Bài giảng Vật lý - Linh kiện thụ động

có dạng hình cung, có góc xoay là 2700C. Có một trục xoay ở giữa nối với một con trượt làm bằng than (cho biến trở dây quấn) hay bằng kim loại cho biến trở than. Con trượt sẽ ép lên mặt điện trở để tạo kiểu nối tiếp xúc, làm thay đổi trị số điện trở khi xoay trục. KÝ HIỆU, HÌNH DẠNG BIẾN TRỞ 	Biến trở dây quấn là loại biến trở tuyến tính, có tỷ số điện trở tỷ lệ với góc xoay. 	Biến trở than có loại tuyến tính, có loại trị số thay đổi theo hàm logarít. 	Biến trở than có công suất danh định thấp từ 1/4W – 1/2W. 	Biến trở dây quấn có cống suất cao hơn từ 1W – 3W. b. Nhiệt trở: (Thermistor- Th) 	Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm - nhiệt trở âm (NTC – Negative Temperature Coefficient) là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở giảm xuống, và ngược lại. 	Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương - nhiệt trở dương (PTC– Positive Temperature Coefficient) là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở tăng lên, và ngược lại. 	 Quang trở thường được chế tạo từ chất Sunfur - catmium Khi độ chiếu sáng vào quang trở càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại. Quang trở thường đuợc dùng trong các mạch tự động ĐK bằng ánh sáng, báo động… c. Quang trở(Photo Resistor) Điện trở cầu chì có tác dụng bảo vệ quá tải như các cầu chì của hệ thống điện nhà, bảo vệ cho mạch nguồn hay các mạch có dòng tải lớn như các transistor công suất. Điện trở cầu chì thường có trị số rất nhỏ, khoảng vài . d. Điện trở cầu chì (Fusistor) Là loại điện trở có trị số thay đổi theo trị số điện áp đặt vào hai đầu. Khi điện áp đặt vào hai đầu của điện trở dưới mức quy định thì VDR có trị số điện trở rất lớn, coi như hở mạch. Khi điện áp giữa hai đầu tăng cao quá mức quy định thì VDR có trị số giảm xuống rất thấp, coi như ngắn mạch. e. Điện trở tùy áp: (Voltage Dependent Resistor - VDR) CÁC KIỂU GHÉP ĐIỆN TRỞ 1. Ñieän trôû gheùp noái tieáp R = R1 + R2 + R3 2. Ñieän trôû gheùp song song 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Trong sinh hoạt, điện trở được dùng để chế tạo các loại dụng cụ điện như: bàn ủi, bếp điện, bóng đèn sợi đốt… Trong công nghiệp, điện trở được dùng chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng điện khi khởi động động cơ… Trong linh vực điện tử, điện trở dùng để giới hạn dòng điện hay hay giảm áp. CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TRỞ I. Cấu tạo của tụ điện: Tụ điện gồm có hai bản cực bằng kim loại đặt song song và ở giữa là một lớp cách điện (gọi là chất điện môi). PHẦN II. TỤ ĐIỆN 1. Điện dung (C) : chỉ khả năng chứa điện của tụ. Điện dung của tụ tùy thuộc vào cấu tạo và được tính bằng công thức : 	 : hằng số điện môi 	S : diện tích bản cực (m2) 	 d : bề dày lớp điện môi (m) 	 1 μF = 10-6F 1nF = 10-9F 1pF = 10-12F II. ĐẶC TÍNH CỦA TỤ ĐIỆN ĐỐI VỚI NGUỒN DC Nếu nối nguồn DC vào tụ với thời gian đủ dài thì tụ sẽ nạp đầy. Điện tích tụ nạp được tính theo công thức 	 	Q = C. V 	Q: điện tích (C) 	C: điện dung (F) 	V: điện áp nạp trên tụ (volt) 2. Điện tích tụ nạp	 	Dòng điện do tụ xả qua bóng đèn trong thời gian đèn sáng chính là năng lượng đã được nạp trong tụ điện và tính theo công thức : 	 	 	W: điện năng (J) 	 	C: điện dung (F) 	 	V: điện áp trên tụ (V) 3. Năng lượng tụ nạp và xả 	Trên thân tụ, nhà SX cho biết mức điện áp giới hạn của tụ điện gọi là điện áp làm việc (WV: Working voltage). 	Điện áp đánh thủng (breakdown) là điện áp tạo ra điện trường đủ mạnh để tạo ra dòng điện trong chất điện môi. 4. Điện áp làm việc Điện áp đánh thủng tỉ lệ theo bề dày lớp điện môi nên người ta dùng điện trường đánh thủng để so sánh giữa các chất điện môi . 	E: điện trường (kV/cm) 	V: điện áp (KV) 	d: bề dày điện môi (cm) Khi sử dụng tụ điện phải biết hai thông số chính của tụ là: Điện dung C (F) Điện áp làm việc WV (V) Phải chọn điện áp làm việc WV lớn hơn điện áp trên tụ VC theo công thức: 	WV ≥ 2VC 5. Thông số kỹ thuật đặc trưng của tụ điện 	III.	PHÂN LOẠI TỤ ĐIỆN Tụ có phân cực tính dương và âm: Tụ hóa và tụ Tan Tan. Tụ không phân cực tính, được chia làm nhiều loại (các loại tụ điện còn lại). 	Là loại tụ có phân cực tính âm và dương. Tụ có cấu tạo gồm hai bản cực bằng nhôm tách rời nhờ một màng mỏng chất điện phân. 	 	Khi sử dụng phải lắp đúng cực tính, nếu không lớp điện môi sẽ bị phá hủy và làm hỏng tụ. 1. Tụ oxit hóa ( tụ hóa) HÌNH DẠNG CỦA TỤ HÓA 	 	Là loại tụ không có cực tính, có trị số điện dung nhỏ (1pF đến 1 µF) nhưng điện áp làm việc lớn khoảng vài trăm voltage. 	Tụ gốm có nhiều hình dang khác nhau và có nhiều cách ghi trị số điện dung khác nhau. 	 Tụ gốm ( tụ Ceramic) HÌNH DẠNG CỦA TỤ GỐM Ngoài ra, trị số điện dung của tụ điện còn được kí hiệu bằng các vạch màu và vòng màu. Cách kí hiệu vòng màu của tụ điện cũng giống như cách quy ước của điện trở. 	 Vòng A: hệ số nhiệt. Vòng B: số thứ nhất. Vòng C: số thứ hai. 	 Vòng D: bội số. Vòng E: sai số. 	Là loại tụ không có cực tính. Tụ có cấu tạo gồm hai bản cực bằng kim loại dạng băng dài, ở giữa là lớp điện môi bằng giấy tẩm dầu và được cuộn lại dạng ống. Tụ giấy có điện áp đánh thủng lớn lên đến vài trăm voltage. Tụ giấy CẤU TẠO VÀ HÌNH DẠNG TỤ GIẤY 	Là loại tụ không có cực tính, có điện dung nhỏ ( khoảng vài pF đến vài trăm nF) nhưng điện áp làm việc rất cao, lên đến trên 1000 V. 	Tụ này đắt tiền hơn tụ gốm vì sai số nhỏ, đáp tuyến cao tần tốt, độ bền cao. 	Trị số điện dung của tụ được ký hiệu bằng các chấm màu trên thân, cách đọc giống như đọc trị số điện trở. Tụ mica CẤU TẠO - HÌNH DẠNG TỤ MICA BẢNG MÃ QUY ƯỚC VẠCH MÀU CHO TỤ MI CA 	Là loại tụ có cực tính, có kích thước rất nhỏ nhưng điện dung lớn, điện áp làm việc thấp chỉ vài chục voltage. Tụ tan tan : HÌNH DẠNG CỦA TỤ TAN TAN 	Là loại tụ không có cực tính. Chất điện môi là màng polyester (PE) hoặc polyetylen (PS). Tụ có điện dung vài trăm pF đến vài chục µF, nhưng điện áp làm việc cao hàng ngàn volt 6. Tụ màng mỏng HÌNH DẠNG TỤ MÀNG MỎNG PE(PE FILM CAPACITOR) HÌNH DẠNG TỤ MÀNG MỎNG PS(PS FILM CAPACITOR) Ñieän dung thay ñoåi nhôø xoay truïc vít ñeå ñieàu chænh phaàn dieän tích truøng nhau giöõa caùc phieán kim loaïi. Phaàn truøng nhau caøng nhieàu thì giaù trò tuï caøng taêng. 7. Tụ có giá trị điện dung thay đổi: IV. 	ĐẶC TÍNH NẠP – XẢ CỦA TỤ ĐIỆN 1. Tụ nạp điện 	Khi mắc tụ với một nguồn điện, tụ sẽ nạp điện, bắt đầu từ 0V tăng dần VDC theo hàm mũ e với thời gian t. 	Điện áp tức thời trên hai đầu tụ: 	 	t: thời gian tụ nạp (s) 	e = 2,71828 	 	: hằng số thời 	gian tụ nạp (s) 	Khi tụ nạp thì dòng điện giảm dần từ trị số cực đại ban đầu là 	 	 xuống trị số cuối cùng là 0A. 	 	 t: thời gian tụ nạp (s) e = 2,71828 	: hằng số thời gian tụ nạp (s) 2. Tụ xả điện Chuyển khóa K qua vị trí 2, khi đó tụ xả điện qua điện trở R. Lúc này điện áp trên tụ sẽ giảm dần từ trị số VDC xuống đến 0V theo hàm số mũ với thời gian t. Điện áp xả trên hai đầu tụ được tính theo công thức: 	 Dòng điện xả cũng giảm dần từ trị số cực đại ban đầu là 	 	xuống trị số cuối cùng là 0A. V.	CÁC KIỂU GHÉP TỤ Ghép nối tiếp Khi ghép nối tiếp 2 tụ điện lại với nhau Ghép song song Khi ghép song song hai tụ với nhau C = C1+ C2 VI.	CÁC ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN Tụ dẫn điện ở tần số cao Dung kháng tỷ lệ nghịch với tần số của dòng điện ,ở tần số càng cao thì dung kháng XC càng nhỏ nên dòng điện đi qua dễ dàng. Đối với tín hiệu âm tần, âm thanh bổng thuộc loại tần số cao nên tín hiệu được đi qua tụ C để đưa vào loa bổng, còn âm trầm có tần số thấp sẽ bị chặn lại do đó tín hiệu trầm sẽ được đưa vào loa trầm Tụ nạp xả điện trong mạch lọc Mạch nắn điện chỉ có tác dụng cho bán kỳ dương của dòng điện xoay chiều đi qua và không cho bán kỳ âm qua. Dòng điện qua tải có dạng là những bán kỳ dương gián đoạn . Nếu có tụ C đặt song song với tải ở ngõ ra thì tụ sẽ nạp điện khi điện áp tăng lên và xả điện khi điện áp giảm xuống làm cho dòng điện được liên tục và giảm bớt mức dợn sóng của dòng điện xoay chiều hình sin 1. Cấu tạo 	Cuộn cảm có cấu tạo gồm một dây dẫn điện có bọc sơn cách điện (emay, hay còn gọi là dây điện từ) quấn nhiều vòng liên tiếp nhau trên một lõi. 	Lõi của cuộn dây có thể là một ống rỗng (lõi không khí), sắt bụi hay sắt lá. Tùy loại lõi khác nhau mà cuộn cảm có kí hiệu khác nhau. PHẦN III: CUỘN DÂY (CUỘN CẢM) KÍ HIÊU,CẤU TẠO VÀ HÌNH DẠNG CUỘN CẢM Thöôøng duøng trong maïch coäng höôûng Thöôøng duøng trong maïch dao ñoäng, loïc, coäng höôûng Thöôøng duøng trong maïch taàn soá thaáp 2. Các tham số của cuộn dây Heä soá töï caûm (ñieän caûm) L : ñaëc tröng cho khaû naêng tích tröõ naêng löôïng töø tröôøng cuûa cuoän daây. Heä soá töï caûm phuï thuoäc vaøo soá voøng daây n,tieát dieän S, chieàu daøi l vaø vaät lieäu laøm loõi 	 Cuộn dây không có lõi: Cuộn dây có lõi: 	L: hệ số tự cảm (H)	l: chiều dài lõi (m). 	S: tiết diện lõi (m2) 	n: số vòng dây. 	μr: hệ số từ thẩm tương đối của vật liệu đối với chân không. Khi cho dòng điện I chạy qua cuộn dây có n vòng dây sẽ tạo ra từ thông Ф. Quan hệ giữa L với dòng điện I và từ thông Ф là: 	L: hệ số tự cảm (Henry) Nếu giá trị dòng điện chạy trong cuộn dây thay đổi, từ trường phát sinh từ cuộn dây cũng thay đổi gây ra 1 sức điện động cảm ứng e trên cuộn dây và có xu thế đối lập lại dòng điện ban đầu Suy ra: 	 Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ tạo ra năng lượng trữ dưới dạng từ trường. Năng lượng trữ được tính theo công thức: 	W: năng lượng (J). 	L: hệ số tự cảm (H). 	I: cường độ dòng điện (A). 3. Năng lượng nạp vào cuộn dây 4. Đặc tính nạp xã của cuộn dây: Khi đóng khóa K thì cuộn dây chống lại dòng điện do nguồn cung cấp VDC bằng cách tạo ra điện áp cảm ứng bằng với điện áp nguồn VDC nhưng ngược dấu nên dòng điện bằng 0A. Sau đó dòng điện qua cuộn dây tăng lên theo hàm số mũ:	 hằng số thời gian nạp điện của cuộn dây (s) 	Ngược lại với dòng điện, điện áp trên cuộn dây lúc đầu bằng với điện áp nguồn VDC, sau đó điện áp giảm dần theo hàm số mũ e với thời gian, và được tính theo công thức: 5. CÁC CÁCH GHÉP CUÔN DÂY 1.	Ghép nối tiếp: 	 	 L = L1 + L2 2. 	Ghép song song: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CUỘN DÂY 1. Micro điện động: Là linh kiện điện tử dùng để biến đổi chấn động âm thanh thành dòng điện xoay chiều (hay còn gọi là tín hiệu xoay chiều). 2. Loa điện động: Là linh kiện điện từ dùng biến đổi dòng điện xoay chiều thành chấn động âm thanh.