Chieát aùp laø loaïi ñieän trôû ñöôïc söû duïng khi thöôøng xuyeân caàn thay ñoåi trò soá.. Coù kyù hieäu nhö hình veõ.[r]
(1)Bài 1: ĐIỆN TRỞ I. Điện trở (Resistor)
1 Đặc tính điện cấu tạo: a Đặc tính điện:
- Điện trở linh kiện thụ động, có tác dụng cản trở dịng điện tùy thuộc vào trị số
- Khi có dòng điện chạy qua, tác dụng nhiệt điện trở bị nóng lên, điện trở cịn sử dụng để chuyển đổi điện sang nhiệt
Vd: mỏ hàn, bếp điện… - Ký hiệu:
b Cấu tạo:
Cấu tạo thơng thường điện trở sau:
2 Các tham số R.
a Trị số danh định: Đặc trưng điện trở trị số Điện trở có trị số lớn (hay sức cản điện, trở kháng) cản dịng qua nhiều
Định luật Ohm: I U R
= , A (ampere)
1MΩ =10 KΩ =10 Ω
- Trị số điện trở nhà chế tạo ghi lên thân điện trở chử số hay vòng màu
- Người ta chế tạo điện trở có đủ tất trị số từ lớn đến nhỏ mà chế tạo điện trở có trị số tiêu chuẩn
Thí dụ:
1 1, 1,5 1,8
1 1, 1,5 1,8
1 1,
K K K K
M M
Ω Ω Ω Ω
Ω Ω
Đế lõi
Đầu Võ cách điện Vật liệu cản
(2)- Nếu muốn giá trị danh định khác, ta phải mắc nối tiếp song song nhiều điện trở
• Mắc nối tiếp: R R= +1 R2+
• Mắc song song:
1
1 1
R = R +R +
b Dung sai (Độ xác) : Là sai số giá trị thực so với giá trị danh định Thí dụ: R=10KΩ có dung sai
0
10 Giá trị thực R�[9KΩ;11KΩ]
- Tùy theo công dụng mà người ta chia thành cấp xác sau:
• Điện trở thường: 0
20 , 10%, 5%.
• Điện trở xác: 2%, 1%, 0.5%
• Điện trở xác cao: 0.1%, 0.05%
c Công suất
- Công suất định mức công suất tiêu tán tối đa điện trở mà khơng làm hỏng
- Công suất R: P RI2 V2
R
= = (W : Watt)
- Nếu q cơng suất chịu đựng xảy tăng hay giảm điện trở xảy tượng đánh thủng
- Công suất chịu đựng tối đa Pmax tùy thuộc vào:
• Kích thước điện trở (kích thước lớn -> cơng suất lớn)
• Kỹ thuật giải nhiệt
• Tuỳ thuộc vào nhiệt độ: TA (nhiệt độ môi trường) TC (case:
nhiệt độ vỏ điện trở)
Thí dụ: Đường cong giảm công suất
Để làm giảm ảnh hưởng điện trở vào nhiệt độ người ta quấn nhơm quanh R để tản nhiệt
- Nếu biết Pmax ta tìm Vmax: điện áp chịu đựng cực đại
Vmax= Pmax.R (Với áp DC)
3 Bảng qui ước màu sắc R:
0 250C 1000C
Pma
x
(3)Màu Trị số Dung sai
Đen 20%
Nâu 1%
Đỏ 2%
Cam
Vaøng
Lục (Xanh lá)
Lam (Xanh dương)
Tím
Xám
Trắng
Vàng kim 5%
Bạïc 10%
- Đọc trị số:
Vòng màu
Màu Dung sai
Thí dụ: Vàng–tím–đỏ–bạc:
47.10 10% 4700= Ω, Cam–cam–vàng :
33.10 =33KΩ
II. Cơng thức tính điện trở: 1 Theo vật liệu chế tạo:
- Nếu điện trở cuộn dây: Trị số điện trở cuộn dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu, tỷ lệ thuận với chiều dài tỷ lệ nghịch với tiết diện dây
R l S ρ
= ρ: điện trở xuất ��Ωm m2/ �� l : chiều dài dây dẫn [m]
S : tieát diện dây [m2]
Thí dụ: Tìm điện trở dây dẫn dài 6.5m, đường kính dây 0.6mm, có ρ =430n mΩ Dựa vào cơng thức ta tìm R=9.88Ω
(4)Định luật Ohm: R U ( ) I
= Ω
Khi có dịng điện chạy qua vật dẫn điện hai đầu dây phát sinh điện áp U tỷ lệ với dòng điện I
3 Theo lượng:
Khi có dịng điện qua R thời gian t R bị nóng lên, ta nói R tiêu thụ lượng: W = U.I.t
W =R I t .2 J W.s
Ta thấy t lớn điện tiêu thụ lớn
III. Phân loại điện trởù
1 Theo vật liệu điện trở:
• Than graphite: bột, màng, chất cách điện…
• Hợp kim: dây điện trở…
• Oxide kim loại
• Cermit (Ceramic metal): kim loại gốm
• Màng kim loại
2 Theo cấu tạo:
Cấu tạo thơng thường điện trở sau: a Điện trở than ép (nén) RTN:
Đây loại điện trở sử dụng nhiều mạch điện tử - Nó chế tạo cách trộn bột than chì keo cách điện theo tỷ lệ
nhất định trị số khác Sau nung nóng, ép lại thành thỏi khối hình trụ trịn, hai đầu có dây dẫn để hàn nối Ngoài người ta sơn vòng màu khác để phân biệt trị số điện trở
- Đặc điểm loại điện trở dễ chế tạo -> rẽ tiền -> thơng dụng Tuy nhiên có dung sai lớn (khoảng 20%) Nhiệt độ làm việc 1000C Công suất 1/4W -> 4W.
b Điện trở dây quấn RD:
- Loại làm hợp kim NiCr (hệ số nhiệt nhỏ) quấn lõi cách điện Amiăng, đất nung, sành sứ… Bên phủ lớp nhựa cứng lớp sơn cách điện
- Đặc điểm điện trở dây quấn loại điện trở cần trị số nhỏ hay cần dòng chịu đựng cao: trị số 0,1Ω 10Ω sai số nhỏ ( 5%) đạt tới
(5)Điện trở than màng mỏng kim loại: Dùng chất Ni – Ca có trị số ổn định điện trở than, giá thành cao Công suất thường 1/2W.(RKM)
Điện trở oxide kim loại: dùng chất oxide thiếc chịu nhiệt độ cao độ ẩm cao Công suất thường 1/2W.(ROKM)
Điện trở màng vi điện tử.(RMV)
Điện trở dán bề mặt (Surface mount resistor).(RBM) ………
3 Phân loại theo công dụng:
a Biến trở: (Variable resistor)
Biến trở điện trở thay đổi Biến trở dạng kiểm sốt dịng hay dạng chiết áp
Biến trở dạng kiểm sốt dịng cơng suất lớn dùng loại dây quấn Ít gặp mạch điện tử Chúng có ký hiệu hình vẽ
Biến trở thường dùng biến trở than hay gọi chiết áp Chiết áp loại điện trở sử dụng thường xuyên cần thay đổi trị số Có ký hiệu hình vẽ
Phần tử biến trở chạy trượt tiếp xúc với bề mặt điện trở Kế cấu chạy theo kiểu xoay (biến trở xoay) theo kiểu trượt (biến trở trượt)
Cấu tạo biến trở: Người ta tráng lớp than mỏng lên hình vành cung bakelit, đầu lớp than hai cực A, B biến trở Ở có chạy kim loại tiếp xúc lớp than, chạy xem cực thứ biến trở Trục xoay gắn liền với chạy Khi trục xoay (chỉnh biến trở) -> chạy di động lớp than làm cho trị số biến trở thay đổi
Vậy : Khi ta chỉnh biến trở tay, trị số điện trở AC BC thay đổi, nhưng trị số AB khơng đổi trị số điện trở.
- Ngoài có loại biến trở kép (cùng trục điều khiển chạy) - Thường biến trở chế tạo từ 5Ω 5MΩ, công suất tối đa 2W
- Lưu ý: ngồi đặc tính tương tự điện trở cố định, chiết áp cịn có thơng số luật điện trở Luật điện trở cho biết trị điện trở thay đổi ta xoay chạy chiết áp
Loại kiểm sốt
(6)Ứng dụng:
• VDR thường mắc song song với cuộn dây bị dòng điện qua đột ngột, tránh làm hỏng linh kiện khác mạch
• Giới hạn điện áp:
• Nén giản tín hiệu:
d Điện trở cầu chì: (Fusistor)
Điện trở cầu chì thường mắc đường mạch nguồn Khi dòng qua R lớn, dòng làm đứt điện trở này, mạch cắt dịng Nhờ mạch bị cắt nguồn bảo vệ có cố (điện tăng hay cắm lộn điện) Fusistor thường có trị số nhỏ (khoảng vài Ω)
e Trimmer: - Trimmer goàm:
Phần tử điện trở đầu
Tiếp điểm di chuyển (con trượt) Trục chỉnh (trục, ốc chỉnh, trục quay)
- Có nhóm trimmer: loại chỉnh vòng nhiều vòng - Các ứng dụng trimmer:
Loại mạch Các thí dụ sử dụng Nguồn điện - Chỉnh điện áp
- Điều chỉnh giới hạn dòng Op – amp - Chỉnh offset
100 VAC
R
AC AC
AC
R
(7)- Chỉnh độ lợi ( độ khuếch đại)
Mạch số - Trì hỗn thời gian mạch monostable - Chỉnh sai số (offset) mạch tế bào quang Thiết bị đo - Cân chỉnh Volt kế số
- Chỉnh trigger, định mạch khác máy phát tín hiệu vá dao động ký - Loại trimmer vòng hay nhiều vịng? Loại nhiều vịng xác
- So sánh trimmer loại cermit dây quấn: phần tử điện trở trimmer tạo từ số vật liệu Có loại vật liệu thơng dụng cermit đồng; tương ứng trimmer cermit trimmer dây quấn
Tùy theo yêu cầu sử dụng mà ta chọn lựa loại trimmer Bảng sau cho ta thấy so sánh loại trimmer (chỗ có đánh x tốt hơn)
Cermit Dây quấn Dãi điện trở
Hệ số nhiệt độ thấp Tiêu tán công suất cao Độ ổn định điện trở Độ xác chỉnh
Điện kháng thấp mạch hồi tiếp
Giá thành thấp Kích thước nhỏ Nhiễu chỉnh
10Ω 5MΩ
x x x x
10Ω 50KΩ
x x x
x
IV. Ứng dụng chung điện trở
- Trong sinh hoạt, điện trở dùng để chế tạo dụng cụ điện như: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn, nồi cơm điện…
- Trong công nghiệp, điện trở dùng để chế tạo thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng khởi động động
- Trong lĩnh vực điện tử, điện trở dùng để giới hạn dòng điện hay tạo giảm
R
AC AC
AC
R