CÁC BÀI THỰC HÀNH ĐTCS TẠI XƯỞNG
Mục đích:
Giúp HS-SV làm quen với các thiết bị và van bán dẫn ngoài thực tế, cách
đọc giá trị và nhận biết sơ đồ chân của các van; có thể thay thế và sửa
chữa khi hỏng hóc thiết bị; lắp ráp được các mô hình ĐTCS đơn giản và
kiểm nghiệm tính đúng đắn của lý thuyết so với thực tế.
Nội dung thực tế gồm 8 bài TH, chia làm 10 buổi:
Thứ
tự
Nội dung
Thời gian
1
Bài 1: Các linh kiện điện tử và các loại van bán dẫn
12h
2
Bài 2: Mạch chỉnh lưu tia một pha ½ chu kỳ
6h
3
Bài 3: Mạch chỉnh lưu tia 2 pha (1 pha 2 nửa chu kỳ)
6h
4
Bài 4: Mạch chỉnh lưu tia 3 pha
6h
5
Bài 5: Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha
12h
6
Bài 6: Mạch tạo nguồn một chiều ổn định ±5V, ±12V
6h
7
Bài 7: Mạch điều áp xoay chiều một pha điều chỉnh độ
sáng của bóng đèn
6h
6h
8
Bài 8: Mạch chỉnh lưu có điều khiển dùng Tiristor (sử
dụng bo mạch cắm có sẵn trên bảng thiết bị): tia 1
pha, cầu 1 pha và tia 3 pha + Báo cáo
Tổng
cộng
60h
1
Bài 1: Các linh kiện điện tử và các loại van bán dẫn
số mũ Sai số
I. CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ:
số có nghĩa
1. Điện trở R (điện trở điện tử và điện trở công suất)
a. Điện trở điện tử: (IR nhỏ ≈x0 mA)
Phân biệt giá trị điện trở bằng vạch màu trên thân điện trở: R=ab.10 C±d%
Đen: 0
Nâu: 1
Đỏ: 2
Cam: 3
Vàng: 4
Lục: 5
Lam: 6
Tím: 7
Xám: 8
Trắng: 9
Nhũ vàng: ±5%
Nhũ bạc:±10%
b. Điện trở công suất: (IR=0.1A ÷ xA)
2. Tụ điện C (tụ một chiều và xoay chiều): san phẳng điện áp; lọc nhiễu
3. Cuộn cảm (kháng) L: san phẳng dòng điện: gồm nhiều vòng dây quấn
quanh một lõi, được đưa ra hai đầu, thường có khoảng vài trăm vòng.
4. Các linh kiện quang điện (quang trở, Led, LCD, opto – couple, ...)
5. Các linh kiện nhiệt điện (nhiệt trở, cặp nhiệt)
6. Biến trở, biến tụ:
Biến trở: có tác dụng thay đổi giá trị điện trở trong mạch. Có nhiều loại từ
vài Ω cho tới vài MΩ. Có loại biến trở vít, biến trở thanh, biến trở thể tích,
…vv
2
Biến tụ: Có tác dụng thay đổi giá trị của điện dung của tụ trong mạch.
Thường được sử dụng để thay đổi tần số cộng hưởng trong mạch.
7. Máy biến áp:
Máy biến áp: được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện, ĐTCS. Dùng để
thay đổi điện áp xuay chiều ở đầu ra thứ cấp. Trong lĩnh vực ĐTCS
thường sử dụng MBA hạ áp, với nhiều đầu ra điện áp khác nhau.
8. Công tắc, cầu chì
9. Đồng hồ vạn năng
Có hai loại đồng hồ vạn năng được sử dụng phổ biến hiện nay là đồng hồ
kim và đồng hồ số. Thường sử dụng đồng hồ số hiển thị Digital vì độ
chính xác cao và chức năng bảo vệ tốt hơn. Có nhiều thang đo từ điện
áp, dòng điện một chiều và xoay chiều cho tới đo điện trở và điện dung.
10 . Máy hiện sóng - Oscilloscope
Máy hiện sóng ngày nay được sử dụng nhiều trong lĩnh vực điện tử, dùng
để đo độ lớn và hiển thị dạng sóng dòng, áp ở những vị trí cần quan tâm.
Có que đo và nhiều thang đo khác nhau. (sẽ có tài liệu hướng dẫn riêng
khi SV được làm quen và sử dụng thiết bị này.)
II. Các loại van bán dẫn
1. Diode (Điốt) D: Điều kiện dẫn và khóa D
Điốt được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực ĐT, ĐTCS để chỉnh lưu và nắn
dòng điện từ AC thành DC mà không có yêu cầu cao về dạng dòng áp.
Áp dụng chủ yếu để chỉnh lưu và mạch chỉnh lưu cầu một pha để tạo
nguồn một chiều. Điốt dẫn khi phân cực thuận (V A > VK) và khoá khi phân
cực ngược (VA < VK).
D
Led (Diode quang): báo tín hiệu điện trong mạch
Dòng điện qua đèn Led nhỏ ILed = 5 ÷ 20mA
Led
2. Tiristor T: Điều kiện dẫn và khóa T
3. Transistor (lưỡng cực BJT, trường FET)
T
4. Triắc, Điắc
5. IGBT
Triac
6. SCS..
.
3
Một số hình ảnh của các mạch điện tử công suất trong thực tế:
Bao gồm các nội dung:
Cấu tạo và nguyên
lý làm việc
Phân loại và ký
hiệu
Cách đọc
Cách đo và kiểm
tra, nhận biết (chân, cực...)
Cách lắp ráp
Ứng dụng
Tập hàn mạch: sử
dụng mỏ hàn, thiếc, bo mạch và dây dẫn (6h)
Thời gian: 12h
4
Bài 2: Mạch chỉnh lưu tia một pha ½ chu kỳ
D
1. Sơ đồ
220V ∼
12V
K
R
Led
D0
Z
C
2. Nguyên lý hoạt động (SGK - Vẽ và phân tích lại trên bảng)
3. Yêu cầu thiết kế
An toàn, dễ sử
dụng, dễ điều khiển
Chất lượng tốt
(dây dẫn, mối hàn)
Đẹp (Bố trí linh
kiện, thbị, cọc đấu,...)
Làm việc ổn định
Có báo tín hiệu, có
khóa đóng ngắt, lựa chọn van phù hợp...
4. Chuẩn bị:
nhiều đầu ra 220V∼/ 0÷12V∼
Led.
kích từ NCVC - 12V DC
nhựa thông và dây dẫn
5. Lắp ráp mạch
sự hướng dẫn của GV
linh kiện đầy đủ
Bo mạch hàn.
Máy biến áp hạ áp
Điện trở 1K, đèn
Điốt D
Động cơ
Mỏ
hàn,
1chiều
thiếc,
Học sinh tự làm có
Chuẩn bị thiết bị,
6. Kiểm tra mạch
Xem xét các giá trị
và đo đạc các thông số của linh kiện và thiết bị
5
Kiểm
tra
xem
mạch hoạt động có đúng như Lý thuyết đã mô tả hay không
Kiểm tra dạng
sóng (dòng, áp) trên tải và trên van (Dùng Oscilo)
Đánh giá kết quả
(cho điểm)
-
Câu hỏi
1. Có đảo chiều Điốt D được không?
2. Phân biệt các chân của đèn Led
3. Nếu không dùng Biến áp hạ áp mà dùng trực tiếp lưới nguồn thì
phải chọn Điốt và tải như thế nào?
4. Dạng điện áp ra trên tải có đổi dấu không? Muốn không có đoạn
điện áp âm trên tải thì phải làm thế nào?
5. Tác dụng của tụ C?
Chấm điểm:
Mạch đẹp (mối hàn
tròn, tiếp điện tốt, cách bố trí linh kiện), chạy ổn định, an toàn
Kết hợp với kiểm
tra tình huống
+ Khi mất pha
+ Khi quá tải
+ Khi hở mạch
+ Chọn trị số linh kiện: van bán dẫn, điện trở, Led....
Thời gian: 6h
Ghi các số liệu đo được và nhận xét vào bảng sau:
Ud
Dạng sóng
Lần đo U2 (V) Có tụ Không
Tải
điện áp
C
1
2
3
4
5
có tụ C
Tải R
ĐCĐMC
3
6
7.5
9
12
Nhận xét:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6
Bài 3: Mạch chỉnh lưu tia 2 pha (1 pha 2 nửa chu kỳ)
(chỉnh lưu với MBA có điểm giữa)
1. Sơ đồ
D1
0V
220 ∼
V
C
R1
+
K
6V
ĐC
Led1
KC
+
D2
12V
2. Nguyên lý hoạt động (Vẽ và phân tích)
3. Yêu cầu thiết kế
- Dùng MBA hạ áp có ít nhất 3 đầu ra thứ cấp
- Dùng 2 Điốt để chỉnh lưu điện áp ra trên tải.
- Có đảo chiều quay động cơ
- Có điều chỉnh tốc độ động cơ dùng biến trở
- Có đèn Led báo có tín hiệu điện và báo chiều quay của động cơ.
- Chọn giá trị thông số của các van và linh kiện thiết bị.
4. Lắp ráp (Học sinh tự làm)
5. Kiểm tra
(cho điểm)
Đánh giá kết quả
6. Câu hỏi
1. Nếu đảo chiều một trong hai Điốt thì hiện tượng ntn?
2. Nếu đảo chiều cả hai Điốt thì hiện tượng ntn?
3. Nếu thay đổi vị trí mắc khóa K lên trước D 1, đóng ngắt K, phân tích
hoạt động?
4. Tại sao phải báo tín hiệu trước khi mắc tải vào?
5. Làm thế nào để nhận biết chiều quay của động cơ?
6. Cách xác định giá trị của các linh kiện trong mạch?
Thời gian: 6h
Ghi các số liệu đo được và nhận xét vào bảng sau:
Lần đo
U2 (V)
Ud
Nhận xét
7
Có tụ
C
1
2
3
4
5
Không
có tụ C
Tải R
3
6
7.5
9
12
8
Tải
ĐCĐMC
Dạng sóng
điện áp
Bài 4: Mạch chỉnh lưu tia 3 pha
1. Sơ đồ
Led1
R
Thứ cấp MBA
3 pha
K1
D1
1
Led2
R
K2
D2
2
Led3
R
KC
+
K3
3
Đ
D3
4
5
2. Nguyên lý hoạt động (vẽ và thuyết minh)
3. Yêu cầu thiết kế
- Dùng MBA 3 pha hạ áp lấy điện áp ở 3 đầu ra thứ cấp
- Dùng 3 Điốt để chỉnh lưu điện áp ra trên tải.
- Có đèn Led báo tín hiệu điện cho từng pha.
- Chọn giá trị thông số của các van và linh kiện thiết bị.
4. Chuẩn bị:
- 3 Điốt công suất D1 ÷ D3 có ID ≥ 5A; UngMax ≥ 600V
- 3 điện trở R ≥ 33KΩ; 3 đèn Led.
- 3 công tắc 2 cực; 5 cọc đấu từ 1÷5;
- 1 đèn công suất Uđ ≥ 220V.
5. Lắp ráp
- Tiến hành lắp ráp mạch, kiểm tra an toàn trước khi cấp điện,
- Đo các giá trị điện áp sau chỉnh lưu Uđ = U45 vào bảng:
K1
0
0
…
1
1
K2
0
0
…
1
1
K3
0
1
…
0
1
U45
Nhận xét gì về điện áp này khi lần lượt đóng các khóa
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6. Kiểm tra: Đánh giá kết quả (cho điểm)
7. Câu hỏi
- Nếu một trong ba Điốt bị đảo chiều thì hiện tượng ntn?
- Cách tính chọn điện trở R cho đèn Led.
- Để cắm điện trực tiếp vào nguồn 3 pha 380V thì phải lựa chọn
điện trở và Điốt như thế nào?
Thời gian: 6h
Bài 5: Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha
1. Sơ đồ
CLC
12V∼
C
9V∼
+
6V∼
+
K1
K2
CT chuyển
mạch
220V
∼
Led2
3V∼
R2
0V
Led3
ĐC
2. Nguyên lý hoạt động
VR 100Ω
(Vẽ và phân tích
trên bảng)
3. Yêu cầu thiết kế
- Dùng MBA hạ áp có ít nhất 3 đầu ra thứ cấp
- Dùng cầu Điốt để chỉnh lưu điện áp ra trên tải.
- Có đảo chiều quay động cơ, có thể hiện chiều quay bằng đèn Led
- Có điều chỉnh tốc độ động cơ dùng biến trở
- Có đèn Led báo có tín hiệu điện và báo chiều quay của động cơ.
- Chọn giá trị thông số của các van và linh kiện thiết bị.
4. Lắp ráp: Học sinh thực hiện có sự hướng dẫn của giáo viên
10
5. Kiểm tra:
- Thay đổi các mức điện áp cấp vào bộ chỉnh lưu khác nhau, ứng
với mỗi mức đo điện áp ra sau chỉnh lưu ghi vào bảng
- Kiểm tra chiều quay của động cơ khi đảo chiều điện áp
- Kiểm tra tốc độ động cơ khi thay đổi mức điện áp cấp cho động
cơ, khi điều chỉnh biến trở.
- Đánh giá kết quả (cho điểm)
6. Câu hỏi
Thời gian: 12h
Bài 6: Mạch ổn áp ±5V , ±12V
1. Sơ đồ:
CLC
12
V
+
-
1
C1
220V ∼
C2
7805
+5V
3
C4
2
6V
C3
R1
V
0
2
C5
1
7905
3
-5V
2. Nguyên lý hoạt động (vẽ và phân tích)
3. Yêu cầu thiết kế
- Nguồn ra một chiều ổn định ở mức ±4.95V ÷ ±5.05V (đối với ổn
áp ±5V)
- Khi mắc tải (động cơ điện một chiều công suất nhỏ vàiW thì
không bị sụt áp)
4. Lắp ráp
(Từ sơ đồ nguyên lý bố trí linh kiện cho hợp lý, hàn các mối nối, đảm bảo
không bị sai chân)
5. Kiểm tra
- Dùng đồng hồ vạn năng thang đo áp một chiều đo điện áp ra ở
các cọc đấu xem có phù hợp với yêu cầu không.
- Thử mắc tải vào nguồn ±5V và đo điện áp, ghi vào bảng.
11
6. Câu hỏi
Thời gian: 6h
Bài 7: Mạch Điều áp xoay chiều 1 pha có điều khiển
1. Sơ đồ
Đ 220V
R1 47K
2
220V ∼
VR
Triắc
R2
500K
100
C
0.47µF, 50V
1
3
BT137
R3 33K
2. Nguyên lý hoạt động
( Vẽ và phân tích nguyên lý hoạt động của mạch điều áp xoay chiều 1 pha
tải thuần trở)
3. Yêu cầu thiết kế
- Bố trí mạch nhỏ, mối hàn tròn, dẫn điện tốt.
- Phạm vi điều chỉnh điện áp khi thay đổi góc phát xung (bằng
cách điều chỉnh biến trở VR 500K) từ 40V ÷ 220V.
4. Chuẩn bị thiết bị và linh kiện
- Đèn 220V∼- 40W
- Điện trở điện tử 33K, 47K, 100Ω, biến trở 500K
- Tụ hóa (một chiều) 0.47µF, 50V
- Triắc BT137
5. Lắp ráp (Tiến hành lắp ráp và hàn theo sơ đồ trên)
6. Kiểm tra: Đánh giá và cho điểm
7. Câu hỏi: Các ứng dụng của phương pháp ĐAXC 1 pha trong thực tế?
Thời gian: 6h
12
Bài 8: Viết báo cáo nhận thức sau khi học và Thực hành
môn học ĐTCS (6h)
Nêu lên tầm quan trọng của môn học ĐTCS?
-
Các ứng dụng rộng rãi của ĐTCS trong cuộc sống và trong công
nghiệp? Cho ví dụ?
Cung cấp các kiến thức về linh kiện điện tử, bán dẫn và công
suất cho người học?
Cung cấp kiến thức về nguyên lý hoạt động và các dạng sóng cơ
bản?
Sau khi được thực hành:
- Có thể nhận biết, đọc được giá trị các thiết bị, linh kiện hay
không?
- Có thể phân tích nguyên lý hoạt động của mạch hay không?
- Có thể xây dựng sơ đồ mạch thật từ sơ đồ nguyên lý?
- Kiểm nghiệm tính đúng đắn của lý thuyết so với thực hành?
- Có thể kiểm tra linh kiện, mắc, hàn nối, đi dây đúng sai?
- Đo đạc số liệu, sửa chữa hỏng hóc và phát hiện hư hỏng?
- Nắm bắt được và tìm được nguyên nhân hỏng hóc từ đó tìm
cách khắc phục khi gặp mô hình mạch tương tự.
- Nhận thấy các phương pháp cơ bản xây dựng mạch và cách
bảo vệ?
- Rút ra kinh nghiệm và điều có ích cho bản thân.
Kết luận
- Khẳng định lại tầm quan trọng và yêu cầu phải nắm bắt và hiểu
được ĐTCS?
- Ý kiến của riêng em để phát triển hơn nữa lĩnh vực điện tử công
suất tại nhà trường và đất nước....?
13