8. Cấu trúc luận văn
2.3.2. Thiết bị Điện trở
Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong một mạch điện, hiệu điện thế giữa hai đầu của nó tỉ lệ với cường độ dòng điện qua nó theo định luật Ôm:
U = I.R
Điện trở là linh kiện được dùng nhiều nhất trong các mạch điện tử. Công dụng của nó là hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện. Cụ thể:
- Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. - Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động.
- Mắc thành cầu phân áp để được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước
- Tham gia vào các mạch tạo dao động
Người ta thường dùng dây kim loại có Điện trở suất cao hoặc dùng bột than phun lên lõi sứ để làm Điện trở
Trên thị trường có nhiều loại Điện trở khác nhau . Tùy theo mục đích sử dụng mà phân ra nhiều loại Điện trở:
+ Phân loại theo độ chính xác: Điện trở sai số 1%,5%..
+ Phân loại theo kiểu đóng vỏ: Điện trở dán, Điện trở chân cắm.. + Phân loại theo công suất chịu nhiệt loại 1/8W,1/4W,1/2W…. + Phân loại theo vật liệu: màng kim loại, màng cacbon…
+ Phân loại theo trị số: loại cố định hoặc có thể biến đổi được (gọi là biến trở hoặc chiết áp)
+ Khi đại lượng Vật lý tác động lên Điện trở làm trị số Điện trở của nó thay đổi thì được phân loại và gọi tên như sau:
Điện trở nhiệt
Điện trở biến đổi theo điện áp Quang điện trở
2.3.2.1. Các loại điện trở thường gặp, cấu tạo và chức năng của mỗi loại [21]
+ Điện trở than ép (carbon) (ảnh 1, ảnh 2): là loại Điện trở được làm bằng cách ép hỗn hợp bột than và chất kết dính thành dạng trụ hoặc thanh có vỏ bọc gốm hoặc sơn. Điện trở than ép có dải giá trị tương đối rộng ( 1Ω đến 100 MΩ), công suất 1/8W – 2W. Ưu điểm nổi bật của Điện trở than ép đó là có tính thuần trở nên được sử dụng nhiều trong phạm vi tần số thấp. Điện trở than thường được kí hiệu là CR.
+ Điện trở dây quấn (ảnh 3, ảnh 4): được chế tạo bằng cách quấn một đoạn dây không phải là chất dẫn điện tốt quanh một lõi hình trụ. Trở kháng phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn, đường kính và độ dài dây dẫn. Điện trở dây quấn có giá trị nhỏ, độ chính xác cao, chịu dòng lớn và có công suất nhiệt lớn. Tuy nhiên nhược điểm của Điện trở này là có tính dẫn điện cảm nên không được sử dụng trong các mạch cao tần mà được ứng dụng nhiều trong các mạch âm tần. Điện trở dây quấn thường được kí hiệu là WH hoặc W.
+ Điện trở màng mỏng ( điện trở film)(ảnh 5): được sản xuất bằng cách lắng đọng Cacbon, kim loại hoặc ôxit kim loại dưới dạng màng mỏng trên lõi hình trụ (lõi gốm). Điện trở màng mỏng có giá trị từ thấp đến trung bình, và có ưu điểm nổi bật là tính chất thuần điện trở nên được sử dụng trong phạm vi tần số cao, tuy nhiên có công suất nhiệt thấp và giá thành cao. Điện trở màng kim loại thường được kí hiệu là MCR, Điện trở màng cacbon kí hiệu là CF.
+ Điện trở dán (điện trở mặt) (ảnh 6, ảnh 7):- Là loại Điện trở được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán trực tiếp lên bảng mạch in, có kích thước cực nhỏ thường dùng trong những mạch đòi hỏi sự nhỏ gọn. Đặc điểm của nó là:
Công suất hoạt động (tỏa nhiệt) cực thấp: dưới 0.125W (dễ cháy nếu dùng không cẩn thận).
Độ chính xác cực cao: sai số chỉ +/- 1% trở xuống.
Giá thành cao: cao hơn điện trở thông thường khoảng 20%.
Khó mua: thường thì chỉ có những chỗ chuyên bán hàng điện tử mới có bán.
+ Biến trở (ảnh 8, ảnh 9, ảnh 10): Có cấu tạo gồm một Điện trở màng than hoặc dây quấn có dạng hình cung, có trục xoay ở giữa nối với con trượt. Con trượt tiếp xúc động với vành điện tạo nên cực thứ 3, nên khi con trượt dịch chuyển Điện trở giữa cực thứ 3 và một trong hai cực còn lại có thể thay đổi được. Biến trở được sử dụng điều khiển điện áp hoặc điều khiển cường độ dòng điện.
+ Điện trở nhiệt (ảnh 11, ảnh 12): là linh kiện có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Có 2 loại :
Điện trở nhiệt có hệ số dương: Giá trị Điện trở tăng khi nhiệt độ tăng.
Điện trở nhiệt có hệ số âm:Giá trị Điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.
Điện trở nhiệt được dùng để điều khiển cường độ dòng điện, đo hoặc điều khiển nhiệt độ: ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại, đặc biệt là tầng khuếch đại công suất hoặc là linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ.
+ Quang điện trở (ảnh 13, ảnh 14):Quang trở là linh kiện nhạy cảm với bức xạ điện từ quanh phổ ánh sáng nhìn thấy. Quang trở có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Cường độ sáng càng mạnh thì điện trở càng giảm và ngược lại. Quang trở làm bằng chất bán dẫn trở kháng cao và không có lớp tiếp giáp nào. Nó có cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện. Quang trở thường được dùng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng ( phát hiện người vào cửa tự động, điều chỉnh độ nét ở camera; tự động bật đèn khi trời tối;...). Quang điện trở được kí hiệu là LDR.
Ảnh 3 Ảnh 4
Ảnh 5 Ảnh 6
Ảnh 7 Ảnh 8
ảnh 11 ảnh 12
ảnh13 ảnh 14
Hình 2. Hình ảnh của một số loại điện trở, biến trở
2.3.2.2. Kí hiệu của điện trở trong mạch điện
Trong các sơ đồ mạch điện, người ta kí hiệu các điện trở như hình 3
a) b) c)
d) e) f)
Hình 3. Kí hiệu điện trở trong mạch điện
a)Điện trở thường. b)Điện trở công suất. c)Biến trở. d) Quang điện trở. e) Điện trở thay đổi theo nhiệt độ. f) Điện trở thay đổi theo điện áp.
Th
2.3.2.3. Các số liệu kĩ thuật của điện trở
Trị số điện trở:Cho biết mức độ cản trở dòng điện của Điện trở. Điện trở dẫn điện càng tốt thì giá trị của nó càng nhỏ và ngược lại.
Công suất định mức: công suất tiêu hao trên Điện trở mà nó có thể chịu đựng trong thời gian dài, không bị quá nóng hoặc bị cháy, đứt.
2.3.2.4. Cách mắc điện trở trong mạch điện
Có 2 cách mắc cơ bản
+ Điện trở mắc song song }
+ Điện trở mắc nối tiếp
2.3.2.5. Cách đọc trị số điện trở
Đối với điện trở thông thường:
Quy ước về màu để ghi và đọc trị số điện trở
Các vòng màu sơn trên điện trở tương ứng với các chữ số như sau
Đen Nâu Đỏ Cam vàng Xanh
lục
Xanh lam
Tím Xám Trắng
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Điện trở tương đương:
Điện trở tương đương
Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu:
Theo quy ước các vòng màu:
+ Vòng thứ nhất chỉ chữ số thứ nhất. + Vòng thứ hai chỉ chữ số thứ hai
+ vòng thứ ba chỉ những “ số không” đặt tiếp sau hai chữ số trên. + Vòng thứ tư chỉ mức sai số với các màu tương ứng như sau:
Không ghi vòng màu: sai số ±20% Ngân nhũ ( nhũ bạc): sai số ± 10% Kim nhũ ( nhũ vàng) : sai số ±5% Nâu: sai số ± 1%
Đỏ: sai số ± 2%
Xanh lục: sai số ±0,5%
Vòng số 5 là vòng cuối cùng , là vòng ghi sai số, trở 5 vòng mầu thì mầu sai số có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác định đâu là vòng cuối cùng, tuy nhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút. Đối diện vòng cuối là vòng số 1.
Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng mầu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị.
Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10( mũ vòng 4)
Có thể tính vòng số 4 là số con số không “0″ thêm vào
Đối với điện trở công suất:giá trị điện trở được ghi trên thân của điện trở Ví dụ: 10W5ΩJ →R=5Ω; P=10W
5W0Ω5J →R=0,5Ω; P=5W 5W1kΩJ →R=1kΩ; P = 5W
Điện trở dán: giá trị điện trở ghi trên thân điện trở
ví dụ: R47 → R= 0,47Ω; 4R7 → R= 4,7Ω; 47R → R = 47Ω; K47 → R = 470 Ω ; 4K7 → R = 4,7kΩ; 47k → R = 47kΩ; 471 → R = 47.101Ω; 472 → R= 47.102Ω;