Chương 1 LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ĐIỆN TRÒ - TỤ ĐIỆN - CUỘN CẢM Biết được cấu tạo, kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của các linh kiện điện tử cơ bản : điện trở, tụ điện, cuộn cảm. Mạch điện tử được cấu tạo bởi hai loại linh kiện chính là linh kiện thụ động và linh kiện tích cực. Linh kiện thụ động bao gồm : điện trở, tụ điện, cuộn cảm... Linh kiện tích cực bao gồm : điôt, tranzito, tirixto, triac, IC.. - ĐIỆN TRỞ (R) Công dụng, câ'u tạo, phân loại, kí hiệu Công dụng 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. Cấu tạo Người ta thường dùng dây kim loại có điện trở suất cao hoặc dùng bột than phun lên lõi sứ để làm điện trở. Hình dạng một số loại điện trở cho trên hình 2 - 1. Phân loại Điện trở được phân loại theo : Công suất : công suất nhỏ, công suất lớn. Trị số : loại cố định hoặc có thể biến đổi (gọi là biến trở hoặc chiết áp). Khi đại lượng vật lí 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 (thermixto) có hai loại : Hệ số dương : khi nhiệt độ tăng thì R tăng. Hệ số âm : khi nhiệt độ tăng thì R giảm. + Điện trở biến đổi theo điện áp (varixto) : khi u tăng thì R giảm. + Quang điện trở : khi ánh sáng rọi vào thì R giảm. Một số loại điện trỗ công suất Một số loại chiết áp (Biến trở) Hình 2—1. Hình dạng một sô'loại điện trở, chiết áp Kí hiệu Trong các sơ đồ mạch điện, người ta kí hiệu các điện trở như hình 2-2. a) b) c) d) e) Hình 2—2. Kí hiệu điện trở trong mạch điện a) Điện trở cố định ; h) Biến trở ; c) Điện trở nhiệt ; d) Điện trở hiến đổi theo điện áp ; e) Quang điện trở. Các số liệu kĩ thuật của điện trở Trị sổ điện trở: cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở. Đơn vị đo là ôm (Q). 1 kilô ôm (kíl) = 103 íì (viết tắt là 1K). 1 mêga ôm (Mfì) = 106 (viết tắt là IM). Công suất định mức : là công suất tiêu hao trên điện trở mà nó có thể chịu đựng được trong thời gian dài, không bị quá nóng hoặc bị cháy, đứt. Đơn vị đo là oát (W). Một điện trở có thông sô': 2 K, 1 w. Em hãy giải thích các thông số đó. - TỤ ĐIỆN (C) Công dụng, câ'u tạo, phân loại, kí hiệu Công dụng Tụ điện có tác dụng ngăn cách dòng điện một chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua. Khi mắc phối hợp với cuộn cảm sẽ hình thành mạch cộng hưởng. Cấu tạo Tụ điện là tập hợp của hai hay nhiều vật dẫn ngăn cách nhau bởi lớp điện môi. Phân loại Người ta căn cứ vào vật liệu làm lớp điện môi giữa hai bản cực để phân loại và gọi tên các tụ điện như : tụ xoay, tụ giấy, tụ mica, tụ gốm, tụ nilon, tụ dầu, tụ hoá (hình 2 - 3). Tụ hoá Tụ điện phân cực tantan Hình 2-3. Hình dạng một sô'toại tụ điện Tụ xoay đ) Kí hiệu Trên sơ đồ mạch điện, người ta kí hiệu các tụ điện như hình 2-4. —II 4^- a) b) c) d) Hình 2-4. Kí hiệu các tụ điện a) Tụ cố định ; h) Tụ hiến đổi hoặc tụ xoay ; c) Tụ hán chỉnh hoặc tụ tinh chỉnh ; d)Tụ hoá. Các số liệu kĩ thuật của tụ điện ■ ■ ■ ■ Trị sô' điện dung : cho biết khả năng tích luỹ năng lượng điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ đó. Đơn vị đo là fara (F). Trong thực tế, người ta thường dùng các ước số của fara : 1 micro fara (pF) = 10 “6 F. 1 nanô fara (nF) = 10 ~9F. 1 picô fara (pF) = 10 _12 F. Điện áp định mức (U) : là trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực của tụ điện mà vẫn đảm bảo an toàn, tụ không bị đánh thủng. Riêng tụ hoá, khi mắc vào mạch nguồn điện phải đặt đúng chiều điện áp : cực dương của tụ về phía cực dương của nguồn, cực âm của tụ về phía cực âm của nguồn. Ớ trong mạch điện, cực dương của tụ hoá phải mắc vào nơi có điện áp cao hơn. Nếu mắc ngược chiều sẽ làm hỏng tụ hoá. Dung kháng của tụ điện (Xc) : là đại lượng biểu hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó. V , - 1 c 2rcfC Trong đó : Xc : dung kháng, tính bằng.ôm (O) f : tần số của dòng điện qua tụ, tính bằng hec (Hz) c : điện dung của tụ điện, tính bằng fara (F). Nhận xét: Nếu là dòng điện một chiều (f = 0 Hz), lúc này Xp = 4 = °° Q • ' 0 Tụ điện cản trở hoàn toàn, không cho dòng điện một chiều chạy qua. - Nếu là dòng điện xoay chiều, tần số f càng cao thì dung kháng Xc càng thấp. Như vậy, dòng điện có tần số càng cao, qua tụ điện càng dễ. Người ta cũng dùng tụ điện để phân chia điện áp giống như điện trở nhưng chỉ dùng được ở mạch điện xoay chiều (hình 2-5). C2 u2 Hình 2-5. Mạch phân áp dùng tụ điện u2 c2 xr, + XCn C1 c2 Ư! c. q + c2 III-CUỘN CẢM (L) 1. Công dụng, cấu tạo, phân loại, kí hiệu Cuộn cảm cao tần Hình 2-6. Hình dạng một sô' loại cuộn cảm Công dụng Trong kĩ thuật điện tử, cuộn cảm thường dùng để dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện cao tần và khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ hình thành mạch cộng hưởng. Cấu tạo Người ta dùng dây dẫn điện để quấn thành cuộn cảm. Hình dạng của một số loại cuộn cảm được minh hoạ trên hình 2-6. Phán loại Tuỳ theo cấu tạo và phạm vi sử dụng, cuộn cảm được phân loại như sau : cuộn cảm cao tần, cuộn cảm trung tần, cuộn cảm âm tần. Kí hiệu Trong các sơ đồ mạch điện, cuộn cảm được kí hiệu như hình 2-7. a) b) c) d) Hình 2-7. Kí hiệu cuộn cảm trong mạch điện a) Cuộn cảm lõi không khí dùng ở cao tần ; h) Cuộn cảm lổi/erit dùng ở trung tần ; c) Cuộn cảm lõi sắt từ dùng ở âm tần hoặc để lọc nguồn ; d) Cuộn cảm có trị sô'điện cảm điều chỉnh được. f : tần số của dòng điện chạy qua, tính bằng hec (Hz). L : trị số điện cảm của cuộn dây, tính bằng henry (H). Nhận xét: Nếu là dòng điện một chiều (f = 0 Hz), lúc này XL = 0 Q. Cuộn cảm lí tưởng (có r = 0) không cản trở dòng điện một chiêu. Nếu là dòng điện xoay chiều, tần số f càng cao thì XL càng lớn. Như vậy cuộn cảm đã cản trở dòng điện xoay chiều. Do đó người ta còn gọi là cuộn cản cao tần hoặc cuộn chặn cao tần. c) Hệ số phẩm chất(Q) : Đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn cảm. Đó là tỉ số của cảm kháng (điện kháng) với điện trở thuần (r) của cuộn cảm ở một tần số (f) cho trước : 2rcfL r Một đặc tính của cuộn cảm là luôn luôn chống lại sự biến thiên của dòng điện. Nếu dòng điện i đang chạy qua cuộn cảm đột ngột bị cắt thì cuộn cảm sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng : eL =-L^ (dấu âm (-) thể hiện sức điện động cảm ứng luôn có chiều ngược lại với sự biến thiên của dòng điện sinh ra nó). Trong thực tế, khi cần thay đổi trị số điện cảm người ta cũng dùng cách mắc nối tiếp hoặc song song như cách mắc điện trở. Khi mắc nối tiếp, trị số điện cảm sẽ tăng lên. Khi mắc song song, trị số điện cảm sẽ giảm đi. CÂU HỎI Nêu kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của điện trở trong mạch điện. Nêu kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của tụ điện trong mạch điện. Tại sao cuộn cảm lại chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua ? Show
Đề bài Nêu kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của tụ điện trong mạch điện. Lời giải chi tiết - Kí hiệu:  - Số liệu kĩ thuật: a) Trị số điện dung: Cho biết khả năng tích luỹ điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ điện. - Đơn vị đo là fara (F). Các ước số: + 1 F =10-6F + 1 nF =10-9F + 1 pf = 10-12F. b) Điện áp định mức: (Uđm) c) Dung kháng của tụ điện: \({X_C} = {1 \over {2\pi fc}}\) - Công dụng: Ngăn cản dòng điện 1 chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua. Loigiaihay.com
Trường THPT Trịnh Hoài Đức - Trường Trung Học Chất Lượng Cao Địa chỉ: DT745, Thạnh Lợi, An Thạnh, Thuận An, Bình Dương Điện thoại: 0650.825477 Website: https://thpttrinhhoaiduc.edu.vn/
1. Tóm tắt lý thuyết1.1. Điện trở (R)a. Công dụng, cấu tạo, phân loại, ký hiệu - Công dụng: Là linh kiện dùng nhiều nhất trong các mạch điện tử. Công dụng là hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện - Cấu tạo: Người ta thường dùng dây kim loại có điện trở suất cao hoặc dùng bột than phun lên lõi sứ. - Phân loại: Điện trở được phân loại theo: + Công suất: công suất nhỏ, công suất lớn + Trị số: loại cố định hoặc có thể thay đổi (biến trở - chiết áp) +Khi đại lượng vật lý tác động lên điện trở làm trị số của nó thay đổi thì được phân loại như sau: + Điện trở nhiệt (thermistor) có hai loại:
+ Điện trở biến đổi theo điện áp (varixto): khi U tăng thì R giảm. + Quang điện trở: khi ánh sáng rọi vào thì R giảm. - Kí hiệu: Trong sơ đồ mạch điện, người ta kí hiệu các điện trở như hình 2.2 b. Các số liệu kĩ thuật của điện trở - Trị số điện trở: Cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở Đơn vị: Ôm ( Ω ) 1 Kilô ôm (kΩ) = 103 (Ω) (viết tắt là 1K) 1 Mêga ôm (MΩ) = 106 (Ω) (viết tắt là 1M) - Công suất định mức: là công suất tiêu hao trên điện trở mà nó có thể chịu đựng được trong thời gian dài mà không hỏng. Đơn vị đo là Oát (W) 1.2. Tụ điện (C)a. Công dụng, cấu tạo, phân loại, kí hiệu - Công dụng: Tụ điện có tác dụng ngăn cách dòng điện một chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua. Khi mắc phối hợp cuộn cảm sẽ thành mạch cộng hưởng. - Cấu tạo: Tụ điện gồm 2 hay nhiều vật dẫn ngăn cách nhau bởi lớp điện môi - Phân loại: Người ta căn cứ vào vật liệu làm lớp điện môi giữa 2 bản cực để phân loại và gọi tên tụ điện: tụ xoay, tụ giấy, tụ mica, tụ gốm, tụ nilon, tụ hóa, tụ dầu. - Kí hiệu: Theo sơ đồ mạch điện, người ta kí hiệu các tụ điện như hình 2.4 b. Các số liệu kĩ thuật của tụ điện - Trị số điện dung (C): cho biết khả năng tích luỹ điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ đó. + Đơn vị đo là fara (F). Thực tế thường dùng ước số Fara: 1 micro Fara (μF) = 10-6 F 1 nano Fara (nF) = 10-9 F 1 pico Fara (pF) = 10-12 F - Điện áp định mức (Uđm): là trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt lên 2 cực tụ điện mà vẫn đảm bảo an toàn, tụ không bị đánh thủng. - Riêng tụ hóa phải mắc đúng chiều điện áp: cực dương tụ về phía cực dương của nguồn, cực âm tụ về phía cực âm của nguồn. Ở trong mạch điện, cực dương của tụ hoá phải mắc vào nơi có điện áp cao hơn. Nếu mắc ngược chiều sẽ làm hỏng tụ. - Dung kháng của tụ điện (XC): là đại lượng biểu hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó. \(Xc = \frac{1}{{2\pi fC}}\) + Trong đó:
Nhận xét: Nếu là dòng điện một chiều (f = 0), lúc này Xc = \(\frac{1}{0}\) = ∞ Ω. Tụ điện cản trở hoàn toàn, không cho dòng điện một chiều chạy qua. - Nếu là dòng điện xoay chiều (f càng cao) thì dung kháng XC càng thấp. Như vậy dòng điện có tần số càng cao, qua tụ điện càng dễ. Người ta dùng tụ điện để phân chia điện áp giống như điện trở nhưng chỉ dùng ở mạch điện xoay chiều. 1.3. Cuộn cảm (L)a. Công dụng, cấu tạo, phân loại, kí hiệu
- Công dụng: Cuộn cảm thường dùng để dẫn dòng điện một chiều và ngăn chặn dòng điện cao tần và khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ hình thành mạch cộng hưởng. - Cấu tạo: Người ta dùng dây dẫn điện có vỏ bọc để cuốn thành cuộn cảm. - Phân loại và kí hiệu: Tùy theo cấu tạo và phạm vi sử dụng người ta phân loại như sau: cuộn cảm cao tần, cuộn cảm trung tần, cuộn cảm âm tần. - Kí hiệu: Trong sơ đồ mạch điện, cuộn cảm được kí hiệu như hình 2.7 b. Các số liệu kĩ thuật của tụ điện - Trị số điện cảm: cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường của cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua. Trị số điện cảm phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, vật liệu lõi, số vòng dây và cách quấn dây. + Đơn vị đo là Henry (H), các ước số thường dùng là: 1 mili henry (mH) = 10-3 (H) 1 micrô henry (μH) = 10-6 (H) - Cảm kháng của cuộn cảm ( XL): là đại lượng biểu hiện sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện chạy qua nó. XL=2πfL + Trong đó:
- Nhận xét: + Nếu là dòng điện một chiều (f = 0), lúc này XL = 0 Ω. Cuộn cảm lí tưởng (r = 0) không cản trở dòng điện một chiều. + Nếu là dòng điện xoay chiều, tần số f càng cao thì XL càng lớn. Cuộn cảm đã cản trở dòng điện xoay chiều. Do đó, người ta còn gọi là cuộn cản cao tần hoặc cuộn cản chặn cao tần. - Hệ số phẩm chất (Q): đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn cảm. Đó là tỉ số của cảm kháng (điện kháng) với điện trở thuần (r) của cuộn cảm ở một tần số (f) cho trước: \(Q = \frac{{2\pi fL}}{r}\) - Một đặc tính của cuộn cảm là luôn luôn chống lại sự biến thiên của dòng điện. Nếu dòng điện i đang chạy qua cuộn cảm đột ngột bị cắt thì cuộn cảm sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng. eL= \(- L\frac{{di}}{{dt}}\) (dấu âm (-) thể hiện sức điện động cảm ứng luôn có chiều ngược lại với sự biến thiên của dòng điện sinh ra nó). - Trong thực tế, khi cần thay đổi trị số điện cảm người ta cũng dùng cách mắc nối tiếp hoặc song song như cách mắc điện trở. Khi mắc nối tiếp, trị số điện cảm sẽ tăng lên. Khi mắc song song, trị số điện cảm sẽ giảm đi. 2. Bài tập minh họaCâu 1: Hãy nêu công dụng của điện trở. Hướng dẫn giải Hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện. Câu 2: Hãy nêu công dụng của tụ điện Hướng dẫn giải Ngăn cản dòng điện 1 chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua. Câu 3: Hãy nêu công dụng của cuộn cảm. Hướng dẫn giải Thường dùng để dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện cao tần. Câu 4: Dung kháng của tụ điện là gì? Biểu thức dung kháng? Hướng dẫn giải Dung kháng của tụ điện XC là đại lượng biểu hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó. Câu 5: Cảm kháng của cuộn cảm là gì? Biểu thức cảm kháng? Hướng dẫn giải Cảm kháng của cuộn cảm XL Là đại lượng biểu hiện sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện chạy qua nó Biểu thức: \(X_{L}=2\pi fL\) 3. Luyện tập3.1. Bài tập tự luậnCâu 1: Nêu kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của điện trở trong mạch điện. Câu 2: Nêu kí hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của tụ điện trong mạch điện. Câu 3: Tại sao cuộn cảm lại chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua? 3.2. Bài tập trắc nghiệmCâu 1: Điện trở có công dụng: A. Phân chia điện áp B. Ngăn cản dòng một chiều C. Ngăn cản dòng xoay chiều D. Hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp Câu 2: Đơn vị đo điện trở là: A. Ôm B. Fara C. Henry D. Oát Câu 3: Trong các tụ sau, tụ nào phân cực: A. Tụ xoay B. Tụ giấy C. Tụ hóa D. Tụ mica Câu 4: Phát biểu nào sau đây đúng: A. Trị số điện trở cho biết mức độ cản trở của điện trở đối với dòng điện chạy qua nó. B. Trị số điện dung cho biết mức độ cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó. C. Trị số điện cảm cho biết mức độ cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện chạy qua nó. D. Cả 3 đáp án đều đúng. Câu 5: Công thức tính hệ số phẩm chất: A. Q = 2ƒL/r B. Q = (2L/r)π C. Q = (2ƒL/r)π D. Q = 2πƒL 4. Kết luận- Biết được cấu tạo, ký hiệu số liệu kỹ thuật và công dụng của các linh kiện: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm. - Phân biệt và biết cách áp dụng công thứ tính toán các trị số của các loại linh kiện điện tử: Điện trở, tụ điện và cuộn cảm. |
