiếp mạch , ta cần phải hút rỗng chân tụ khỏi mạch in, sau kiểm tra 12 Tụ điện mắc nối tiếp Các tụ điện mắc nối tiếp có điện dung tương đương C tđ tính cơng thức : / C tđ = (1 / C1 ) + ( / C2 ) + ( / C3 ) Trường hợp có tụ mắc nối tiếp C tđ = C1.C2 / ( C1 + C2 ) Khi mắc nối tiếp điện áp chịu đựng tụ tương đương tổng điện áp tụ cộng lại U tđ = U1 + U2 + U3 Khi mắc nối tiếp tụ điện, tụ hoá ta cần ý chiều tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau: Tụ điện mắc nối tiếp Tụ điện mắc song song 13 Tụ điện mắc song song Các tụ điện mắc song song có điện dung tương đương tổng điện dung tụ cộng lại C = C1 + C2 + C3 Điện áp chịu đựng tụ điện tương tương điện áp tụ có điện áp thấp Nếu tụ hố tụ phải đấu chiều âm dương Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn 14 Ứng dụng tụ điện Tụ điện sử dụng nhiều kỹ thuật điện điện tử, thiết bị điện tử, tụ điện linh kiện thiếu đươc, mạch điện tụ có cơng dụng định truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động vv Dưới số hình ảnh minh hoạ ứng dụng tụ điện * Tụ điện mạch lọc nguồn Tụ hoá mạch lọc nguồn Trong mạch lọc nguồn hình , tụ hố có tác dụng lọc cho điện áp chiều sau chỉnh lưu phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ, ta thấy khơng có tụ áp DC sau ốt điên áp nhấp nhơ, có tụ điện áp lọc tương đối phẳng, tụ điện lớn điện áp DC phẳng * Tụ điện mạch dao động đa hài tạo xung vuông Mạch dao động đa hài sử dụng Transistor Bạn lắp mạch với thơng số cho sơ đồ Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn Hai đèn báo sáng sử dụng đèn Led dấu song song với cực CE hai Transistor, ý đấu chiều âm dương Xuan Vinh : 0912421959 ... nối tiếp với điện trở 1,5K 12 Ứng dụng điện trở : Điện trở có mặt nơi thiết bị điện tử điện trở linh kiện quan trọng thiếu , mạch điện , điện trở có tác dụng sau : Khống chế dòng điện qua tải... www.hocnghe.com.vn Mạch tạo dao động sử dụng IC 555 Chương VI - Tụ điện Tụ điện : Tụ điện linh kiện điện tử thụ động sử dụng rộng rãi mạch điện tử, chúng sử dụng mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch... tụ có điện áp thấp Nếu tụ hố tụ phải đấu chiều âm dương Xuan Vinh : 0912421959 www.hocnghe.com.vn 14 Ứng dụng tụ điện Tụ điện sử dụng nhiều kỹ thuật điện điện tử, thiết bị điện tử, tụ điện linh