L ớ p p h ủ ờ p ụ x i ớ p đ i ệ n t r ở
T ơ n h ô m ( d ạ n g t r ụ c )
Cơng thức tớnh:
Cơng thức tớnh: Ctd 1 = 1 1 C + 2 1 C +...+ Cn 1
Ctd: Điện dung tương đương của mạch điện
Cũng giống như điện trở giỏ trị của tụ điện được sản xuất theo bảng 2-1. Trong mạch mắc song song điện dung tương đương của mạch điện luụn nhỏ hơn hoặc bằng điện dung nhỏ nhất mắc trờn mạch
Vớ dụ: Cho tụ hai tụ điện mắc nối tiếp với C1= 1mF, C2= 2,2mF tớnh điện trở
tương đương của mạch điện.
Giải: Từ cơng thức tớnh ta cú: Ctd = 2 1 2 1 C C C C = 11 22,,22= 0,6875mF Mạch mắc song song: (hỡnh 2-14) Cơng thức tớnh: Ctd = C1+ C2 +...+ Cn
Ctd: Điện dung tương đương của mạch điện.
Vớ dụ: Tớnh điện dung tương đương của hai tụ điện mắc nối tiếp, Với C1= 3,3mf;
C2=4,7mF.
Giải: Từ cơng thức ta cú: Ctd = C1+ C2 = 3,3 + 4,7 = 8mF
2.3. Cỏc linh kiện khỏc cựng nhúm và ứng dụng
2.3.1.Cỏc linh kiện cựng nhúm (Tụ điện cú trị số điện dung thay đổi ) - Tụ biến đổi:
Gồm cỏc lỏ nhụm hoặc đồng xếp xen kẽ với nhau, một số lỏ thay đổi vị trớ được. Tấm tĩnh (mỏ cố định) khụng gắn với trục xoay. Tấm động gắn với trục xoay và tuỳ theo gúc xoay mà phần diện tớch đối ứng giữa hai lỏ nhiều hay ớt.
Cn C2
C1
Hình 2-13: Mạch tụ điện mắc nối tiếp
C1C2 C2 Cn
Phần diện tớch đối ứng lớn thỡ điện dung của tụ lớn, ngược lại, phần diện tớch đối ứng nhỏ thỡ trị số điện dung của tụ nhỏ. Khơng khớ giữa hai lỏ nhụm được dựng làm chất điện mơi. Tụ loại biến đổi cịn được gọi là tụ khơng khớ hay tụ xoay. Tụ biến đổi thường gồm nhiều lỏ động nối song song với nhau, đặt xen kẽ giữa những lỏ tĩnh cũng nối song song với nhau. Những lỏ tĩnh được cỏch điện với thõn tụ, cũn lỏ động được gắn vào trục xoay và tiếp xỳc với thõn tụ. Khi trục tụ được xoay thỡ trị số điện dung của tụ cũng được thay đổi theo. Người ta bố trớ hỡnh dỏng những lỏ của tụ để đạt được sự thay đổi điện dung của tụ theo yờu cầu. Khi vặn tụ xoay để cho lỏ động hoàn toàn nằm trong khe cỏc lỏ tĩnh, nhằm cú được diện tớch đối ứng là lớn nhất, thỡ tụ cú điện dung lớn nhất. Khi vặn tụ xoay sao cho lỏ động hoàn toàn nằm ngồi khe cỏc lỏ tĩnh, nhằm cú diện tớch đối ứng xấp xỉ bằng khụng, thỡ lỳc đú, tụ điện cú điện dung nhỏ nhất, gọi là điện dung sút.
Tụ xoay thường dựng trong mỏy thu thanh hoặc mỏy tạo dao động để đạt được tần số cộng hưởng.(hỡnh 2-15)
Hỡnh 2-15. Hỡnh dạng của tụ biến đổi
- Tụ tinh chỉnh hay là tụ bỏn chuẩn: thường dựng để chỉnh điện dung của tụ
điện, nhằm đạt được tần số cộng hưởng của mạch. Những tụ này thường cú trị số nhỏ và phạm vi biến đổi hẹp. Người ta chỉ tỏc động tới tụ tinh chỉnh khi lấy chuẩn, sau đú thỡ cố định vị trớ của tụ.
2.3.2.Ứng dụng :
Tụ thường được dựng làm tụ lọc trong cỏc mạch lọc nguồn, lọc chặn tần số hay cho qua tần số nào đú. Tụ cú mặt trong mạch lọc thụ động, mạch lọc tớch cực, ….Tụ liờn lạc để nối giữa cỏc tầng khuếch đại. Tụ kết hợp với một số linh kiện khỏc để tao những mạch dao động,…
Ngày nay cịn cú tụ nano để tăng dung lượng bộ nhớ nhằm đỏp ứng nhu cầu càng cao của con người.
3. Cuộn cảm.
Mục tiờu:
- Đọc đỳng trị số cuộn cảm theo qui ước quốc tế.
- Đo kiểm tra được chất lượng cuộn cảm theo giỏ trị của linh kiện.
- Thay thế, thay tương đương cuộn cảm theo yờu cầu kỹ thuật của mạch điện cụng tỏc.
3.1. Cấu tạo, phõn loại
3.1.1.Cấu tạo: Cuộn cảm gồm những vịng dõy cuốn trờn một lừi cỏch điện. Cú khi quấn cuộn cảm bằng dõy cứng và ớt vịng, lỳc đú cuộn cảm khơng cần lừi. Tựy theo tần số sử dụng mà cuộn cảm gồm nhiều vũng dõy hay ớt, cú lừi hay khơng cú lừi. Kớ hiệu : Tựy theo loại lừi, cuộn cảm cú cỏc kớ hiệu khỏc nhau.(hỡnh 2-16)
:
Hỡnh 2-16. Kớ hiệu của cuộn cảm.
Ngoài cỏch kớ hiệu như trờn cuộn cảm cú thể được kớ tự như T hay L
Cuộn cảm cú tỏc dụng ngăn cản dịng điện xoay chiều trờn mạch điện, đối với dịng điện một chiều cuộn cảm đúng vai trị như một dõy dẫn điện.
3.1.2.Phõn loại :
Cú nhiều cỏch phõn loại cuộn cảm:
Phõn loại theo kết cấu: Cuộn cảm 1 lớp, cuộn cảm nhiều lớp, cuộn cảm cú lừi khơng khớ, cuộn cảm cú lừi sắt bụi, cuộn cảm cú lừi sắt lỏ…
Phõn loại theo tần số làm việc: Cuộn cảm õm tần, cuộn cảm cao tần.. - Cuộn cảm 1 lớp lừi khơng khớ: Gồm một số vũng dõy quấn vũng nọ sỏt vũng kia hoặc cỏch nhau vài lần đường kớnh sợi dõy. Dõy cú thể cuốn trờn khung đỡ bằng vật liệu cỏch điện cao tần hay nếu cuộn cảm đủ cứng thỡ cú thể khơng cần khung đỡ mà chỉ cần hai nẹp giữ hai bờn.
dõy nhiều, nếu quấn 1 lớp thỡ chiều dài cuộn cảm quỏ lớn và điện dung ký sinh quỏ nhiều. Để kớch thước hợp lý và giảm được điện dung ký sinh, người ta quấn cỏc vũng của cuộn cảm thành nhiều lớp chồng lờn nhau theo kiểu tổ ong.
- Cuộn cảm cú lừi bột sắt từ: Để rỳt ngắn kớch thước của 2 loại trờn bằng cỏch lồng vào giữa nú một lừi ferit. Thõn lừi cú răng xoắn ốc. Hai đầu cú khớa 2 rónh. Người ta dựng 1 cỏi quay vớt nhựa để điều chỉnh lừi lờn xuống trong lịng cuộn cảm để tăng hay giảm trị số tự cảm của cuộn cảm.
- Cuộn cảm nhiều đoạn hay cuộn cảm ngăn cao tần là cuộn cảm nhiều lớp
nhưng quấn lại nhiều đoạn trờn 1 lừi cỏch điện, đoạn nọ cỏch đoạn kia vài mm. - Cuộn cảm õm tần: Cỏc vũng cảm được quấn thành từng lớp đều đặn, vũng nọ sỏt vũng kia, lớp nọ sỏt lớp kia bằng một lượt giấy búng cỏch điện, khung đỡ của cuộn dõy làm bằng bỡa pretxpan. Lừi từ là cỏc lỏ thộp Si mỏng cắt thành chữ E và I. Mỗi chữ E và I xếp lại thành một mạch từ khộp kớn. (hỡnh 2-17)
Hỡnh 2-17. Hỡnh dạng cỏc loại cuộn cảm 3.2. Cỏc tham số kỹ thuật đặc trưng của cuộn cảm
- Hệ số tự cảm (L) : là đại lượng đặc trưng cho khả năng tớch trữ năng lượng từ trường của cuộn cảm.
Đơn vị đo: Henri (H),mH ,àH.
1H= 103mH =106àH
- Dung sai của độ tự cảm: là tham số chỉ độ chớnh xỏc của độ tự cảm thực tế so với trị số danh định của nú.
. . 0 0 . .100 t t d d d d L L L −
- Hệ số phẩm chất của cuộn cảm(Q) : dựng để đỏnh giỏ chất lượng của cuộn cảm. Cuộn cảm tổn hao nhỏ dựng sơ đồ tương đương nối tiếp, cuộn cảm tổn hao lớn dựng sơ đồ tương đương song song.
- Tần số làm việc giới hạn(fg.h) : Khi tần số làm việc nhỏ, bỏ qua điện dung phõn tỏn giữa cỏc vũng dõy của cuộn cảm, nhưng khi làm việc ở tần số cao điện dung này là đỏng kể. Do đú ở tần số đủ cao cuộn cảm trở thành một mạch cộng hưởng song song. Tần số cộng hưởng của mạch cộng hưởng song song này gọi là tần số cộng hưởng riờng của cuộn dõy f0.Nếu cuộn dõy làm việc ở tần số > tần số cộng hưởng riờng này thỡ cuộn dõy mang dung tớnh nhiều hơn. Do đú tần số làm việc cao nhất của cuộn dõy phải thấp hơn tần số cộng hưởng riờng của nú.
3.3. Cỏch đọc, đo và cỏch mắc cuộn cảm.
Trong kỹ thuật cuộn cảm được quấn theo yờu cầu kĩ thuật đặt hàng hay tự quấn theo tớnh tốn nờn cuộn cảm khơng được mắc nối tiếp hay song song như điện trở hoặc tụ điện vỡ phải tớnh đến chiều mắc cỏc cuộn cảm với nhau đồng thời gõy cồng kềnh về mặt cấu trỳc mạch điện. Trừ cỏc mạch lọc cú tần số cao hoặc siờu cao trong cỏc thiết bị thu phỏt vụ tuyến.
3.3.1.Cỏch mắc cuộn cảm - Mắc nối tiếp Ltd = +L1 L2 - Mắc song song d 1 2 1 1 1 t L = L + L
3.3.2. Cỏch ghi và đọc tham số trờn cuộn cảm
+ Ghi trựctiếp: cỏch ghi đầy đủ cỏc tham số độ tự cảm L, dung sai, loại lừi cuộn cảm… Cỏch này chỉ dựng cho cỏc loại cuộn cảm cú kớch thước lớn.
+ Ghi giỏn tiếp theo qui ước : đơn vị đo là μH Quy ước theo mầu: Dựng cho cỏc cuộn cảm nhỏ
Vịng màu 1: chỉ số cú nghĩa thứ nhấ thoặc chấm thập phõn Vịng màu 2: chỉ số cú nghĩa thứ hai hoặc chấm thập phõn Vũng màu 3: chỉ số 0 cần thờm vào,
Vũng màu 4: chỉ dung sai %.
Chỳ ý :
- Bảng cỏc giỏ trị chuẩn hoỏ thường gặp của linh kiện thụ động ( ,F,H) : 1 ; 1,2 ; 1,5 ; 1,8 ; 2,2 ; 2,7 ; 3,3 ; 3,9 ; 4,7 ; 5,6 ; 6,8 ; 8,2
- Gớa trị linh kiờnh cú thể cú cỏc giỏ trị bằng giỏ trị củabảng trờn nhõn với cỏc ước số của 10 hay bội số của 10( 10-2, 10-1 ,10, 102 ,103, 104, 105, 106).
3.4. Cỏc linh kiện khỏc cựng nhúm và ứng dụng.
Cuộn cảm được ứng dụng làm micro điện động, loa điện động, rờle, biến ỏp, cuộn dõy trong đầu đọc đĩa,….Trong mạch điện tử, cuộn cảm cú thể ở mạch lọc nguồn, mạch lọc tần số, mạch dao động cộng hưởng, mạch tạo (chỉnh sửa) dạng súng, dạng xung,…
Loa ( Speaker ) : Loa là một ứn g dụng của cuộn dõy và từ trường.(hỡnh 2-18)
.Hỡnh 2-18. Loa 4Ω – 20W ( Speaker)
Cấu tạo : Gồm một nam chõm hỡnh trụ cú hai cực lồng vào nhau , cực N ở giữa và cực S ở xung quanh ,giữa 2 cực tạo thành 1 khe từ cú từ trường khỏ mạnh ,một cuộn dõy được gắn với màng loa và ddược đặt trong khe từ.Màng loa được đỡ bằng gõn cao su mềm giỳp cho màng loa cú thể dễ dàng dao động ra vào
Hoạt động:
Khi ta cho dũng điện õm tần ( điện xoay chiều từ 20Hz => 20.000Hz ) chạy qua cuộn dõy ,cuộn dõy tạo ra từ trường biến thiờn và bị từ trường cố định của nam chõm đẩy ra ,đẩy và làm cuộn dõy dao động => màng loa dao động theo và phỏt ra õm thanh .
Cấu tạo và hoạt động của Loa ( Speaker )
Chỳ ý : Tuyệt đối ta khơng được đưa dịng điện một chiều vào loa , vỡ dịng điện một chiều chỉ tạo ra từ trường cố định và cuộn dõy của loa chỉ lệch về một hướng rồi dừng lại, khi đú dịng một chiều qua cuộn dõy tăng mạnh ( do khụng cú điện ỏp cảm ứng theo chiều ngược lai ) vỡ vậy cuộn dõy sẽ bị chỏy .
Micro.(hỡnh 2-19)
Hỡnh 2-19.Micro
Thực chất cấu tạo Micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo Micro giống loa nhưng Micro cú số vũng quấn trờn cuộn dõy lớn hơn loa rất nhiều vỡ vậy trở khỏang của cuộn dõy micro loa rất lớn khoảng 600Ω (trở khoảng loa từ 4Ω - 16Ω) ngoai ra micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi cú õm thanh tỏc động vào.Loa là thiết bị để chuyển dịng điện thành õm thanh cịn micro thỡ ngược lại , Micro đổi õm thanh thành dũng điện õm tần.
RƠ LE.(hỡnh 2-20)
Rơ le cũng là một ứng dụng của cuộn dõy trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyờn lý hoạt động của Rơle là biến đổi dũng điện thành từ trường thụng qua quộn dõy, từ trường lại tạo thành lực cơ học thụng qua lực hỳt để thực hiện một động tỏc về cơ khớ như đỳng mở cơng tắc, đúng mở cỏc hành trỡnh của một thiết bị tự động .(hỡnh 2-21)
Hỡnh 2-21. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động của Rơ le Cỏch kiểm tra linh kiện thụ động
Đo điện trở Hư hỏng thường gặp:
- Tỡnh trạng điện trở đo Ω khụng lờn -> điện trở bị đứt.
- Điện trở chỏy (bị sẫm màu khú phõn biệt cỏc vịng màu và cú mựi khột) là do làm việc quỏ cụng suất quy định.
- Tăng trị số: bột than bị biến chất làm tăng. - Giảm trị số: điện trở dõy quấn bị chạm.
Biến trở :
Cỏch đo và kiểm tra:
-Hư hỏng thực tế: than đứt, bẩn, rỗ. -Đo thử: vặn thang đo Ω
-Đo cặp chõn (1-3 hay 2 chõn ngũai) đối chiếu với giỏ trị ghi trờn thõn biến trở xem cú đỳng khơng?
-Đo tiếp chõn (1-2 hay chõn ngũai và chõn giữa) dựng tay chỉnh thử xem kim đồng hồ thay đổi là tốt.
-Biến trở thay đổi giỏ trị chậm là loại biến trở tinh chỉnh. -Biến trở thay đổi giỏ trị nhanh là loại biến trở volume.
Tụ điện :
Cỏch đo kiểm tra tụ điện:
x1 tụ > 100 àF x10 10àF -> 100àF x100 1àF -> 10à F x1K 104 ->10àF x10K 102 -> 104F
Thực hiện thao tỏc đo 2 lần và cú đổi chiều đo, ta thấy:
+ Kim vọt lờn rồi trả về hết: khả năng nạp xả của tụ cũn tốt. + Kim vọt lờn 0Ω: tụ bị nối tắt (bị đỏnh thủng, bị chạm). + Kim vọt lờn nhưng trở về khơng hết: tụ bị rị.
+ Kim vọt lờn nhưng trở về lờ đờ: tụ khụ.
+ Kim khụng lờn: tụ đứt (đừng nhầm với tụ quỏ nhỏ < 1àF) - Đo núng: (ỏp chịu đựng >50V)
Đặt VOM ở thang đo VDC (cao hơn nguồn E rồi đặt que đo đỳng cực tớnh) + Kim vọt lờn rồi trở về: tốt
+ Kim vọt lờn bằng giỏ trị nguồn cấp và khụng trả về: tụ bị nối tắt. + Kim vọt lờn nhưng trở về khụng hết: tụ ró
+ Kim vọt lờn trở về lờ đờ: tụ bị khụ. + Kim khụng lờn: tụ đứt.
Tụ xoay : Dựng thang đo Rx1
- Đo 2 chõn CV rồi xoay hết vịng khơng bị rị chạm là tốt. - Đo 2 chõn CV với trục khụng chạm.
Đo thử cuộn dõy :
- Đo thử biến thế - Đo thử Rơle
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Cõu hỏi 1:
Hóy lựa chọn phương ỏn đỳng để trả lời cỏc cõu hỏi dưới đõy bằng cỏch tụ đen vào ụ vng thớch hợp:
TT Nội dung cõu hỏi a b c d
1 Điện trở cú tớnh chất gỡ?
b. Dẫn điện AC
c. Dẫn điện DC và AC.
d. Khơng cho dịng điện đi qua.
2 Trong mạch điện, điện trở làm nhiệm vụ gỡ? a.Giảm ỏp.
b.Hạn dũng. c.Phõn cực.
d. Cả ba yờỳ tố trờn.
□ □ □ □
3 Căn cứ vào đõu để phõn loại điện trở? a. Cấu tạo. b. tớnh chất. c. Cụng dụng. d. Cấp chớnh sỏc. □ □ □ □ 4 Điện trở mắc nối tớờp cú tớnh chất gỡ? a. Tăng giỏ trị b. Giảm giỏ trị
c. Giỏ trị khụng thay đổi. d. Cả ba đều sai
□ □ □ □
5 Điện trở mắc song song cú tớnh chất gỡ? a. Tăng giỏ trị
b. Giảm giỏ trị c. Tăng cụng suất d. Cả ba đều đỳng
□ □ □ □
6 Thụng thường người ta mắc điện trở song song để làm gỡ?
a. Tăng cụng suất chịu tải
b. Giảm giỏ trị điện trở trờn mạch c. Tăng diện tớch toả nhiệt trờn mạch d. Cả ba điều trờn
□ □ □ □
7 Điện trở cú thơng số kĩ thuật cơ bản nào? a. Trị số
b. Sai số c. Cụng suất d. Cả ba điều trờn
□ □ □ □
8 Biến trở trong mạch điện dựng để làm gỡ?
b. Thay đổi điện ỏp phõn cực c. Thay đổi dũng phõn cực d. Cả ba đều sai
9 Trong kĩ thuật biến trở than dựng để làm gỡ? a. Hạn chế dũng điện qua mạch b. Giảm điện ỏp cung cấp cho mạch c. Phõn cực cho mạch điện
d. Cả ba điều trờn.
□ □ □ □
10 Trong kĩ thuật biến trở dõy quấn dựn để làm gỡ? a. Hạn chế dũng qua mạch điện.
b. Giảm điện ỏp cung cấp cho mạch điện