Nói qua các ký hiệu linh kiện và các linh kiện bản Khái niệm về mạch điện Trong một mạch điện gồm có thành phần: (1) Nguồn điện năng, (2) Khóa điện đóng mở mạch và (3) là các dạng tải Dòng điện thực, hay dòng điện vật lý Cái thực thể quan trọng nhất tất cả các loại mạch điện, chính là dòng chảy của các hạt điện, hay là dòng điện tử Một mạch điện "sống" là mạch có dòng chảy mạch Trong hầu hết các loại mạch điện, dòng điện chính là sự chảy của các hạt điện tử, vì điện tử mang điện tích âm, nên chảy nó bị hút về cực dương của nguồn Dòng điện quy ước Do lúc phát hiện dòng điện, người ta chưa biết thật sự là cái gì chảy, và cũng quan niệm là cực dương của pin là ở mức volt cao mức volt âm và cho đồng dạng dòng điện với nước chảy từ cao xuống thấp, nên lúc đó người ta cho là dòng điện cũng chảy từ cực dương về cực âm Sau này biết dòng điện chảy mạch chính là dòng electron, người ta gọi dòng điện chảy từ cực dương về cực âm là dòng điện quy ước Và gọi dòng electron là dòng điện thực hay dòng vật lý Trong ngành điện, có nhiều dạng dòng điện, được hiểu sau: * Dòng điện electron, các electron tự không gắn với một nguyên tử nào, tập trung lại và chảy thành dòng, chúng ta có dòng điện tử Đây là dạng dòng điện thực chảy các mạch điện tử Do electron mang điện tích âm, nên nó sẽ bị hút và chảy về cực dương của nguồn * Dòng điện ly tử, các phân tử mất cân bằng điện tích sẽ trở thành các ion, có ion dương và ion âm Khi chịu tác động của điện trường, các ly tử sẽ chảy mạch, ion dương chảy về hướng cực âm và ion âm chảy về hướng cực dương, sự chảy của các ion rất chậm, vì nó nặng và có quán tính lớn Dòng điện chảy các ống đèn huỳnh quang là dòng ion * Dòng điện lô Trong các chất bán dẫn, các chổ kết nối giữa các nguyên tử mất điện tử nối sẽ để lô trống, nhờ có các lô trống này mà các điện tử nối ở lân cận có thể dời chuyển tạo ta dòng điện, người ta gọi dòng điện này là dòng lô, dòng lô là một chuyển động biểu kiến, nó chảy về hướng cực âm * Dòng điện toán học Trong tính toán các mạch điện, các nút của mạch điện, chúng ta có thể chọn chiều dòng chảy tuỳ ý Và giải toán, nếu được dòng điện có dấu âm thì chiều chảy phải là chiều ngược lại, nếu là có dấu dương chiều chảy đúng với chiều đã chọn * Dòng điện quy ước, còn gọi là dòng Franklin, chiều chảy của dạng dòng điện này là cho chảy từ cực dương về cực âm Vì lúc đó người ta tương đồng dòng điện dòng nước, nước chảy từ cao xuống thấp thì dòng điện cũng chảy từ cực dương, mức cao, về cực âm, mức thấp Tuy chiều chảy của dòng này này không đúng với bản chất của dòng điện thật, dùng quen nên hiện vẫn còn được ưa dùng Bạn nhớ đời, lượng là cái tạo công Cả nhân loại tìm những dạng lượng mới, lượng sạch Năng lượng có dạng: * Khi một vật thể nằm yên, nó có thế năng, thế là lượng xác định theo tư thế của nó, nó ở mức cao hay ở mức thấp, nằm càng cao có lượng càng lớn * Khi vật thể chuyển động, nó có động năng, động là lượng xác định theo tốc độ chuyển động của nó Động tính càng lớn, lượng càng mạnh Nhắn với Bạn: Trong các bài viết của tôi, dùng chiều chảy của dòng điện electron, nó là sự chảy thành dòng của các hạt điện tử, chảy về hướng cực dương và chảy thì mang theo lượng động tính của hạt electron Dùng dòng chảy electron, mọi giải thích vận hành mạch sẽ nhất quán suốt bài viết, rất trực quan và dễ hiểu Điện trơ Trong mạch: Điện trở là các ống dẫn điện Trong mạch, điện trở là các ống dẫn điện, nó dẫn dòng vào mạch, với các điện trở có dạng hình ống, người ta ghi sức cản dòng bằng các vòng màu Khi cằm tay một điện trở có điền Bạn cần biết là sức cản dòng của điện trở và sức chịu nóng của các điện trở * Sức cản dòng của điện trở tính theo Ohm * Sức chịu nóng của điện trở tính theo Watt Điện trở là một linh kiện rất phổ dụng, có tham số gắn với một điện trở, đó là: Điện áp Vđo hai đầu của một điện trở, cường độ dòng điện I chảy qua điện trở và sức cản dòng Ω của chính điện trở Luật Ohm cho thấy mối quan hệ của tham số này Đó là một định luật cực kỳ bản của môn Điện Tử Học mà học điện cũng phải biết tường tận Một mạch điện thường ở trạng thái: * Trạng thái mạch hoạt động, lúc này các đường mạch có mức áp V, các nhánh có dòng chảy I và các linh kiện chịu tác động của công suất W * Trạng thái mạch tắt Lúc này mạch vẫn còn có nguồn không có dòng chảy Mạch sẽ hoạt động lại đóng khóa điện * Trạng thái mạch chết, mạch đã tháo pin Trong một mạch điện có tham số trạng thái quan trọng mà chúng ta muốn biết, đó là:Mức áp V các đường mạch và cường độ dòng điện I chảy qua các linh kiện Để đo điện áp chúng ta dùng Volt kế cho mắc song song vào hai điểm đo để biết áp, đo áp dùng cách mắc song song nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch Bạn phải dùng máy đo Volt có nội trở lớn, càng lớn càng tốt Khi đo dòng chúng ta dùng Ampere kế cho mắc nối tiếp vào mạch, đo dòng dùng cách mắc nối tiếp nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch Bạn phải dùng máy đo Ampere có nội trở nhỏ, càng nhỏ càng tốt Trong mạch người ta có thể dùng điện trở để giảm dòng chảy qua tải: Cách 1: Cho mắc nội tiếp, hình, người ta dùng một điện trở nối tiếp để hạn dòng, làm giảm cường độ dòng điện chảy qua Led Cách 2: Cho mắc song song, hình, người ta dùng một điện trở mắc song song để chia dòng, làm giảm cường độ dòng điện chảy qua bóng đèn Tùy theo cách đặt đường masse, đường masse là đường có mức áp qui định là 0V Nếu đặt đường masse ở điểm giữa, chúng ta sẽ có nguồn đối xứng, +9V và -9V Với các bóng đèn giống cho mắc nối tiếp, mức áp sẽ chia đều các bóng đèn Cũng có thể dùng cách mắc các điện trở theo kiểu nối tiếp hay theo kiểu song song để tạo các điện trở đẳng hiệu có trị số Ohm theo ý muốn: Hình cho thấy cho điện trở mắc nối tiếp, chúng ta sẽ có một điện trở đẳng hiệu R = R1 + R2 Vậy cho nhiều điện trở mắc theo kiểu nối tiếp, trị của điện trở đẳng hiệu sẽ bằng tất cả các điện trở này cộng lại Nếu muốn có điện trở lớn, có thể dùng nhiều điện trở nhỏ cho mắc theo kiểu nối tiếp Hình cho thấy, cho mắc điện trở song song, chúng ta se có một điện trở đẳng hiệu R = R1xR2/ (R1+R2) Vậy cho nhiều điện trở mắc theo kiểu song song, trị nghịch đảo của điện trở đẳng hiệu sẽ bằng tổng của các nghịch đảo của các điện trở song song Nếu muốn có điện trở nhỏ, có thể dùng nhiều điện trở lớn cho mắc theo kiểu song song Các hình vẽ này cho thấy cách mắc các bòng đèn tim theo kiểu nối tiếp và theo kiểu song song Khi mắc nối tiếp thì dòng chảy qua các bóng đèn sẽ bằng và đứt một bóng thì toàn nhánh mất dòng, tất cả các bóng khác đều tắt Khi mắc song song thì mức áp các bóng đèn sẽ bằng nhau, và đứt một bóng thì các bóng khác vẫn được cấp dòng và vẫn sáng Với cách mắc nối tiếp thì mạch bị mất dòng có một linh kiện bị đứt, với cách mắc song song thì mạch sẽ bị mất áp có một linh kiện bị chạm Hình động cho thấy: Cách mắc các khóa điện theo kiểu nối tiếp và theo kiểu song song: * Ở kiểu mắc nối tiếp, thì chỉ cả khóa điện cùng kín, đèn mới sáng, chỉ cần cho hở một khóa điện thì đèn sẽ tắt Người ta định nghĩa cách mắc này là cách mắc theo logic AND * Ở kiểu mắc song song, thì chỉ cả khóa điện cùng hở, đèn mới tắt, chỉ cần cho kín một khóa điện là đèn sẽ sáng Người ta gọi cách mắc này là cách mắc theo logic OR Luật Ohm, Tử Học một định luật cực kỳ quan trọng của môn Điện Giải thích các mạch điện thực hành bản: Viết đến đây, muốn dừng lại "tâm sự" với các Bạn thích chơi môn điện tử Theo tôi, chung quanh chúng ta tồn tại thế giới, đó là thế giới thông tin và thế giới thật * Thế giới thông tin, liên quan đến thông tin có các bài viết, và liên quan đến các cách trình bày: viết bài giấy, biểu diễn bài học bằng phim ảnh, nghe giảng lớp, trao đổi kinh nghiệm với các Bạn thợ Với các phương tiện ngày một tiến bộ, các ý tưởng sẽ càng được diển đạt hấp dẫn hơn, đa dạng hơn, nhiều Bạn xem và đọc cảm thấy rất dễ hiểu, rất tường minh nó vẫn chỉ là phạm trù thuộc thế giới thông tin mà Nói vậy có nghĩa là không thể chỉ có đọc nghe hiểu là đã có thể làm được các thứ mình muốn * Thế giới thật, nó có liên quan đến đôi tay, đến công việc làm, đến các sản phẩm chính chúng ta làm Nó là thực tế của cuộc sống Do vậy, Bạn phải làm và làm cho được các thứ mà mình muốn Nếu chưa làm được và không cố gắng học làm, thì mọi thứ cũng chỉ có "trang giấy mà thôi" Cái bệnh nói nhiều mà làm không xong này, ngày nhiều Bạn trẻ dễ bị dính lắm Một lần nữa muốn nói "hãy bắt tay vào làm cho cái mình muốn, đó mới là cuộc sống thật của người chuyên viên điện tử vậy" Trong mạch này, ic 555 ráp thành mạch dao động tạo xung nhịp, tần số xung nhịp phụ thuộc vào điện trở 100K, biến trở 1M và tụ 10uF Vậy Bạn điều chỉnh biến trở sẽ làm thay đổi tần số xung nhịp Tín hiệu dạng xung lấy chân số đưa vào chân số 14 của ic 4017 Chúng ta biết ic 4017 là ic đếm hệ thập phần, môi lần có một xung vào chân số 14 thì 10 ngả sẽ nhẩy lên mức áp cao và làm sáng Led Các mức áp cao lần lượt cho các chân: (0), (1), (2), (3), 10 (4), (5), (6), (7), (8), 11 (9) Trong bảng Bạn phân phối trạng thái sáng tắt của các Led đỏ-vàng-xanh theo trình tự của đèn giao thông và dùng các diode 1N4148 gắn vào các đường để có trạng thái sáng theo bảng IC 4017 làm việc với chân số cho nối masse và chân 16 cho nối nguồn V+ Chân chống đếm 13 cho nối masse và chân 15 đặt mạch reset để môi lần mở điện, ic đếm sẽ khởi đầu từ trị số Nguyên lý làm việc của mạch này cũng giống mạch điện trên, mạch dùng ic timer 555 tạo xung nhịp, với trị của tụ 0.01uF đặt chân số 2, xung nhịp sẽ có tần số cao Xung này lấy chân số và cho vào chân 14 của ic 4017 dùng đếm hệ 10 Chúng ta bố trí Led và các diode 1N4148 tạo thành hình xúc xắt, hay hột xí ngầu, Bạn xem hình Bình thường chân số 13 cho treo lên mớc áp cao với điện trở 10K, nên nó ở trạng thái chống đếm, xung vào chân số 14 không có tác dụng đến các ngả ra, Bạn bấm nút nhấn cho chân số 13 nối masse, xung vào chân 14 sẽ làm cho các Led nhấp nháy rất nhanh, và Bạn bỏ nút nhấn thì mạch đếm dừng nhẩy và sẽ cho hiện một số, đó là: Nhất - Nhị - Tam - Tứ - Ngũ - Lục Điều này mô phỏng trò chơi nem hạt xí ngầu đĩa và mặt nào hiện hoàn toàn có tính ngẩu nhiên Cũng với ic 555 tạo xung nhịp, xung chân số và cho vào chân 14 của ic 4017 dùng đếm hệ 10, chúng ta sẽ lần lượt có mức volt cao xuất hiện các chân 3, 2, 1, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11 Chúng ta dùng các diode 1N4148 lấy xung các chân cho kích thích chân B của một transistor và dùng dòng điện chảy chân C để kích sáng một bóng đèn tim Với cách sắp xếp kiểu nhấp nháy hình trên, chúng ta sẽ có sự chớp sáng của một đèn tháp, có thể dùng đèn này làm đèn tín hiệu dùng đêm tối Mạch rất đơn giản, hội ráp thành công gần 100% Hãy thử xem! Cơ bản, mạch này cũng là mạch tạo xung nhịp, cho mức áp cao lần lượt xuất hiện các ngả 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, Trên các chân này chúng ta gắn các Led với điện trở hạn dòng, mạch dùng Led và sắp theo hình trái tim, và vậy mạch được cấp điện các Led này sẽ lần lượt phát sáng, và chúng ta sẽ có hình trái tim với các điểm sáng nhấp nháy quay vòng Dĩ nhiên Bạn cũng có thể dùng các điểm Led này sắp xếp theo các hình ảnh khác, và một chân của ic 4017 cũng có thể dùng nhiều Led Ở chợ điện tử Nhật Tảo, người ta dùng mạch này làm các đèn hào quang với các vòng Led nhấp nháy rất đẹp Mạch dùng ic 4060B đếm xung nhịp theo kiểu dợn sóng, IC này đã có mạch dao động tạo xung nhịp nên không cần đưa xung nhịp từ bên ngoài vào Tần số xung nhịp có thể điều chỉnh với biến trở 47K Chúng ta có thể dùng xung các chân 4, và có tần số xung nhịp khác để kích sáng các dãy Led nhấp nháy theo nhịp khác nhau, chúng ta dùng mức volt cao thấp các chân này để kích thích các đèn Led Với mức áp cao, dãy Led bên dưới sẽ sáng và với mức volt thấp dãy Led bên sẽ sáng Bây giờ Bạn cho bố trí các Led các hình ảnh, dùng sự nhấp nháy của các Led để làm cho hình sống động hơn, nhất là về đêm Ghi nhớ: Nếu dùng nguồn nuôi volt cao, các dãy Led Bạn nên thêm điện trở hạn dòng, không để dòng qua Led quá lớn, dễ làm hư Led hay hư ic 4060B Mạch này cũng dùng ic 4060B làm việc mạch trên, các dãy Led có nhịp nhấp nháy nhanh chậm khác lấy các chân 4, 5, cho bố trí thông Giáng sinh, nó làm cho thông thêm phần sinh động về đêm Dĩ nhiên, Bạn cũng có thể bố trí các dãy đèn Led này các vật thể khác, trang trí bàn thờ, trang trí hòn non bộ, trang trí các bảng hiệu Mạch dùng ít linh kiện nên rất tiện dụng, phải không? Phụ lục Sau là các bảng tra, giúp Bạn biết chức năng, biết công dụng của các IC logic thông dụng Tạm kết Bài viết này dành cho các Bạn mới thích chơi môn điện tử, bài viết đã quá dài, tạm dừng ở Khi có dịp chúng ta sẽ lại tiếp tục "nói về cách học điện tử cho thật lý thú, cho có hiệu quả cao nhất", Hẹn gặp Bạn các bài viết khác