Họ và tên: Trần Thẩm Hoàng Long
Lớp: DHDTVT17D
MSSV: 21138301
BÀI TẬP MƠN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
CHƯƠNG 1
Câu 1: Trình bày định nghĩa, ký hiệu, phân lọai, các thông số kỹ
thuật của điện trở ? Nêu vai trò của điện trở trong mạch điện, ứng
dụng, minh họa.
- Định nghĩa: Điện trở là linh kiện thu động cơ bản nhất dùng làm
phần tử điều kiển dòng điện và điện áp trong thiết kế mạch điện.
- Ký hiệu điện trở: R (resistor)
- Phân loại:
• Theo nguyên lý cấu tạo chia ra: điện trở than, điện trở màng kim
loại, điện trở oxit kim loại, điện trở dây quấn, điện trở dán bề mặt.
• Theo đặc tính vật lý chia ra: điện trở cố định, điện trở biến đổi,
điện trở tùy áp, quang trở, nhiệt trở, điện trở tuyến tính, điện trở
phi tuyến
- Các thơng số kĩ thuật của điện trở:
• Giá trị điện trở R ():
❖ Điện trở nhỏ R < 10
❖ Điện trở trung bình 10 < R < 106 (M)
❖ Điện trở lớn R > 1M
1
• Công suất danh định P (W): khả năng tiêu tán năng lượng khi
có chạy qua P = I2R
❖ Loại 1/8W, 1/6W, 1/4W, 1/2W phổ biến
❖ Loại 1W, 2W, 5W, 10W: điện trở cơng suất
• Sai số (%): chênh lệch giữa trị thực với trị danh định
❖ E6: 20%
❖ E12: 10%
❖ E24: 5%
❖ E48: 2%, 1%
❖ E96: 0,5%; 0,25%; 0,1%
- Vai trị điện trở trong mạch điện:
• Khống chế dịng điện qua tải cho phù hợp.
• Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn
từ một điện áp cho trước.
• Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động.
• Tham gia vào các mạch tạo dao động R C
• Điều chỉnh cường độ dịng điện đi qua các thiết bị điện.
• Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết.
• Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp.
- Ứng dụng:
•
Điện trở giúp khống chế dòng điện phù hợp qua tải. Nếu bạn có
một bóng đèn điện 9V nhưng lại chỉ có nguồn 12V để sử dụng thì
bạn có thể gắn đầu nối tiếp bóng đèn với điện trở để làm giảm 3V
trên điện trở trước khi thắp sáng bóng đèn.
•
Mắc điện trở để tạo thành cầu phân áp và chia điện áp trên mạch
điện theo ý muốn.
•
Phân cực giúp bóng bán dẫn có thể hoạt động được.
2
Tham gia tạo dao động RC và tạo ra nhiệt lượng (được sử dụng
trong các ấm siêu tốc, lò sấy,…)
Câu 2: Trình bày cách xác định giá trị của điện trở:
•
✓ Điện trở theo vịng màu: 3 vịng màu, 4 vòng màu, 5 vòng màu, 6
vòng màu ?
- Cách xác định điện trở 3 vịng màu:
• Vạch màu thứ nhất biểu thị thơng số điện trở
• Vạch màu thứ 2 là 10 mũ
• Vạch màu thứ 3 là mức sai số của điện trở
• Ví dụ: Điện trở có 3 gạch màu lần lượt là Trắng – đỏ – Lục. Tra
bảng ta sẽ được 9*102 Ω = 0.9KΩ
- Cách xác định điện trở 4 vịng màu:
R = (V1, V2) × (V3) ± (V4)
• Vạch màu thứ nhất: định nghĩa cho giá trị hàng chục trong giá trị
điện trở
• Vạch màu thứ hai: định nghĩa cho hàng đơn vị trong giá trị điện
trở
• Vạch màu thứ ba: định nghĩa cho hệ số nhân với giá trị số mũ của
10 dùng nhân với giá trị điện trở
• Vạch màu thứ 4: định nghĩa cho giá trị sai số của điện trở
- Cách xác định điện trở 5 vòng màu:
R = (V1, V2, V3) ì (V4) (V5)
ã Vch mu th nht: nh nghĩa cho giá trị hàng trăm trong giá trị
điện trở
• Vạch màu thứ hai: định nghĩa cho giá trị hàng chục trong giá trị
điện trở
• Vạch màu thứ ba: định nghĩa cho giá trị hàng đơn vị trong giá trị
điện trở
• Vạch màu thứ 4: định nghĩa cho hệ số nhân với giá trị số mũ của 10
dùng nhân với giá trị điện trở
• Vạch màu thứ 5: định nghĩa cho giá trị sai số của điện trở
- Cách xác định điện trở 6 vòng màu:
R = (V1, V2, V3) × (V4) ± (V5); V6
3
•
•
•
•
Vạch màu thứ 1: chỉ giá trị hàng trăm của điện trở
Vạch màu thứ 2: chỉ giá trị hàng chục của điện trở
Vạch màu thứ 3: chỉ giá trị hàng đơn vị của điện trở
Vạch màu thứ 4: chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân
với giá trị điện trở
• Vạch màu thứ 5: chỉ sai số của điện trở
• Vạch màu thứ 6: chỉ hệ số nhiệt của điện trở
✓ Giá trị ghi theo mã ký tự
Dạng 1:
Dùng các chữ cái kết hợp số để ghi:
➢ R- ohm
➢ K- Ki lô ohm
➢ M- Me ga ohm
Dạng 2: Dùng 3 hoặc 4 con số, các số đầu chỉ giá trị, số cuối cùng
chỉ số con số 0 theo sau
❖ Xác định giá trị của các điện trở sau:
R= 220 ± 10%
R= 100 k ± 1%
R= 75000 ±1%
R= 22k
R= 4,7
R=0,22
4
Câu 3: Cho mạch điện như hình 1. Có Vi = 10V, R1 = 5kΩ, R2 = R3 =
10kΩ. Tính Vo trong mỗi trường hợp (a), (b), (c) ?
Câu 4: Cho mạch điện như hình 2.
a. Hãy tính dịng điện chạy qua các điện trở ?
b. Tính sụt áp trên mỗi điện trở trong các sơ đồ ?
5
6
Câu 5: Trình bày định nghĩa, phân loại, ký hiệu và các thông số
của tụ điện ? Nêu các đặc tính và ứng dụng của tụ điện ?
- Định nghĩa: Tụ điện (tiếng anh là capacitor) là một linh kiện điện
tử thụ động cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được ngăn cách
7
bởi lớp điện mơi, tụ điện có tính chất cách điện 1 chiều nhưng
cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ ngun lý phóng nạp.
- Phân loại:
• Theo tính chất: tụ khơng phân cực và tụ phân cực
• Theo đặc tính: tụ cố định và tụ biến đổi
• Theo vật liệu lớp điện mơi: tụ hóa hay tụ điện phân (electrolytic
capacitor ), tụ gốm (ceramic), tụ mica (silver mica), tụ
polyester, tụ polystiren, tụ tatalum, tụ polycarbonate, ....
• Kí hiệu: C (Capacitor)
- Các thơng số của tụ điện:
• Điện dung C (capacitance): đặc trưng cho khả năng tích điện
của tụ (F).
• Các tụ thực tế chỉ có điện dung bé (pico, nano hoặc micro fara):
1 pF = 10-12 F
1 nF = 10-9 F
1 àF = 10-6 F
ã in ỏp lm vic WV (working voltage) (V): điện áp định mức
đặt vào hai bản tụ mà khơng làm hỏng lớp cách điện.
• Dung sai (tolerance) (%): sai lệch giá trị thực với giá trị danh
định.
- Ứng dụng của tụ điện:
• Tụ điện được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật điện và điện tử.
• Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi bởi tụ điện lưu trữ
năng lượng cho bộ khuếch đại được sử dụng.
• Tụ điện có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các
máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử.
• Trong các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ
điện dùng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar, vũ
khí hạt nhân,…
8
• Ứng dụng của tụ điện trong thực tế lớn nhất là việc áp dụng
thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng.
• Và nhiều hơn nữa những tác dụng của tụ điện như xử lý tín
hiệu, khởi động động cơ, mạch điều chỉnh,…
- Đặc tính của tụ điện: Tụ điện giúp tích trữ năng lượng điền
trường thơng qua cách lưu trữ các electron. Tụ phóng ra những
điện tích này để tạo nên dịng điện (tính chất phóng nạp), nhờ đó
mà tụ cịn có thể dẫn điện xoay chiều.
Câu 6: Trình bày cách ghi các thơng số của tụ điện ?
- Ghi trực tiếp trên thân tụ;
- Ghi bằng mã kí tự;
- Ghi bằng mã màu (tương tự như điện trở)
❖ Xác định giá trị điện dung, điện áp của các tụ điện sau
Điện dung 10000 µF
Điện áp 25V
Điện dung 100000 µF
C = 1 000 000 pF V = 50 V
V = 10 V
C = 220 000 ± 5% pF
9
C = 1 000 000 ± 5% pF
V = 400 V
V = 470 uF
C = 10V
C = 330uF
V = 10V
Câu 7: Trình bày định nghĩa, phân loại, ký hiệu và các thông số của
cuộn cảm ?
- Định nghĩa: Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh
kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vịng quấn,
sinh ra từ trường khi có dịng điện chạy qua. Cuộn cảm có một độ tự
cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).
- Kí hiệu: H (Henry)
- Phân loại:
• Căn cứ theo cấu tạo và phạm vi ứng dụng thì cuộn cảm được chia
thành 3 loại chính đó là:
➢ Cuộn cảm âm tần.
➢ Cuộn cảm trung tần.
➢ Cuộn cảm cao tần.
10
• Phân loại theo hình dáng ta có cuộn cảm loại cắm và cuộn cảm
loại dán.
• Căn cứ theo cấu tạo thì chúng ta có cuộn cảm loại lõi khơng khí,
lõi ferit, lõi thép,….
- Các thơng số của cuộn cảm:
• Hệ số tự cảm: Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động
cảm ứng của cuộn dây khi có dịng điện biến thiên chạy qua. Hệ số tự
cảm được xác định theo cơng thức
Trong đó:
L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H).
n : là số vòng dây của cuộn dây.
l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m).
S : là tiết diện của lõi, tính bằng ().
µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi.
• Cảm kháng: Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng
cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dịng điện xoay
chiều.
ZL=2.𝛑.f.L
Trong đó :
ZL là cảm kháng, đơn vị là Ω.
f : là tần số đơn vị là Hz.
L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry.
• Hệ số phẩm chất:
Một cuộn cảm có chất lượng cao thì độ tổn hao năng lượng của nó
càng nhỏ.
Để đặc trưng cho cho chất lượng của cuộn dây với độ tổn hao của
nó, người ta đặc trưng bằng một đại lượng gọi là hệ số phẩm chất,
ký hiệu là Q
Trong đó: r: điện trở thuần của cuộn dây.
11
Để nâng cao hệ số phẩm chất của cuộn dây, đặc biệt khi cuộn dây
công tác ở vùng tần số cao, người ta thường dùng lõi bằng vật
liệu từ như: ferit, sắt các bon.
• Điện dung tạp tán:
Do cấu tạo của cuộn dây là những vòng dây xếp chồng lên nhau
và có vỏ cách điện, chúng giống như các má của tụ điện và hình
thành điện dung khơng mong muốn được gọi là điện dung tạp tán.
Điện dung tạp tán ảnh hưởng đến chất lượng của cuộn cảm đặc
biệt là khi cuộn dây công tác ở vùng tần số cao.
Do vậy người ta thường khắc phục làm giảm điện dung tạp tán
này bằng cách quấn cuộn dây theo kiểu tổ ong, quấn phân đoạn…
• Điện trở thuần của dây
Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở có thể đo được bằng đồng hồ
vạn năng. Thơng thường cuộn dây có chất lượng tốt thì điện trở
thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng. Điện trở thuần còn gọi
là điện trở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây
hoạt động.
• Dịng điện bão hịa
Về cơ bản, việc tăng dòng điện qua một cuộn dây quấn quanh lõi sắt
từ làm tăng thông lượng được tạo ra trong nó. Tại một thời điểm
nhất định, lõi trở nên bão hịa hồn tồn & dịng điện sẽ khơng làm
tăng thơng lượng trong lõi. Vì vậy, dịng điện tại đó lõi trở nên bão
hòa được gọi là dòng bão hòa của cuộn cảm.
Vượt q dịng bão hịa làm giảm tính thấm của lõi. Điều này dẫn
đến việc giảm mạnh độ tự cảm của cuộn cảm. Việc giảm độ tự cảm
ở dịng bão hịa là từ 10 đến 20%. Chỉ có vật liệu sắt từ mới có thể
có từ thơng bên trong chúng. Vì vậy, một cuộn cảm lõi khơng khí sẽ
khơng có dịng bão hịa.
• Dung kháng
12
Như chúng ta biết, có nhiều vịng trong cuộn dây của một cuộn
cảm. Ở giữa mỗi vịng này, có một điện dung (chỉ trong AC, vì ở
DC, cuộn dây ngắn).
Bằng cách tăng tần số, phản ứng cảm ứng tăng & phản ứng điện
dung giảm. Do đó các cuộn cảm hoạt động như một tụ điện.
Để giảm điện dung, các vòng trong cuộn dây của cuộn cảm tần số
cao được đặt cách xa nhau.
• Tần số cộng hưởng
Khi có một điện dung giữa các vòng của cuộn dây. Điện dung
này tạo ra một mạch LC song song.
Bằng cách tăng tần số, có một điểm trong đó phản ứng cảm ứng
bằng với phản ứng điện dung. Tần số này được gọi là tần số cộng
hưởng.
Cuộn cảm có trở kháng rất cao ở tần số cộng hưởng & xuất hiện
dưới dạng mạch hở.
Việc tăng tần số trên tần số cộng hưởng sẽ làm giảm điện kháng
và cuộn cảm sẽ bắt đầu hoạt động giống như một tụ điện. Để
tránh vấn đề này, cuộn cảm được sử dụng dưới tần số cộng
hưởng của chúng
Câu 8: Nêu các đặc tính và ứng dụng của cuộn cảm
* Các đặc tính của cuộn cảm
• Cản trở sự biến thiên của đong điện
• Nạp/xả điện
• Tính chất từ của cuộn cảm
* Ứng dụng
• Làm nam châm điện
• Cuộn cảm lọc nhiễu
13
• Cảm biến dò kim loại
• Máy biến áp
• Rơle điện từ
• Loa
• Micro
a. Đặc tính từ, ứng dụng trong relay, nam châm điện
- Relay hay còn được gọi với tên gọi là rơ-le theo tiếng Pháp. Đây là
một công tắc (khóa K) điện từ vận hành dựa trên một dịng điện
tương đối nhỏ nhưng nó lại có thể bật hoặc tắt một dịng điện lớn
hơn nó. R le được cấu tạo bởi 1 cơ cấu cơ khí và 1 cuộn cảm. Một
Relay sẽ có 3 chân là: Chân NC, chân trung Com và chân NO. Khi
có một dịng điện chạy qua, sẽ có từ trường được sinh ra. Lúc này
cuộn cảm có khả năng hút kim loại. Thơng thường một relay sẽ có
thường chân NC và chân trung được thơng với nhau. Cịn chân NO
và chân trung thì sẽ khơng thơng với nhau. Khi Relay được cấp điện
thì chân NC và chân trung không thông với nhau. Lúc này chân NO
và chân trung sẽ thơng với nhau. Dịng điện chạy qua Relay sẽ làm
đóng ngắt các điểm khác nhau của mạch điện. Dựa vào điểm này
người ta có thể sử dụng Relay để điều khiển các thiết bị khác.
- Ứng dụng đơn giản nhất của cuộn cảm là Nam châm điện. Khi có
một dịng điện chạy qua cuộn dây dẫn sẽ xuất hiện từ trường. Cấu
tạo của nó rất đơn giản chỉ bao gồm một lõi thép được quấn cuộn
dây dẫn điện bên ngồi. Khi được cung cấm dịng điện lõi thép này
có thể hút các kim loại khác. Nam châm điện này được ứng dụng
trong một số loại động cơ điện của các thiết bị trò chơi điện tử,
micro, tivi, loa phát thanh.
b. Đặc tính kháng, ứng dụng trong cuộn kháng, mạch lọc
- Mạch lọc tần số là ứng dụng dễ thấy nhất trong đời sống của chúng
ta. Nó xuất hiện trong các EQ bộ lọc âm tần cho loa dùng IC, lọc âm
thanh. Mạch lọc biến tần sử dụng tính năng cảm ứng điện từ để thực
hiện lọc các Input đồng thời đưa ra Output cho âm thanh sống động.
14
c. Đặc tính hỗ cảm, ứng dụng trong máy biến thế
15