Chủ đề 1 phân tích đặc tính linh kiện thụ động và ứng dụng của diode

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á ĐỀ THI BÀI TẬP LỚN KẾT THÚC MÔN GV đề (Ký ghi rõ họ tên) Tên Học phần: Kỹ thuật điện tử Mã học phần: ACE2206 Mã đề:01 , thời gian làm bài: tuần Lớp: DCKTN11.10 Trưởng Khoa (Ký ghi rõ họ tên) Chủ đề 1: Phân tích đặc tính linh kiện thụ động ứng dụng Diode LỜI MỞ ĐẦU Bản thảo làm với mục đích để rèn luyện kỹ nghiên cứu, tìm hiểu học hỏi,chuyên sâu “Kỹ thuật điện tử” Đời sống người ngày tiến đại hóa nhờ áp dụng loại máy móc ,thiết bị kỹ thuật cao vào sản xuất sinh hoạt đời thường Với thiết bị thơng minh có đặc điểm chung cấu thành từ nhiều loại linh kiện điện tử vô phức tạp bên lõi (như vi xử lí, bảng mạch, chuyển đổi, dây dẫn v.v) Vậy làm để người ta tạo phần tử trên? Và người ta đã vâ ̣n dụng nó vào thiết kế các thiết bị tiên tiến thế nào Để trả lời cho vấn đề trên, chúng ta cần có kiến thức chuyên sâu môn học “Kỹ thuật điện tử” giảng dạy cấp Cao đẳng, Đại học Đây môn học nghiên cứu phần tử điện phi tuyến hoạt động tích cực linh kiện bán dẫn, đặc biệt transistor, điốt, mạch tích hợp… để thiết kế mạnh điện , thiết bị, vi xử lý, vi điều khiển hệ thống điện tử khác bảng mạch Diode linh kiện bán dẫn điện tử có đặc tính dẫn điện theo chiều từ anode đến cathode khi phân cực thuận nên diode dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dịng điện chiều Ngồi Diode có nội trở thay đổi lớn, phân cực thuận RD (nối tắt), phân cực nghịch RD (hở mạch), nên Diode dùng làm cơng tắc điện tử, đóng ngắt điều khiển mức điện áp Diode chỉnh lưu dòng điện, giúp chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều, điều có ý nghĩa lớn kĩ thuật điện tử Vì Diode ứng dụng rộng rãi kỹ thuật điện điện tử Phần I PHÂN TÍCH VÀ ĐẶC TẢ YÊU CẦU THIẾT BỊ ĐO GIỚI THIỆU SƠ QUA VỀ ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG Đồng hồ vạn thiết bị đo lường điện có nhiều chức năng, nhỏ gọn dùng cho đo kiểm tra mạch điện mạch điện tử Đây dụng cụ thiếu với kỹ thuật viên điện tử nào, Đồng hồ vạn có chức : Đo điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC đo dịng điện, kiểm tra thơng mạch tiếp giáp bán dẫn Ưu điểm: đo nhanh, kiểm tra nhiều loại linh kiện, thấy phóng nạp tụ điện Nhược điểm : đồng hồ có hạn chế độ xác có trở kháng thấp khoảng 20K/Vol vây đo vào mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp 1.1 Hướng dẫn sử dụng đồng hồ vạn CÁCH ĐO ĐIỆN ÁP BẰNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG 1.1.1 Cách đo điện áp xoay chiều Bước : Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo thang AC Bước 2: Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω Bước 3: Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) Bước : Để thang AC cao điện áp cần đo nấc, Ví dụ đo điện áp AC220V ta để thang AC 250V Bước : Đặt que đo vào điểm cần đo Khơng cần quan tâm đến cực tính đồng hồ Bước : Đọc kết đo 1.1.2 Cách đo điện áp chiều Bước : Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo thang DC Bước 2: Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω Bước 3: Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) Bước : Để thang DC cao điện áp cần đo nấc, Ví dụ đo điện áp dC220V ta để thang DC 250V Bước : Đặt que đo vào điểm cần đo Ta đặt que đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn Bước : Đọc kết đo Thương hiệu: Extech – Mỹ Mã sản phẩm: EX420 Cấp xác (VDC): ±0.3% Điện áp AC: 0.1mV đến 750V Điện áp DC: 0.1mV đến 1000V Dòng điện AC: 0.1μA đến 20A Dòng điện DC: 0.1μA đến 20A Điện trở: 0.1Ω đến 40MΩ 1.1.3 CÁCH ĐO DÒNG ĐIỆN BẰNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG CÁCH ĐO DÒNG ĐIỆN BẰNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG Để đo dịng điện mạch thí nghiệm ta thực bước sau : Bước : Đặt đồng hồ vạn vào thang đo dòng cao Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ chiều dương, que đen chiều âm Nếu kim lên thấp giảm thang đo Bước 3: Đặt chuyển mạch đồng hồ thang DC.A – 250mA Bước 4: Tắt nguồn điện mạch thí nghiệm Bước 5: Kết nối que đo màu đỏ đồng hồ phía cực dương (+) que đo màu đen phía cực âm (-) theo chiều dịng điện mạch thí nghiệm Mắc đồng hồ nối tiếp với mạch thí nghiệm Bước 6: Bật điện cho mạch thí nghiệm Bước 7: Đọc kết hình LCD Chú ý đo dòng điện nhỏ giá trị thang đo cho phép 1.1.4.CÁCH SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG ĐỂ ĐO ĐIỆN TRỞ Các bước thực hiện: Bước 1: Để đồng hồ ở thang đo điê ̣n trở Ω Bước 2: Que đen cắm cổng chung COM, que đỏ cắm vào cổng V/Ω Bước 3: Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+) Bước 4: Đặt que đo vào đầu điện trở (Đo song song) Chọn thang đo cho đo điện trở cần xác định, độ lệch kim khoảng ½ thang đo Bước 5: Đo điện trở lại lần nữa, kết lần xác Bước 6: Đọc kết hiển thị Lưu ý: Không đo điện trở mạch cấp điện vậy, trước đo điện trở mạch tắt nguồn trước Khi đo điện trở nhỏ (cỡ 10kΩ), tay không tiếp xúc đồng thời vào que đo Không để đồng hồ thang đo điện trở mà đo điện áp dòng điện – đồng hồ hỏng LƯU Ý KHI SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG Bạn tuyệt đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện muốn đo điện áp xoay chiều Việc quan trọng bạn để thang đo sai làm hỏng đồng hồ vạn bạn Để nhầm thang đo dòng điện, đo vào nguồn AC, điều náy gây hỏng đồng hồ bạn Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC, làm hỏng điện trở đồng hồ đo điện vạn Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC kim đồng hồ không báo đồng hồ không ảnh hưởng Để thang DC đo áp AC đồng hồ không lên kim đồng hồ không bị hỏng Nếu để nhầm thang đo dòng điện đo điện áp DC, có khả gây hỏng đồng hồ Nếu để nhầm thang đo điện trở đo điện áp DC, đồng hồ bị hỏng điện trở bên (Nguồn: tschem.com.vn) 1.2 Hướng dẫn sử dụng máy sóng 1.2.1 Máy sóng gì? Máy sóng là thiết bị đo lường có khả đọc thay đổi tín hiệu điện theo thời gian hiển thị đồ thị Trục X biểu thị thời gian trục Y biểu thị điện áp, số trường hợp bạn xem trục Z trục hiển thị cường độ sáng cho máy sóng Các dịng dao động ký điện tử ngày cho phép bạn dễ dàng điều chỉnh tỷ lệ biểu đồ cho dễ dàng đọc số liệu phân tích nút điều khiển máy Ngồi ra, với trigger tích hợp sẵn cịn cho phép tập trung cố định hình quan sát tín hiệu bạn Ngày nay, máy sóng có nhiều dạng khác nhau: máy sóng số, máy sóng tương tự, máy sóng cầm tay, máy sóng PC, máy sóng dạng bút, máy sóng USB… Tùy vào nhu cầu sử dụng mà bạn dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp 1.2.2 Cơng dụng máy sóng Ngồi tính bản, dao động ký cịn tích hợp nhiều tính hữu ích, giúp bạn nhanh chóng xác định tần số, biên độ đặc điểm khác sóng tín hiệu Nói chung, với máy sóng dễ dàng đo thơng số đặc tính thời gian điện áp thiết bị điện tử 1.2.3 Đặc tính thời gian Tần số chu kỳ (Frequency & Period): Tần số định nghĩa số lần lặp lại dạng sóng giây chu kỳ khoảng thời gian lần lặp lại Tần số tối đa máy Oscilloscope đo khác dòng máy đại đo tần số lên đến nhiều GHz Chu kỳ xung (Duty cycle): Tỳ lệ phần trăm của thời gian sóng có kết dương âm Chu kỳ xung tỷ lệ cho bạn biết thời gian mà tín hiệu vị trí dương vị trí âm Thời gian tăng giảm sóng (Rise time & Fall time): Sóng tín hiệu khơng thể từ 0V đến 5V, cần phải có thời gian để tăng lên Thời gian sóng từ điểm thấp đến điểm cao gọi thời gian tăng dạng sóng (Rise time) ngược lại gọi thời gian giảm dạng sóng (Fall time) Những đặc điểm quan trọng việc xem xét phân tích tốc độ mạch điện có tín hiệu Đặc tính điện áp Biên độ (Amplitude): Biên độ đại lượng đo độ lớn tín hiệu. Máy sóng được tích hợp nhiều phép đo biên độ ví dụ peak-to-peak, phép đo cho bạn khả phân tích điểm khác tín hiệu mang điện áp cao điện áp thấp Điện áp tối đa tối thiểu (Maximum and minimum Voltages): Máy sóng dễ dàng cho bạn biết giá trị tối đa tối thiểu tín hiệu điện áp Giá trị trung bình điện áp (Mean and average Voltages): Máy sóng dễ dàng tính giá trị trung bình cách tính tốn dựa giá trị lớn nhỏ điện áp 1.2.4 Các bước thiết lập bắt đầu sử dụng dao động ký *Lựa chọn thiết lập que đo Trước hết, bạn phải chọn que đo phù hợp que đo bạn thường sử dụng Đối với hầu hết dạng tín hiệu, que đo thụ động theo máy hồn tồn sử dụng hoạt động tốt Tiếp theo, kết nối với dao động ký, thiết lập suy hao que đo thường sử dụng mức 10X củng lựa chọn toàn diện Nếu muốn đo tín hiệu với điện áp thấp chỉnh que đo mức 1X *Kết nối que đo mở thiết bị Kết nối đầu dò với kênh đo mà bạn muốn sử dụng (kênh kênh 2) mở thiết bị Đối với dịng máy sóng cũ cần nhiều thời gian để mở Khi máy sóng khởi động, bạn thấy đường tín hiệu biểu thị dạng sóng (tín hiệu khơng ổn định, dạng nhiễu) Lúc này, hình hiển thị giá trị thiết lập cho thời gian Volt/Div Trước tiên thực bước điều chỉnh để đưa máy sóng điện tử bạn thiết lập chuẩn Tắt kênh Đặt Coupling kênh thành DC Đặt Source Trigger kênh Thiết lập Trigger Type thành Rising edge Trigger Mode thành Auto (trái với single) Đảm bảo chọn phạm vi suy giảm que đo phù hợp cho phép đo bạn (10X, 1X) Hoặc tốt bạn tham khảo sách hướng dẫn sử dụng kèm theo máy để hiểu rõ thiết lập thiết bị *Kiểm tra que đo Kiểm tra que đo công việc cần phải làm trước sử dụng máy sóng Hầu hết thiết bị tích hợp tạo tần số phát cho phép bạn kiểm tra que đo củng kiểm tra hình, hoạt động thiết bị Bộ tạo tần số có đầu để kết nối với đầu que đo kẹp nối đất Sau kết nối hai thành phần que đo, bạn thấy xuất tín hiệu hình Tiếp theo, sử dụng nút điều chỉnh trục ngang dọc để điều chỉnh tín hiệu Xoay núm điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ tín hiệu phóng to ngược lại Hãy điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu phân tích bạn Nếu sóng chưa ổn định, xoay núm điều chỉnh Trigger Position đảm bảo vị trí Trigger khơng cao đỉnh cao tín hiệu phân tích Theo mặc định đa số máy sóng, Trigger Type đặt Edge củng lựa chọn tốt để đo dạng sóng vng *Bồi thường suy hao que đo Ban đầu, máy sóng vừa mua Việc điều chỉnh lại suy hao việc quan trọng mà bạn cần phải làm Nếu que đo đặt lại sử dụng cho chế độ 10X bạn khơng có dạng sóng vng hồn hảo lần đầu sử dụng thiết bị Thường tín hiệu bị méo mó bạn cần phải điều chỉnh lại cách sử dụng vít có sẵn que đo điều chỉnh lại Nếu sóng tín hiệu bạn chưa vng dùng vít cắm vào que đo xoay chỉnh đến tín hiệu bạn vng *Mẹo cố định, Trigger chia tỷ lệ Sau thiết lập suy hao cho que đo, việc tìm tín hiệu thực để bắt đầu thực phép đo Có thể test tín hiệu máy phát xung mạch tín hiệu Chìa khóa để dị tín hiệu tìm điểm nối đất chắn Kết nối kẹp nối đất bạn vào điểm nối đất chuẩn bị sẵn (có thể sử dây điện nhỏ trung giãn kẹp que đo điểm nối đất mạch) Tiếp đến, kết nối que đo với tín hiệu cần kiểm tra Đầu móc có que đo thiết kế với nhiều dạng khác như: dạng móc, nhọn… chọn thiết kế phù hợp với công việc bạn cho tay không cần phải cầm que đo lúc thực phép đo rãnh tay để chuẩn bị thứ khác Khi hoàn tất kết nối, tín hiệu xuất hình, bạn bắt đầu điều chỉnh thông số thời gian trục ngang trục dọc gần với “ballpark” tín hiệu Ball park: Là đưa số gần với số thật Ví dụ: Nếu bạn đo tín hiệu dạng sóng vng 5V, 1kHz, bạn nên điều chỉnh volts/div khoảng 0,5 – 1V thiết lập s/div khoảng 100µs Nếu sóng tín hiệu bạn quan sát nằm phạm vi hiển thị hình, bạn điều chỉnh lại độ phân giải dọc (Vertical position) để di chuyển lên xuống Nếu tín hiệu đo hồn tồn DC, bạn điều chỉnh mức 0V gần cuối hình Khi có tỷ lệ phân tích cần thiết bước bạn cần sử dụng Trigger Edge Triggering – nơi mà dao động ký bắt đầu quét thấy điện áp tăng (hoặc giảm) qua điểm đặt – loại trigger dễ sử dụng Sử dụng trình kích hoạt cạnh (trigger edge), cố gắng sử dụng trigger để bắt dính dạng sóng bất ổn so với tín hiệu thơng thường để tiến hành phân tích Tiếp tục điều chỉnh lại tỷ lệ sóng, vị trí trigger bạn quan sát tất thứ (tín hiệu bất thường, lỗi) mà bạn cần 1.2.5 Ứng dụng máy sóng thực tế Ứng dụng ngành điện tử – viễn thơng: – Trong viễn thơng: Máy sóng giúp xác định loại tín hiệu, tính tốn tần số dao động, biểu diễn tín hiệu mạch điện đưa kết báo cáo xác cho việc nghiên cứu dạng sóng – Trong điện tử: Bất kỳ thiết bị điện phát dao động đặc trưng Khi thiết bị hoạt động không ổn định Máy sóng dụng cụ giúp tìm dao động bất ổn từ khắc phục sửa chữa nhanh Ứng dụng giáo dục: Máy sóng đóng vai trị quan trọng việc giáo dục ngành thuộc chuyên ngành điện – điện tử Với khả nhận dạng nhiều dạng tín hiệu, kiểm tra tín hiệu làm méo, làm nhiễu, đo lường thông số dòng điện, kỹ thuật điện tử… Oscilloscope thiết bị đo lường thiếu giúp cho học viên dễ dàng hình dung, thực hành, giúp dễ dàng cho trình xin việc Ứng dụng y học: Với sensor chuyển đổi thích hợp Oscilloscope cịn cho phép bạn đo sóng não, điện tim đồ thiết bị quan trọng khám chữa bệnh Ứng dụng công việc kiểm tra bảo trì sửa chữa: thiết bị điện sửa chữa tơ… (Nguồn:donghovannangldc.wordpress.com) Phần II PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH LINH KIỆN 2.1 Điện trở 2.2 Tụ điện 2.3 Cuộn cảm 2.4 Máy biến áp 2.5 Diode 2.1 Điện trở * Khái niệm: Điện trở đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện Chính thế, sử dụng điện trở cho mạch điện phần lượng điện bị tiêu hao để trì mức độ chuyển dời dòng điện * Chức : dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu, hạn chế cường độ dòng điện chảy mạch, dùng để chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động transistor, tiếp điểm cuối đường truyền điện có nhiều ứng dụng khác * Phân loại: +Theo công xuất : Điện trở thường : điện trở có cơng xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Điện trở cơng xuất : điện trở có cơng xuất lớn từ 1W, 2W, 5W, 10W Điện trở sứ, điện trở nhiệt : điện trở công xuất , điện trở có vỏ bọc sứ, hoạt động chúng toả nhiệt +Theo chất liê ̣u , cấu tạo : Điện trở cacbon Điện trở màng hay điện trở gốm kim loại Điện trở dây quấn Điện trở film Điện trở bề mặt Điện trở băng *Cách đọc giá trị điện trở: + Cách đọc trực tiếp: Thường ghi chữ R, K, M Chữ R ứng với đơn vị , chữ K ứng với đơn vị K, chữ M ứng với đơn vị M Vị trí chữ thể chữ số thập phân, giá trị số thể giá trị điện trở Ví dụ: 3M3  R= 3,3 M 3K9  R= 3,9 K Nếu có chữ số thường số thứ biểu thị số luỹ thừa 10 Ví dụ: 472R  R= 47.102  Đặc biệt chữ số thứ số giá trị thực điện trở Ví dụ: 330R  R = 330  Quy ước sai số: B = 0,1%, C = 0,25%, D = 0,5%, F = 1%, G = 2%, H = 2,5%, J = 5%, K = 10%, M = 20% Ví dụ: 8K2J  R = 8,2K  5% +Cách đọc gián tiếp : chúng ta đọc mã vạch màu có điê ̣n trở , vạch đầu là số ghi giá trị, vạch thứ là số mũ của 10, vạch thứ cách xa sang bên phải là dung sai Màu qui định các mã sau: Đen (0); Nâu (1); Đỏ (2); Cam (3); Vàng (4); Lục (5); Lam (6); Tím (7); Xám(8) và Trắng (9) Ví dụ điê ̣n trở có mã vạch gồm vạch liên tiếp từ trái qua phải là Nâu – Đỏ – Đỏ thì giá trị của nó là 12.102=1,2KΩ * Ứng dụng thực tế : 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 Mắc điện trở thành cầu phân áp để có điện áp theo ý muốn từ điện áp cho trước Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động Tham gia vào mạch tạo dao động R C sử dụng NE555 * Cách kiểm tra hư hỏng và khắc phục: -Đặt đồng hồ vạn thang đo Olm (lựa chọn thang đo cho phù hợp) đặt hai que đo đồng hồ vào hai chân điện trở (không trạm hai tay vào hai chân điện trở tiến hành đo) - Nếu kim đồng hồ nhích lên giá trị xấp xỉ giá trị ta đọc thân (sai số ta cần thay thế điê ̣n trở nếu có dấu hiê ̣u bị đứt và châ ̣p cháy 2.2 Tụ điện: - Khái niệm: linh kiện điện tử thụ động bao gồm hai mặt dẫn điện gọi khung, phân cách chất cách điện, gọi điện mơi (khơng khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh ) -Chức năng: Tụ điện hiểu linh kiện điện tử có khả lưu trữ lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu Tụ điện cịn có vai trò lọc điện áp xoay chiều thành điện áp chiều phẳng cách loại bỏ pha âm => Nguyên lý tụ lọc nguồn Cho điện áp xoay chiều qua ngăn điện áp chiều lại, tụ sử dụng để truyền tín hiệu tầng khuyếch đại có chênh lệch điện áp chiều Với điện AC (xoay chiều) tụ dẫn điện cịn với điện DC (một chiều) tụ lại trở thành tụ lọc -Phân loại: +Tính chất lí hóa tụ điện chia thành: Tụ điện phân cực: Đây tụ điện có đầu, chúng thường tụ hóa học tụ tantalium Loại tụ thường có trị số lớn dùng mạch có tần số thấp dùng để lọc nguồn Tụ điện khơng phân cực: Đây loại tụ khơng có quy định cực tính Tụ có điện dung nhỏ dùng nhiều mạch điện có tần số cao mạch lọc nhiễu Tụ điện hạ áp cao áp Tụ lọc tụ liên tầng Tụ điện tĩnh tụ điện động Tụ xoay có khả thay đổi giá trị điện dung +Xét theo dạng thức ta chia tụ điện sau: Có hai loại tụ tụ giấy, tụ gốm tụ hóa hay số loại gặp tụ mica màng mỏng, tụ bạc mica, tụ siêu hóa,… Tụ gốm: loại tụ làm ceramic, phía bên ngồi có bọc keo nhuộm màu Tụ giấy: có cực nhôm điện môi giấy tẩm dầu cách điện -Cách đọc giá trị: +Cách 1: Đọc trực tiếp giá trị ghi thân +Cách 2: Đọc theo quy luật bội số VD: 103 = 10 x 1000 pF = 10000pF 33 = 33pF, 242 = 24 x 100 pF = 2400 pF +Cách 3: Đọc theo quy luật màu (Đọc giống điện trở) -Ứng dụng thực tế : Tụ điện linh kiện điện tử thiếu bo mạch điều khiển từ công nghiệp đến dân dụng : Tivi, tủ lạnh, máy giặt,… Để khởi động – động pha bắt buộc phải dùng tụ điện để kích hoạt motor Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta chọn tụ điện thích hợp Gồm có tụ ngậm tụ đề Bên máy hàn điện tử sử dụng tụ điện nhiều dùng nạp phóng điện mạch khuếch đại Để làm nóng chảy kim loại cần dịng điện lớn, máy hàn tăng dòng điện lõi kim loại dây đồng Nhược điểm tiêu thụ điện cao, trọng lượng nặng Ứng dụng tụ điện thực tế lớn việc áp dụng thành công nguồn cung cấp lượng, tích trữ lượng -Kiểm tra hư hỏng và cách khắc phục: +Đặt đồng hồ nấc thang đo điện trở (x1, x10) đặt hai que đo vào hai chân tụ (đảo chiều đo tương tự), quan sát kim đồng hồ +Nếu kim đồng nhích lên cao trở từ từ với hai lần đo tụ cịn tốt +Nếu kim đồng nhích lên cao khơng trở tụ bị chập +Nếu kim đồng nhích lên cao trở dựt dựt tụ bị khô +Nếu kim khơng đồng nhích tụ bị đánh thủng => cách khắc phục: thường xuyên kiểm tra nguồn điê ̣n áp cấp cho tụ, nếu tụ hỏng cần thay tụ mới với thông số phù hợp 2.3 Cuộn cảm: - Khái niệm: Cuộn dây linh kiện có khả cảm ứng điện từ Cuộn dây gồm vòng dây quấn cốt chất cách điện có lõi khơng lõi tuỳ theo tần số làm việc -Chức năng: Tác dụng cuộn cảm mạch điện để dẫn dòng điện chiều để tạo thành mạch cộng hưởng ghép cuộn cảm nối tiếp song song với tụ điện Ngồi cịn có tác dụng chặn dịng điện cao tần mạch điện -Phân loại: Cuộn cảm lõi sắt Cuộn cảm lõi sắt từ Cuộn cảm lõi sắt bụi Cuộn cảm lõi Ferarit Cuộn cảm lõi khơng khí -Cách đọc giá trị: +Tương tự điện trở, giới có số loại cuộn cảm có cấu trúc tương tự điện trở Quy định màu cách đọc màu tương tự điện trở +Tuy nhiên, giá trị cuộn cảm thường linh động yêu cầu thiết kế mạch cuộn cảm thường tính tốn quấn theo số vịng dây xác định Với loại dây, với loại lõi khác giá trị cuộn cảm khác -Ứng dụng thực tế: Loa: Khi dòng điện âm tần qua cuộn cảm loa tạo từ trường biến thiên Lúc từ trường nam châm đẩy làm cuộn dây dao động làm mang loa gắn với dao động theo phát âm Micro: Âm micro thu chuyển thành dòng điện, màng micro có cấu tạo mỏng để âm tác động vô chúng dễ dàng dao động Relay: Cuộn cảm relay biến dòng điện qua thành từ trường Từ từ trường tạo thành lực hút tác động khiến lực học đóng mở công tắc,… Máy biến áp: Cuộn cảm đưa điện áp quấn quanh lõi biến áp Motor: nhằm biến đổi điện thành -Cách kiểm tra và khắc phục: +Kiểm tra cuô ̣n cảm bằng đồng hồ vạn với chức đo Ohm của điê ̣n trở: nếu đo được điê ̣n trở rất thấp chỉ với vài ohm tức là cuô ̣n cảm còn tốt Nếu đo được điê ̣n trở của cuô ̣n cảm rất cao thì nó đã bị hư và cần được thay thế +Nếu đo được giá trị của điê ̣n trở cực kì nhỏ, nhỏ ohm ( rất gần với ohm), thì có thể là mô ̣t dấu hiê ̣u cho thấy nó đã bị ngắn mạch Thường thì cuô ̣n cảm sẽ có giá trị đo khoảng mô ̣t vài ohm, lớn 1Ω và thường nhỏ 10Ω, là khoảng phù hợp cho giá trị tự cảm Nếu nằm ngoài khoảng này thì cho thấy cuô ̣n cảm bị hư và cần thay thế 2.4 Máy biến áp -Khái niê ̣m: Biến áp thiết bị điện từ tính dùng từ trường để biến đổi lượng điện hệ thống dịng điện xoay chiều có điện áp U1sang hệ thống dịng điện xoay chiều có điện áp U2, với tần số không đổi -Chức năng: Máy biến áp dùng để tăng điện áp từ máy phát điện lên đường dây tải điện xa,và giảm điện áp cuối đường dây để cung cấp cho tải.Ngồi ra, chúng cịn dùng lò nung, hàn điện, đo lường làm nguồn điện cho thiết bị điện, điện tử -Phân loại: Theo cấu tạo ta phân chia thành máy biến áp pha máy biến áp ba pha Theo chức có máy biến áp hạ máy biến áp tăng Theo cách thức cách điện: máy biến áp lõi dầu, máy biến áp lõi khơng khí,… Theo mối quan hệ cuộn dây ta chia thành biến áp tự ngẫu biến áp cảm ứng Theo nhiệm vụ: máy biến áp điện lực, máy biến áp cho dân dụng, máy biến áp hàn, máy biến áp xung,… -Ứng dụng thực tế: Máy biến áp chuyển đổi hiệu điện theo giá trị mong muốn Trong truyền tải điện với khoảng cách xa, hiệu điện cao mức độ hao hụt giảm Ngồi cịn có máy biến có cơng suất nhỏ máy biến áp ( ổn áp) dùng để ổn định điện áp nhà, hay cục biến cục sạc, sử dụng thiết bị điện với hiệu điện nhỏ -Kiểm tra hư hỏng và khắc phục: +Chúng ta Kiểm tra máy biến áp đồng hồ vạn điện tử : Chuẩn bị trước đo điện áp mạch điện Tắt nguồn điện cấp vào mạch Tháo vỏ bọc nắp đậy để tiếp cận mạch điện bên máy biến áp Tìm mua đồng hồ đa điện tử (DMM) để đo điện áp DMM có bán cửa hàng điện nước hay cửa hàng kim khí Nói chung cần kết nối đầu đo DMM với đầu vào máy biến áp để xác minh xem cuộn sơ cấp máy có bị ngắn mạch hay không Sử dụng cách tương tự để kiểm tra mạch thứ cấp máy biến áp Xác định đầu vào máy biến áp Trước tiên, bạn cấp điện vào máy Sử dụng DMM chế độ xoay chiều để đo dòng diện cuộn sơ cấp Nếu số đo 80% điện áp dự kiến 10 lỗi nằm máy biến áp hay mạch điện cấp điện cho cuộn sơ cấp Trong trường hợp đó: Tách máy biến áp khỏi mạch đầu vào Kiểm tra mạch đầu vào DMM Nếu dòng điện đầu vào đạt tới giá trị dự kiến cuộn sơ cấp máy biến áp hỏng Nếu dịng điện đầu vào khơng đạt tới giá trị dự kiến vấn đề khơng nằm máy biến áp mà mạch điện đầu vào Nguồn điện vào máy biến áp ký hiệu cách dán nhãn, đầu vào làm hai dây trắng đen Nếu máy biến áp có cầu nối, đầu vào ký hiệu chữ L đại diện cho dịng điện nóng, chữ L đại diện cho dòng trung hòa Đầu máy biến áp phía tạo điện áp thấp Đo điện áp thứ cấp đầu máy biến áp Nếu khơng có lọc hay chuyển đổi gắn mạch điện thứ cấp bạn dùng chế độ xoay chiều (AC) DMM để đo điện áp đầu Ngược lại, bạn dùng thang đo DC DMM Nếu khơng có điện áp mạch thứ cấp máy biến áp, lọc hay chuyển đổi bị hỏng Kiểm tra riêng lọc chuyển đổi Nếu việc kiểm tra lọc chuyển đổi khơng cho thấy vấn đề chứng tỏ máy biến áp hỏng -Khắc phục sự cớ ở MBA: Tìm hiểu ngun nhân gốc rễ vấn đề Sự cố máy biến áp thường dấu hiệu nguyên nhân khác bắt nguồn mạch điện Máy biến áp thường có tuổi thọ dài tự nhiên cháy Theo dõi máy biến áp thay Nếu nguyên nhân khiến máy biến áp ngắn mạch phát sinh từ mạch điện, nhiều khả máy biến áp tiếp tục cháy Sau thay máy biến áp mới, theo dõi để đảm bảo việc không xảy Nếu hư hỏng tiếp tục xảy ra, bạn cần tiến hành phép kiểm tra khác.Máy biến áp tải thường tạo âm rắc Nếu bạn nghe thấy âm phải ngắt điện đầu vào để tránh bị cháy Xác minh tình trạng cầu chì bên ngồi cần Nếu máy biến áp có cầu chì bên có lẽ khơng có cầu chì đường dây dẫn tới máy biến áp Ngược lại, cầu chì lắp đường dây cấp điện vào máy biến áp Kiểm tra để đảm bảo cầu chì hoạt động tốt thay bị hỏng.Cầu chì hóa đen, nóng chảy biến dạng dấu hiệu hư hỏng rõ ràng Bạn cần thay được.Một số trường hợp, khó để đánh giá cầu chì cịn hoạt động tốt hay khơng Gắn DMM vào cầu chì cách kết nối đầu đo với phía cầu chì Nếu có dịng điện chạy qua cầu chì cịn tốt Kiểm tra tình trạng tải cuộn thứ cấp Một số trường hợp, cuộn thứ cấp máy biến áp rút nhiều điện gây ngắn mạch Nếu bạn sử dụng máy biến áp nhiều đầu DMM hiển thị “OL” cuộn thứ cấp, cuộn thứ cấp bị ngắn mạch.Kiểm tra điều cách gắn cuộn thứ cấp vào mạch điện dùng DMM kiểm tra mạch thứ cấp Nếu giá trị đo cao định mức ampe máy biến áp dịng điện bị rút qua q nhiều.Các máy biến áp phổ biến có cầu chì Định mức ampe cầu chì máy biến áp dán nhãn máy biến áp, ghi sơ đồ mạch điện Tháo mạch điện đầu vào mạch điện đầu để xác định nguyên nhân hư hỏng Đối với cầu chì tuyến tính, bạn có đầu vào đầu Trong trường hợp này, vấn đề phát sinh từ mạch điện đầu vào mạch điện đầu Đối với loại cầu chì phức tạp bạn tháo mạch điện đầu vào mạch điện đầu để xác định xem phần mạch tổng gây ngắn mạch 11 2.5 Diode - Diode bán dẫn (gọi tắt diode) loại linh kiện bán dẫn chỉ cho phép dịng điện qua theo chiều mà khơng theo chiều ngược lại Có nhiều loại diode bán dẫn, như diode chỉnh lưu thơng thường, diode Zener, LED Chúng có ngun lý cấu tạo chung khối bán dẫn loại P ghép với khối bán dẫn loại N và nối với chân là anode và cathode - Diode là linh kiện bán dẫn đầu tiên Khả chỉnh lưu tinh thể nhà vật lý người Đức Ferdinand Braun phát năm 1874 Diode bán dẫn phát triển vào khoảng năm 1906 làm từ tinh thể khoáng vật như galena Ngày hầu hết diode làm từ silic, chất bán dẫn khác như Selen hoặc Germani thỉnh thoảng sử dụng - Diode bán dẫn, loại sử dụng phổ biến nay, mẫu vật liệu bán dẫn kết tinh với cấu trúc p-n nối với hai chân là anode và cathode - Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự mang điện tích dương nên ghép với khối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) lỗ trống có xu hướng chuyển động khuếch tán sang khối N Cùng lúc khối P lại nhận thêm điện tử (điện tích âm) từ khối N chuyển sang Kết khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống dư thừa điện tử) khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử dư thừa lỗ trống) - Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, số điện tử bị lỗ trống thu hút chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với tạo thành nguyên tử trung hịa Q trình giải phóng lượng dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó) Điện áp tiếp xúc hình thành Sự tích điện âm bên khối P dương bên khối N hình thành một điện áp gọi điện áp tiếp xúc (UTX). Điện trường sinh điện áp có hướng từ khối n đến khối p nên cản trở chuyển động khuếch tán sau thời gian kể từ lúc ghép khối bán dẫn với trình chuyển động khuếch tán chấm dứt tồn điện áp tiếp xúc Lúc ta nói tiếp xúc P-N trạng thái cân Điện áp tiếp xúc trạng thái cân khoảng 0.7V diode làm bán dẫn Si và khoảng 0.3V diode làm bán dẫn Ge - Điệp áp ngược chiều điện áp tiếp xúc tạo dòng điện Hai bên mặt tiếp giáp vùng điện tử lỗ trống dễ gặp nên trình tái hợp thường xảy vùng hình thành nguyên tử trung hịa Vì vùng biên giới hai bên mặt tiếp giáp hạt dẫn điện tự nên gọi là vùng nghèo (depletion region) Vùng không dẫn điện tốt, điện áp tiếp xúc cân điện áp bên Đây cốt lõi hoạt động diode Nếu đặt điện áp bên ngược với điện áp tiếp xúc, khuếch tán điện tử lỗ trống không bị ngăn trở điện áp tiếp xúc vùng tiếp giáp dẫn điện tốt Nếu đặt điện áp bên chiều với điện áp tiếp xúc, khuếch tán điện tử lỗ trống bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt điện tự Nói cách khác diode cho phép dịng điện qua đặt điện áp theo hướng định - Điệp áp chiều điện áp tiếp xúc ngăn dòng điện Diode dẫn điện theo chiều từ anode sang cathode Theo ngun lý dịng điện chảy từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp, muốn có dịng điện qua diode theo chiều từ nơi có điện cao đến nơi có điện thấp, cần phải đặt ở anode một điện cao ở cathode Khi ta có UAK > ngược chiều với điện áp tiếp xúc (Utiếp xúc) Như muốn có dịng điện qua diode điện trường UAK sinh phải mạnh điện trường tiếp xúc, tức là: UAK >UTX Khi phần điện áp UAK dùng để cân với điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V), phần lại dùng để tạo dòng điện thuận qua diode Khi UAK > 0, ta nói diode phân cực thuận dịng điện qua diode lúc gọi dịng điện thuận (thường ký hiệu IF tức I-FORWARD ID tức I-diodeE) Dịng điện thuận có chiều từ anode sang cathode 12 Khi UAK đã đủ cân với điện áp tiếp xúc diode trở nên dẫn điện tốt, tức điện trở diode lúc thấp (tầm khoảng vài chục Ohm) Do phần điện áp để tạo dòng điện thuận thường nhỏ nhiều so với phần điện áp dùng để cân với Utiếp xúc Thông thường phần điện áp dùng để cân với Utiếp xúc cần khoảng 0.6V phần điện áp tạo dòng thuận khoảng 0.1V đến 0.5V tùy theo dòng thuận vài chục mA hay lớn đến vài Ampere Như giá trị UAK đủ để có dịng qua diode khoảng 0.6V đến 1.1V Ngưỡng 0.6V ngưỡng diode bắt đầu dẫn UAK = 0.7V dịng qua diode khoảng vài chục mA Nếu diode cịn tốt khơng dẫn điện theo chiều ngược cathode sang anode Thực tế tồn dòng ngược diode bị phân cực ngược với hiệu điện lớn Tuy nhiên dòng điện ngược nhỏ (cỡ μA) thường không cần quan tâm ứng dụng công nghiệp Mọi diode chỉnh lưu không dẫn điện theo chiều ngược điện áp ngược lớn (VBR ngưỡng chịu đựng diode) diode bị đánh thủng, dòng điện qua diode tăng nhanh đốt cháy diode Vì sử dụng cần tuân thủ hai điều kiện sau đây: Dòng điện thuận qua diode không lớn giá trị tối đa cho phép (do nhà sản xuất cung cấp, tra cứu tài liệu hãng sản xuất để xác định) Điện áp phân cực ngược (tức UKA) không lớn VBR (ngưỡng đánh thủng diode, nhà sản xuất cung cấp) Ví dụ diode 1N4007 có thông số kỹ thuật hãng sản xuất cung cấp sau: VBR=1000V, IFmax = 1A, VF¬ = 1.1V IF = IFmax Những thơng số cho biết: Dịng điện thuận qua diode không lớn 1A Điện áp ngược cực đại đặt lên diode không lớn 1000V Điện áp thuận (tức UAK) tăng đến 1.1V dòng điện thuận 1A Cũng cần lưu ý diode chỉnh lưu nói chung UAK = 0.6V diode bắt đầu dẫn điện UAK = 0.7V dịng qua diode đạt đến vài chục mA Đặc tuyến Volt-Ampere Đặc tuyến Volt-Ampere diode bán dẫn lý tưởng Đặc tuyến Volt-Ampere diode đồ thị mô tả quan hệ dòng điện qua diode theo điện áp UAK đặt vào Có thể chia đặc tuyến thành hai giai đoạn: Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V > mơ tả quan hệ dịng áp diode phân cực thuận Giai đoạn ứng với UAK = 0.7V < mô tả quan hệ dòng áp diode phân cực nghịch (UAK lấy giá trị 0,7V với diode Si, với diode Ge thông số khác) Khi diode phân cực thuận và dẫn điện thì dịng điện chủ yếu phụ thuộc vào điện trở của mạch ngồi (được mắc nối tiếp với diode) Dịng điện phụ thuộc vào điện trở thuận diode điện trở thuận nhỏ, thường khơng đáng kể so với điện trở mạch điện Ứng dụng Vì diode có đặc tính dẫn điện theo chiều từ anode đến cathode khi phân cực thuận nên diode dùng để chỉnh lưu dịng điện xoay chiều thành dịng điện chiều 13 Ngồi diode có nội trở thay đổi lớn, phân cực thuận RD (nối tắt), phân cực nghịch RD (hở mạch), nên diode dùng làm công tắc điện tử, đóng ngắt điều khiển mức điện áp Diode chỉnh lưu dòng điện, giúp chuyển dòng điện xoay chiều thành dịng điện chiều, điều có ý nghĩa lớn kĩ thuật điện tử Vì diode ứng dụng rộng rãi kỹ thuật điện điện tử Ký hiệu điện tử Ký hiệu điện tử dùng để diode trong sơ đồ mạch để loại diode khác Diode   Diode phát sáng (đèn LED)   Diode quang (Photodiode)   Diode Schottky (Schottky diode)   Diode hạn xung hai chiều (TVS)   Diode tunnel   Diode biến dung (Varicap)   Diode Zener 14 (Nguồn: wikipedia.org) 15 Kết Luận KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Với đề tài phân tích đặc tính linh kiện thụ động ứng dụng Diode đã giúp cho người đọc hiểu thêm về cách sử dụng đồng hồ vạn và cách sử dụng nó cho viê ̣c đo đạc, kiểm tra mô ̣t số loại linh kiê ̣n điê ̣n tử thụ đô ̣ng quen thuô ̣c cuô ̣c sống - Về mặt hạn chế, ảnh hưởng dịch COVID-19 điều kiện chuẩn bị còn có nhiều hạn chế nên quá trình thu thâ ̣p thông tin vẫn xảy nhiều thiếu sót Bên cạnh viê ̣c kiểm tra và khắc phục sự cố hư hỏng các linh kiê ̣n điê ̣n tử thực tế không chỉ phủ thuô ̣c vào các số liê ̣u mà còn phụ thuô ̣c vào môi trường làm viê ̣c và đô ̣ chính xác của thiết bị đo Đa số các thông tin bài đều được tham khảo và chọn lọc các trang mạng, wiki nên vẫn có thể xảy nhiều sai sót - Để đề tài mở rộng, phát triển cần nhiều ví dụ hình ảnh minh họa thực tế Song trải nghiệm thực tế, trực tiếp thực hành, đo đạc kiểm tra linh kiện điện tử đồng hồ vạn kiến thức lớp trở nên dễ hiểu, dễ truyền đạt 16 ... II PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH LINH KIỆN 2 .1 Điện trở 2.2 Tụ điện 2.3 Cuộn cảm 2.4 Máy biến áp 2.5 Diode 2 .1 Điện trở * Khái niệm: Điện trở đặc trưng cho tính chất cản trở dịng điện Chính thế, sử dụng. .. wikipedia.org) 15 Kết Luận KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Với đề tài phân tích đặc tính linh kiện thụ động ứng dụng Diode đã giúp cho người đọc hiểu thêm về cách sử dụng đồng hồ...   Diode Schottky (Schottky diode)   Diode hạn xung hai chiều (TVS)   Diode tunnel   Diode biến dung (Varicap)   Diode Zener 14 (Nguồn: wikipedia.org) 15 Kết Luận KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ