Cấu tạo của cuộn cảm. Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật . Cuộn dây lõi không khí Cuộn dây lõi Ferit Ký hiệu cuộn dây trên sơ đồ : L1 là cuộn dây lõi không khí, L2 là cuộn dây lõi ferit, L3 là cuộn dây có lõi chỉnh, L4 là cuộn dây lõi thép kỹ thuật 1.2 Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm. a) Hệ số tự cảm ( định luật Faraday) Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua. L = ( µr.4.3,14.n2.S.107 ) l oL : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H) o n : là số vòng dây của cuộn dây. o l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m) o S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2 o µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi . b) Cảm kháng Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều . ZL = 2.3,14.f.Lo Trong đó : ZL là cảm kháng, đơn vị là Ω o f : là tần số đơn vị là Hz o L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry Thí nghiệm về cảm kháng của cuộn dây với dòng điện xoay chiều Thí nghiệm trên minh họa: Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đó được đấu vào các nguồn điện 12V nhưng có tần số khác nhau thông qua các công tắc K1, K2 , K3 , khi K1đóng dòng điện một chiều đi qua cuộn dây mạnh nhất ( Vì ZL = 0 ) => do đó bóng đèn sáng nhất, khi K2 đóng dòng điện xoay chỉều 50Hz đi qua cuộn dây yếy hơn ( do ZL tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, khi K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz đi qua cuộn dây yếu nhất ( do ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu nhất. => Kết luận : Cảm kháng của cuộn dây tỷ lệ với hệ số tự cảm của cuộn dây và tỷ lệ với tần số dòng điện xoay chiều, nghĩa là dòng điện xoay chiều có tần số càng cao thì đi qua cuộn dây càng khó, dòng điện một chiều có tần số f = 0 Hz vì vậy với dòng một chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = 0 c) Điện trở thuần của cuộn dây. Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng, thông thường cuộn dây có phẩm chất tốt thì điện trở thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở thuần còn gọi là điện trở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động. 1.3 Tính chất nạp , xả của cuộn cảm Cuộn dây nạp năng lương : Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới dạng từ trường được tính theo công thức W = L.I 2 2 W : năng lượng ( June ) L : Hệ số tự cảm ( H ) I dòng điện. Thí nghiệm về tính nạp xả của cuộn dây. Ở thí nghiệm trên : Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần ( do cuộn dây sinh ra cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột ) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng , năng lương nạp trong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiên tượng cuộn dây xả điện. 2 Loa và Micro 2.1 Loa ( Speaker ) Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường.Loa 4Ω 20W ( Speaker ) Cấu tạo và hoạt động của Loa ( Speaker )
Cấu tạo cuộn cảm Cuộn cảm gồm số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn sơn emay cách điện, lõi cuộn dây khơng khí, vật liệu dẫn từ Ferrite hay lõi thép kỹ thuật Cuộn dây lõi không khí Cuộn dây lõi Ferit Ký hiệu cuộn dây sơ đồ : L1 cuộn dây lõi khơng khí, L2 cuộn dây lõi ferit, L3 cuộn dây có lõi chỉnh, L4 cuộn dây lõi thép kỹ thuật 1.2 - Các đại lượng đặc trưng cuộn cảm a) Hệ số tự cảm ( định luật Faraday) Hệ số tự cảm đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng cuộn dây có dịng điện biến thiên chạy qua L = ( µr.4.3,14.n2.S.10-7 ) / l o L : hệ số tự cảm cuôn dây, đơn vị Henrry (H) o n : số vòng dây cuộn dây o l : chiều dài cuộn dây tính mét (m) o S : tiết diện lõi, tính m2 o µr : hệ số từ thẩm vật liệu làm lõi b) Cảm kháng Cảm kháng cuộn dây đại lượng đặc trưng cho cản trở dòng điện cuộn dây dòng điện xoay chiều ZL = 2.3,14.f.L o Trong : ZL cảm kháng, đơn vị Ω o f : tần số đơn vị Hz o L : hệ số tự cảm , đơn vị Henry Thí nghiệm cảm kháng cuộn dây với dịng điện xoay chiều * Thí nghiệm minh họa: Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đấu vào nguồn điện 12V có tần số khác thơng qua cơng tắc K1, K2 , K3 , K1 đóng dịng điện chiều qua cuộn dây mạnh ( Vì ZL = ) => bóng đèn sáng nhất, K2 đóng dịng điện xoay chỉều 50Hz qua cuộn dây yếy ( Z L tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz qua cuộn dây yếu ( ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu => Kết luận : Cảm kháng cuộn dây tỷ lệ với hệ số tự cảm cuộn dây tỷ lệ với tần số dòng điện xoay chiều, nghĩa dịng điện xoay chiều có tần số cao qua cuộn dây khó, dịng điện chiều có tần số f = Hz với dịng chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = c) Điện trở cuộn dây Điện trở cuộn dây điện trở mà ta đo đồng hồ vạn năng, thơng thường cuộn dây có phẩm chất tốt điện trở phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở gọi điện trở tổn hao điện trở sinh nhiệt cuộn dây hoạt động 1.3 - Tính chất nạp , xả cuộn cảm * Cuộn dây nạp lương : Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp lượng dạng từ trường tính theo cơng thức W = L.I / W : lượng ( June ) L : Hệ số tự cảm ( H ) I dịng điện Thí nghiệm tính nạp xả cuộn dây Ở thí nghiệm : Khi K1 đóng, dịng điện qua cuộn dây tăng dần ( cuộn dây sinh cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột ) bóng đèn sáng từ từ, K1 vừa ngắt K2 đóng , lương nạp cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => hiên tượng cuộn dây xả điện - Loa Micro 2.1 - Loa ( Speaker ) Loa ứng dụng cuộn dây từ trường Loa 4Ω - 20W ( Speaker ) Cấu tạo hoạt động Loa ( Speaker ) Cấu tạo loa : Loa gồm nam châm hình trụ có hai cực lồng vào , cực N cực S xung quanh, hai cực tạo thành khe từ có từ trường mạnh, cuôn dây gắn với màng loa đặt khe từ, màng loa đỡ gân cao su mềm giúp cho màng loa dễ dàng dao động vào Hoạt động : Khi ta cho dòng điện âm tần ( điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000Hz ) chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo từ trường biến thiên bị từ trường cố định nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động => màng loa dao động theo phát âm Chú ý : Tuyệt đối ta khơng đưa dịng điện chiều vào loa , dịng điện chiều tạo từ trường cố định cuộn dây loa lệch hướng dừng lại, dịng chiều qua cuộn dây tăng mạnh ( khơng có điện áp cảm ứng theo chiều ngược lai ) cuộn dây bị cháy 2.2 - Micro Micro Thực chất cấu tạo Micro loa thu nhỏ, cấu tạo Micro giống loa Micro có số vịng quấn cuộn dây lớn loa nhiều trở kháng cuộn dây micro lớn khoảng 600Ω (trở kháng loa từ 4Ω - 16Ω) màng micro cấu tạo mỏng để dễ dàng dao động có âm tác động vào Loa thiết bị để chuyển dòng điện thành âm cịn micro ngược lại , Micro đổi âm thành dòng điện âm tần 2.3 - Rơ le ( Relay) Rơ le Rơ le ứng dụng cuộn dây sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lý hoạt động Rơle biến đổi dịng điện thành từ trường thơng qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực học thông qua lực hút để thực động tác khí đóng mở cơng tắc, đóng mở hành trình thiết bị tự động vv Cấu tạo nguyên lý hoạt động Rơ le - Biến áp 3.1 - Cấu tạo biến áp Biến áp thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm cuộn sơ cấp ( đưa điện áp vào ) hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp sử dụng) quấn lõi từ thép lõi ferit Ký hiệu biến áp 3.2 - Tỷ số vòng / vol bién áp Gọi n1 n2 số vòng quộn sơ cấp thứ cấp U1 I1 điện áp dòng điện vào cuộn sơ cấp U2 I2 điện áp dòng điện từ cuộn thứ cấp Ta có hệ thức sau : U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp hai cuộn dây sơ cấp thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa ta lấy điện áp cao cho dịng nhỏ 3 - Công xuất biến áp Công xuất biến áp phụ thuộc tiết diện lõi từ, phụ thuộc vào tần số dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động tần số cao cho công xuất lớn 3.4 - Phân loại biến áp * Biến áp nguồn biến áp âm tần: Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến n Fara = 1.000 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 * 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 loé sáng, tụ nạp đầy dịng nạp giảm bóng đèn tắt * Tụ phóng điện : Khi tụ nạp đầy, công tắc K1 mở, công tắc K2 đóng dịng điện từ cực dương (+) tụ phóng qua bóng đền cực âm (-) làm bóng đèn l sáng, tụ phóng hết điện bóng đèn tắt => Nếu điện dung tụ lớn bóng đèn loé 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 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 - Phân loại tụ điện 7.1) 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 7.2) 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 hố ln ln có hình trụ Tụ hố - Là tụ có phân cực âm dương 7.3) 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 Tụ xoay sử dụng Radio - Phương pháp kiểm tra tụ điện 8.1) Đo kiểm tra tụ giấy tụ gốm Tụ giấy tụ gốm thường hỏng dạng bị dò rỉ bị chập, để phát tụ dò 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 dị C3 tụ bị chập Khi đo tụ C1 ( Tụ tốt ) kim phóng lên chút trở vị trí cũ ( 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 8.2) Đo kiểm tra tụ hoá Tụ hố bị dị hay bị chập tụ giấy, chúng lại hay hỏng dạng bị khô ( khơ 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 Nếu hai tụ phóng nạp tụ cần kiểm tra tốt, ta thấy tụ C2 phóng nạp tụ C2 bị khơ Trường hợp kim lên mà không trở tụ bị dò Chú ý : Nếu kiểm tra tụ điện trực tiếp mạch , ta cần phải hút rỗng chân tụ khỏi mạch in, sau kiểm tra - Các kiểu mắc ứng dụng 9.1 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 9.2 - 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 9.3 - 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 thông số cho sơ đồ Hai đèn báo sáng sử dụng đèn Led dấu song song với cực CE hai Transistor, ý đấu chiều âm dương ... nguyên tử P liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hố trị, ngun tử Phospho có điện tử tham gia liên kết dư điện tử trở thành điện tử tự => Chất bán dẫn lúc trở thành thừa điện tử ( mang điện. .. Transistor, IC mà ta thấy thiết bị điện tử ngày Chất bán dẫn chất có đặc điểm trung gian chất dẫn điện chất cách điện, phương diện hố học bán dẫn chất có điện tử lớp ngồi ngun tử chất Germanium ( Ge) Silicium... cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch cực G cực S ( UGS ) Khi điện áp UGS = điện trở RDS lớn, điện áp UGS > => hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS lớn điện trở RDS nhỏ Nguyên