TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ

Đề tài:

Luận văn Tốt nghiệp
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ

GV hướng dẫn:

Sinh viên:

ThS. Dương Quốc Chánh Tín

Thạch Trung
Lớp: SP Vật lý 02 - K34
MSSV: 1080256

Cần Thơ, 2012


LỜI CẢM ƠN
Bốn năm Đại học là quãng thời gian khá ngắn trên con đường tìm đến tri
thức khoa học. Cũng trong khoảng thời gian đó, các thầy cô đã tận tình chỉ dạy,
truyền đạt kiến thức của mình cho không chỉ riêng em mà còn nhiều sinh viên
khác nữa. Kiến thức mà các thầy cô truyền đạt không chỉ trong chuyên ngành Vật
lý mà còn là những kỹ năng sống giúp chúng em vững bước sau này. Để có thể
hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp thì việc vận dụng những kiến thức ấy càng làm
cho em nhớ đến công ơn của các thầy cô. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và lời
chúc sức khỏe đến toàn thể quý thầy cô vì quý thầy cô đã cho em một hành trang

quý giá để hoàn thành tốt đề tài và phục vụ cho công việc sau này.
Để giúp cho em thực hiện được đề tài này, thầy Dương Quốc Chánh Tín đã
nhiệt tình hướng dẫn, chỉnh sửa cũng như góp ý, giúp em có hướng đi đúng và
thực hiện xong đề tài của mình một cách nhanh chóng. Em xin gửi lời cảm ơn sâu
sắc đến với thầy, bởi qua sự hướng dẫn nhiệt tình chu đáo, em không chỉ học hỏi
thêm được những kiến thức quan trọng, mà còn học được trình tự thực hiện một đề
tài cũng như tác phong làm việc của một người nghiên cứu khoa học.
Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn những tác giả của các tài liệu đã
cung cấp những thông tin chính xác giúp em hoàn thành tốt luận văn.
Gia đình, bạn bè là những người luôn động viên, khích lệ em về mặt tinh
thần. Em xin gửi lời cảm ơn đến mọi người.
Đề tài tuy được chuẩn bị và thực hiện một cách chu đáo, nghiêm túc nhưng
vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Một phần do hạn chế về mặt thời gian,
một phần do hạn chế trong kinh nghiệm và kiến thức. Em mong sẽ nhận được
những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để có thể tìm cách khắc phục
kịp thời.
Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn và lời chúc sức khỏe đến tất cả mọi người.
Xin chân thành cảm ơn.

Người thực hiện đề tài
Thạch Trung


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................

...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................



...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................


TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài:
TÌM HIỂU MỘT SỐ THIẾT BỊ THÔNG DỤNG
TRONG ĐỜI SỐNG THUỘC LĨNH VỰC KIẾN THỨC
PHẦN ĐIỆN HỌC

Phần 1. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
2. Mục đích của đề tài
3. Mục tiêu của đề tài
4. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu đề tài
5. Giới hạn của đề tài
6. Các bước thực hiện đề tài
Phần 2. NỘI DUNG
Chương 1. Pin và Ắc quy
Chương 2. Lò vi sóng và Bếp điện từ
Chương 3. Nhiệt kế nhiệt điện
Chương 4. Hệ thống tắt mở đèn tự động
Chương 5. Quạt điện và máy phát điện
Chương 6. Cassette và đầu đĩa
Chương 7. Điện thoại di động
Chương 8. Nồi cơm điện và bóng đèn
Phần 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ



MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Nhận xét của giáo viên
Tóm tắt luận văn
Mục lục
Danh sách các chữ viết tắt

Trang
Phần 1. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài.................................................................................................1
2. Mục đích của đề tài.............................................................................................1
3. Mục tiêu của đề tài..............................................................................................1
4. Phương pháp và phương tiện nghiên cứu đề tài..................................................2
5. Giới hạn của đề tài...............................................................................................2
6. Các bước thực hiện đề tài....................................................................................2
Phần 2. NỘI DUNG
Chương 1. PIN VÀ ĂCQUY
1.1. Tìm hiểu về Pin ............................................................................................ 3
1.1.1. Nguồn gốc .......................................................................................3
1.1.2. Một số khái niệm cơ bản ..................................................................4
1.1.3. Các loại pin thường gặp ...................................................................4
1.1.3.1. Pin Vôn-ta ............................................................................4
1.1.3.2. Pin Lơ-clan-xê......................................................................6
1.1.3.3. Pin kiềm mangan ..................................................................7
1.1.3.4. Pin kiềm thủy ngân............................................................... 8
1.1.3.5. Pin liti...................................................................................8
1.2. Tìm hiểu về Ắc quy ......................................................................................9

1.2.1. Các đặc tính của bình Ắc quy............................................................ 9
1.2.2. Các loại Ắc quy thường gặp………………………………………...10
1.2.2.1. Ăc quy chì…………………………………………………. 10
1.2.2.2. Ắc quy nikel (acquy kền)………………………………….. 12
1.2.3. Ứng dụng của Ắc quy……………………………………………….12
Chương 2. LÒ VI SÓNG VÀ BẾP ĐIỆN TỪ
2.1. Tìm hiểu về Lò vi sóng................................................................................ 14
2.1.1. Các khái niệm cơ bản ...................................................................... 14
2.1.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động..................................................... 16
2.1.3. Phân loại ......................................................................................... 17
2.1.4. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................. 18
2.1.5. Các lưu ý khi sử dụng ..................................................................... 19


2.2. Tìm hiểu về Bếp điện từ............................................................................... 19
2.2.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................. 19
2.2.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động..................................................... 20
2.2.3. Phân loại ......................................................................................... 22
2.2.4. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................. 22
2.2.5. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................. 24
Chương 3. NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN
3.1. Các khái niệm cơ bản................................................................................... 25
3.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động ................................................................. 26
3.3. Ứng dụng..................................................................................................... 27
3.4. Ưu điểm và nhược điểm............................................................................... 27
Chương 4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TẮT MỞ ĐÈN TỰ ĐỘNG
4.1. Các khái niệm cơ bản................................................................................... 28
4.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động ................................................................. 33
4.3. Phân loại...................................................................................................... 34
4.4. Ưu điểm và nhược điểm............................................................................... 35

4.5. Một số điều cần lưu ý khi sử dụng ............................................................... 35
Chương 5. QUẠT ĐIỆN VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN
5.1. Tìm hiểu về quạt điện .................................................................................. 36
5.1.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động....................................................... 36
5.1.2. Phân loại ........................................................................................... 40
5.1.3. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................... 40
5.2. Tìm hiểu về máy phát điện........................................................................... 40
5.2.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................... 41
5.2.2. Phân loại ........................................................................................... 41
5.2.3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động....................................................... 42
5.2.4. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................... 45
5.2.5. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................... 46
Chương 6. CASSETTE VÀ ĐẦU ĐĨA
6.1. Tìm hiểu về Cassette.................................................................................... 47
6.1.1. Các khái niệm cơ bản ........................................................................ 47
6.1.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động....................................................... 49
6.1.3. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................... 52
6.1.4. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................... 53
6.2. Tìm hiểu về đầu đĩa ..................................................................................... 53
6.2.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động....................................................... 53
6.2.2. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................... 61
6.2.3. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................... 61


Chương 7. ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG
7.1. Một số khái niệm cơ bản về điện thoại di động ............................................ 62
7.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động ................................................................. 62
7.2.1.Cấu tạo............................................................................................... 62
7.2.2.Nguyên tắc hoạt động ........................................................................ 64
7.3. Phân loại...................................................................................................... 70

7.4. Ưu điểm và nhược điểm............................................................................... 71
7.5. Một số lưu ý khi sử dụng ............................................................................. 71
Chương 8. NỒI CƠM ĐIỆN VÀ BÓNG ĐÈN
8.1. Tìm hiểu về Nồi cơm điện ........................................................................... 73
8.1.1. Các khái niệm cơ bản ...................................................................... 73
8.1.2. Phân loại ......................................................................................... 74
8.1.3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động..................................................... 74
8.1.4. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................. 76
8.1.5. Các lưu ý khi sử dụng ..................................................................... 76
8.2. Tìm hiểu về Bóng đèn.................................................................................. 77
8.2.1. Một số khái niệm cơ bản ................................................................. 77
8.2.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động..................................................... 78
8.2.3. Phân loại ......................................................................................... 82
8.2.4. Ưu điểm và nhược điểm .................................................................. 82
8.2.5. Một số lưu ý khi sử dụng................................................................. 84
Phần 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................. 85
1. Kết luận ................................................................................................. 85
2. Kiến nghị............................................................................................... 85
3. Những dự định trong tương lai............................................................... 85
Tài liệu tham khảo............................................................................................ 87


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. CPU : Center Processor Unit (Đơn vị xử lý trung tâm)
2. LCD: Liquid Crystal Display (Màn hình tinh thể lỏng)
3. EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (Bộ nhớ
lập trình và xóa được bằng điện)
4. IMEI: International Mobile Equipment Identity (Mã số nhận dạng tiêu chuẩn
Quốc tế)

5. GND: Ground (chỉ điểm nối đất)
6. CLK: Clock (Xung đồng hồ, xung nhịp)
7. IC: International Circuit (Mạch tổ hợp)
8. PDA: Personal Digital Assistant (Thiết bị trợ giúp số cá nhân)
9. SIM: Subriber Identijication Module (Nhận dạng hòa mạng)
10. GMC: Global Sytem for Mobile Communication (Hệ thống giao tiếp toàn cầu
của ĐTDĐ)
11. RAM: Random Access Memory (Một loại bộ nhớ chính của máy tính)


Phần 1. MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vật lý là một trong những ngành khoa học có khả năng ứng dụng cao. Trong
cuộc sống hàng ngày, ta luôn gặp những hiện tượng, những lĩnh vực Vật lý ở nhiều
góc độ khác nhau. Ví dụ ta đang sống trong một hệ quy chiếu Vật lý 4 chiều, ta
đứng được trên mặt đất là nhờ lực hấp dẫn của Trái Đất và lực ma sát giữa chân ta
với mặt đất, khi ta sử dụng quạt gió là có dòng điện Phu-cô v.v... Sống trong một
môi trường đầy “Vật lý” mà ta không biết nguyên nhân các hiện tượng và giải thích
bản chất các hiện tượng thì đó cũng là một điều thiếu sót. Đặc biệt, đối với một sinh
viên ngành Sư phạm Vật lý thì nhu cầu đó là hết sức cần thiết.
Ca dao tục ngữ ta có câu “Học phải đi đôi với hành”. Hầu hết lượng kiến
thức mà giảng viên truyền đạt trên lớp đều thuộc phần lý thuyết. Do đó, việc vận
dụng lý thuyết vào thực tế rất được coi trọng. Thứ nhất, nó chứng minh được mức
độ thông hiểu và rèn luyện kỹ năng của người học. Thứ hai, khi kết hợp được lý
thuyết và thực tiễn đôi khi đem lại những sản phẩm và phát minh mới.
Hiện nay, khi trình độ khoa học phát triển vượt bậc thì có càng nhiều sản
phẩm và thiết bị mới được ra đời. Trong khi nhu cầu tìm hiểu của con người là vô
hạn, không chỉ đối với người trong chuyên ngành mà những người sử dụng sản
phẩm họ cũng có nhu cầu tìm hiểu. Công trình nghiên cứu và tìm hiểu của những
người đi trước là khá nhiều nhưng lại ít tập trung vào giải thích chi tiết, hoặc có giải

thích nhưng còn rời rạc, làm cho người đọc khó hiểu được vấn đề. Nếu nắm được
những thông tin về một thiết bị, người sử dụng sẽ mạnh dạn hơn trong việc tiếp cận
với nó và yên tâm hơn trong khi sử dụng. Một trong những giải pháp cho vấn đề
này đó là có một tài liệu tìm hiểu về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và sử dụng thiết
bị. Đó cũng là lý do để em thực hiện đề tài này.

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Vận dụng kiến thức đã học vào giải thích nguyên tắc hoạt động của một số
thiết bị điện. Nâng cao khả năng vận dụng từ lý thuyết sang thực tế. Đồng thời, tạo
ra một tài liệu giúp cho người đọc tiếp cận dễ dàng với kiến thức Vật lý.

3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài được xây dựng nhằm ba mục tiêu chính sau đây:
o Vận dụng kiến thức được học vào thực tiễn cuộc sống. Một phần để
nâng cao tính thiết thực của môn học, một phần để kiểm tra lại những kiến
thức đã tiếp thu trong quá trình học tập.
o Đưa ra sự giải thích ngắn gọn, dễ hiểu giúp người đọc dễ dàng tiếp
cận với lĩnh vực Vật lý sơ cấp.

-1-


o Phân tích các ưu điểm, nhược điểm của từng loại thiết bị từ đó đưa ra
cách sử dụng hợp lý nhất nhằm tăng tuổi thọ của thiết bị.

4. CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
4.1. Phương pháp thực hiện đề tài
 Đọc các tài liệu có liên quan đến các thiết bị nằm trong đề tài nghiên
cứu, phát hiện ra những khái niệm ban đầu cần làm rõ.
 Nghiên cứu lý thuyết về các khái niệm, đi sâu vào bản chất Vật lý.

 Phân tích các bộ phận của thiết bị, làm rõ chức năng, nhiệm vụ của các
bộ phận.
 Giải thích tổng quát quá trình làm việc của thiết bị dựa trên nền tảng lý
thuyết nghiên cứu ở phần trên.
 Đưa ra các ưu điểm và khuyết điểm, các lưu ý khi sử dụng thiết bị để
giúp người sử dụng nâng cao tuổi thọ của thiết bị và được an toàn trong
khi sử dụng các thiết bị này.
4.2. Phương tiện thực hiện đề tài
 Các tài liệu tham khảo gồm có: các giáo trình chuyên ngành vật lý,
điện- điện tử, điện cơ khí..
 Các trang web khoa học, bài phát minh về những thiết bị dùng trong
sinh hoạt hàng ngày.

5. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Do giới hạn về mặt thời gian nên đề tài chỉ tìm hiểu chín thiết bị điện được
ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, từ những thiết bị này người đọc
cũng có thể tự khám phá những thiết bị khác có nguyên tắc hoạt động tương tự. Do
đó đề tài mang tính mở rộng cao, hướng người đọc đi tìm cái mới dựa trên nền tảng
những cái đã biết.

6. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Bước 1: Nhận đề tài
Bước 2. Tìm kiếm tài liệu, thông tin trên mạng có liên quan tới đề tài.
Bước 3. Đọc và phân tích các thông tin, từ đó viết đề cương.
Bước 4. Tiến hành viết đề tài theo đề cương và trao đổi với GVHD.
Bước 5. Viết bài luận, chỉnh sửa, hoàn thiện bài viết.
Bước 6. Viết báo cáo.
Bước 7. Bảo vệ luận văn.

-2-



Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

PHẦN 2: NỘI DUNG
Chương 1

PIN VÀ ACQUY

Chương này sẽ tìm hiểu những loại pin và acquy được sử dụng phổ biến hiện nay,
từ hình dạng bên ngoài đến nguyên tắc hoạt động, cũng như các thiết bị sử dụng của
từng loại pin và acquy. Nội dung chương cũng đề cập đến hiện tượng điện phân – nguyên
nhân chính tạo nên hoạt động của pin và acquy.
Pin/Acquy là một loại thiết bị dùng để lưu trữ năng lượng dưới dạng hoá năng. Khi ta
sử dụng, năng lượng này sẽ dần chuyển đổi thành điện năng. Hai tên gọi pin và ắc quy được
dùng cho mục đích phân biệt 2 loại pin nhỏ và lớn.
Những loại pin thông thường, dạng viên cục nhỏ hay lớn cỡ lòng bàn tay thì gọi là
pin, chỉ dùng sử dụng cho những vật dụng thông thường trong sinh hoạt gia đình như đèn
pin, remote, đồng hồ....Còn những bình phát điện thứ cấp dùng phát điện quy mô lớn hơn
như cung cấp nguồn điện cho các loại xe, phát điện cho toàn bộ ngôi nhà, v.v.. thì gọi là ắc
quy.
Một đặc điểm khác biệt giữa pin và acquy đó là pin không thể phục hồi sau khi đã sử
dụng hết năng lượng, còn acquy thì vẫn có thể phục hồi (sạc) để tái sử dụng.

1.1. TÌM HIỂU VỀ PIN
1.1.1. Nguồn gốc
Sau nhiều công trình nghiên cứu, nhà Vật lý người Ý Vônta đã phát hiện ra rằng điện
được sinh ra do phản ứng hóa học và phản ứng này chỉ có khi hai thứ kim loại khác nhau

được tiếp xúc với nhau trong một dung dịch muối.
Ông đã tiến hành thí nghiệm bằng cách làm các
miếng tròn bằng đồng và kẽm rồi xếp một miếng đồng cách
một miếng kẽm bằng một miếng giấy xốp tẩm dung dịch
muối ăn. Sau đó, ông nối miếng trên cùng và dưới cùng của
chồng các miếng tròn bằng một sợi dây dẫn điện thì phát
hiện có dòng điện chạy qua. Đó là chiếc bình phát điện đầu
tiên và có tên gọi là “Pin Vônta”.
Hình 1.1. Pin Vônta

Để cho ngắn gọn, người ta đã gọi tên theo hình ảnh chiếc máy từ mô tả của ông, gọi
nó là một chồng, tiếng Ý là pila, tiếng Pháp pile được phiên âm ra tiếng Việt: Pin.
Lúc này, Vônta cũng không có trong tay lý thuyết về cấu tạo nguyên tử của hoá chất
-3-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

để giải thích các phản ứng lý – hoá tạo ra dòng điện trong chiếc “máy” của ông: ở hai cực
của pin, trong dung dịch điện phân (nước muối) sẽ diễn ra hai “nửa-phản ứng”, oxy hoá (ở
cực dương) và khử (cực âm), tạo ra một trao đổi electron (điện tử), và khi một sợi dây dẫn
điện được nối với hai cực của pin, electron chạy vào dây tạo ra dòng điện.
1.1.2. Một số khái niệm cơ bản
1.1.2.1.Dòng điện:
Là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng (ví dụ: dòng điện xuất hiện khi có sự
dịch chuyển có hướng của các electron tự do trong kim loại, hoặc sự dịch chuyển có hướng
của ion dương và ion âm trong dung dịch điện phân). Electron tự do, các ion dương và âm
gây nên dòng điện được gọi là các hạt tải điện.

1.1.2.2.Hiệu điện thế điện hoá:
Khi một thanh kim loại tiếp xúc (nhúng vào) một chất điện phân (dung dịch muối,
axit, bazơ) thì do tác dụng hoá học, trên mặt thanh kim loại và ở dung dịch chất điện phân
xuất hiện 2 loại điện tích trái dấu nhau. Khi đó, giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân
có một hiệu điện thế xác định, được gọi là hiệu điện thế điện hoá.
1.1.2.3.Điện cực:
Tuỳ theo từng kim loại nhúng vào chất điện phân mà nó sẽ mang một điện tích xác
định. Ví dụ: khi nhúng một thanh kẽm và một thanh đồng vào dung dịch H2SO4 loãng thì
thanh kẽm sẽ tích điện dương, thanh đồng tích điện âm. Khi đó, ta gọi thanh kẽm là điện cực
âm, còn thanh đồng là điện cực dương.
1.1.3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một số loại Pin thường gặp
1.1.3.1. Pin Vôn ta:
 Cấu tạo

Hình 1.2. Các bộ phân
chính của pin Vônta

Pin Vônta được coi là nguồn điện hoá học được chế tạo đầu tiên, nó sinh ra dòng điện
duy trì khá lâu. Cấu tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) nhúng
trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng.
Nguyên tắc hoạt động
Sự tạo thành suất điện động:
Do tác dụng hóa học, các ion kẽm Zn2+ từ thanh kẽm đi vào dung dịch axit sunfuric
làm cho dung dịch tiếp giáp với thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên
-4-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy


tích điện âm. Vì thế giữa thanh kẽm và dung dịch có một điện trường hướng từ dung dịch
đến thanh kẽm. Điện trường này ngăn cản sự dịch chuyển tiếp theo của các ion Zn2+ từ thanh
kẽm vào dung dịch, đồng thời tăng cường sự dịch chuyển ngược lại của các ion Zn2+ từ dung
dịch vào thanh kẽm.
Sự cân bằng điện hóa được thiết lập khi số ion đi ra khỏi thanh kẽm và số ion đi vào
thanh kẽm bằng nhau. Thí nghiệm chứng tỏ khi đó giữa thanh kẽm và dung dịch có hiệu điện
thế điện hóa khoảng U1 = -0,74V.
Còn ở phía thanh đồng thì các ion H+ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng và thu
lấy các electron có trong thanh đồng. Do đó, thanh đồng mất bớt electron nên được tích điện
dương. Khi cân bằng điện hóa được thiết lập, giữa thanh đồng và dung dịch có hiệu điện thế
điện hóa khoảng U2 = 0,34V.
Kết quả là giữa 2 cực của pin Vônta có hiệu điện thế xác định vào khoảng E = U2 –
U1 = 1,1V. Đó chính là suất điện động của pin Vônta.
Sự phân cực của pin. Chất khử cực:
Khi các ion H+ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng, chúng tạo thành lớp bọt khí
hiđrô (H) bao bọc xung quanh cực đồng, ngăn cản các ion H+ tiếp theo bám vào cực. Do đó,
lớp bọt khí này có tác dụng như một lớp điện trở, làm cho điện trở trong của pin tăng lên
đáng kể. Hiện tượng này được gọi là sự phân cực của pin.
Chất khử cực là một chất oxi hoá mạnh, khử được ion hiđrô bám vào điện cực của
pin, giúp cho pin tránh được hiện tượng phân cực.
Ứng dụng:
Vì dòng điện mà pin Vônta tạo ra rất nhỏ nên người ta chỉ tạo
nên những ứng dụng dựa trên nguyên tắc hoạt động của nó.
Nguyên lý hoạt động của pin Vônta được ứng dụng trong công
nghệ mạ điện (là quá trình điện hoá phủ lớp kim loại lên một vật).
Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ được gắn với cực âm catôt,
kim loại mạ gắn với cực dương anôt của nguồn điện trong dung dịch Hình 1.3. Mạ đồng
điện môi.
Cực dương của nguồn điện sẽ hút các electron e- trong quá trình oxi hoá và giải phóng

các ion kim loại dương, dưới tác dụng lực tĩnh điện các ion dương này sẽ di chuyển về cực
âm, tại đây chúng nhận lại e- trong quá trình oxi hoá khử, hình thành lớp kim loại bám trên
bề mặt của vật được mạ.
Độ dày của lớp mạ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện của nguồn và thời gian mạ. Ví
dụ: mạ đồng trong dung dịch điện môi SO42-, tại cực dương:
Cu → Cu2+ + 2eCu2+ + SO42- → CuSO4
CuSO4 dễ tan trong dung dịch, nên tại cực âm, CuSO4 điện ly thành:
CuSO4 → Cu2+ + SO42Cu2+ + 2e- → Cu
-5-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

Kim loại mạ thường là vàng, bạc, đồng, niken… và được dùng trong việc sản xuất đồ
trang sức, linh kiện điện tử, đồ gia dụng không gỉ...
1.1.3.2. Pin Lơ-clan-xê:
 Cấu tạo
Pin Lơ-clan-xê thuộc loại pin muối hay còn gọi là pin axit, là loại pin rất cổ điển và
cũng rất thông dụng. Cấu tạo của pin Lơ-clan-xê gồm:
 Điện cực âm bằng kẽm, nó hợp thành vỏ ngoài.
 Chất điện phân là dung dịch amoni-clorua.
 Chất khử cực là mangan-dioxid.
 Điện cực dương bằng than.

Pin Lơ-clan-xê là loại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ở Việt Nam, pin Lơclan-xê được sản xuất dưới nhãn hiệu pin con Thỏ (Văn Điển, Hà Nội), pin con Ó.
Điện áp của pin khô vào khoảng 1,5V.
 Nguyên tắc hoạt động của pin Lơ-clan-xê:
Hoá học cho ta các phương trình phản ứng sau:

Tại cực âm:
(-) : Zn  Zn2+ + 2e
Tại cực dương:
(+): 2MnO2 + 2H+ + 2e  Mn2O3.H2O
Zn + 2NH4+ + 2MnO2  Zn2+ + NH3 + 2MnO(OH)
Do sự có mặt của NH3, NH4+ và Cl- ; chúng sẽ phản ứng với Zn2+ để tạo ra các
sản phẩm phụ như: ZnMn2O4, ZnCl2, Zn(OH)2, Zn(NH3)2Cl2. Các sản phẩm này tích
tụ dần dần quanh cực dương làm cho pin mất dần khả năng hoạt động.
 Ứng dụng:
Một số thiết bị sử dụng nguồn điện từ pin Lơ-clan-xê: đèn pin, đồ chơi trẻ em, thiết bị
điều khiển ti vi (remote)….

-6-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

Hình 1.6. Một số ứng dụng
của pin Lơ-clan-xê

1.1.3.3. Pin kiềm mangan:
 Cấu tạo

Hình 1.7. Pin kiềm mangan

Do sự phát triển của vật liệu, pin Lơclan-xê được cải tiến thành loại pin kiềm với
hiệu suất cao hơn. Cấu tạo của pin kiềm bao
gồm:

 Điện cực âm bằng kẽm và nó tạo nên lớp vỏ
ngoài.
 Chất điện phân là dung dịch kali hidroxit
(KOH, là dung dịch kiềm mạnh), điều đó giải
thích tên gọi của pin.
 Chất khử cực là mangan-dioxid.
 Điện cực dương là sự pha trộn giữa than và
mangan dioxid.

 Nguyên tắc hoạt động
Hoạt động của pin kiềm mangan cũng tương tự như ở pin Lơ-clan-xê. Do hiện tượng
phân cực, cực dương của pin bị các sản phẩm hoá học tích tụ dẫn đến quá trình hoạt
động của pin trở nên thụ động.
 Ứng dụng:
Pin kiềm mangan được sử dụng trong đồ chơi điện tử, đèn pin, radio,…
1.1.3.4. Pin kiềm thủy ngân
 Cấu tạo
Hình dáng và kích cỡ tương tự như pin kiềm mangan.
Pin thuỷ ngân có dung lượng điện năng cao hơn các pin nêu trên; song giá
thành của nó cũng khá đắt tiền. Pin thuỷ ngân có cấu tạo gồm:
 Điện cực âm cơ bản bằng kẽm.
 Chất điện phân cơ bản là kiềm (KOH-kali hidroxit) và Zincat kiềm(ZnOK2).
 Điện cực dương là oxit thuỷ ngân (HgO) và cacbon ở dạng kem nhão.
Toàn bộ được bọc kín trong một hộp bé hình trụ với nắp có gioăng kín.
-7-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy


Nguyên tắc hoạt động của pin kiềm thuỷ ngân:
Các phản ứng tại điện cực:
(-) : Zn(Hg) + 2OH-  ZnO + H2O +2e
(+): HgO + H2O + 2e  Hg +2OHZn + HgO + H2O + 2OH-  Hg + [Zn(OH)4] 2 Sản phẩm tạp thành sau phản ứng tích tụ dần quanh cực dương và làm pin mất dần
khả năng hoạt động.
Pin thuỷ ngân có điện áp bằng 1.35 (V).
Ứng dụng:
Pin kiềm thủy ngân dùng trong máy ảnh kĩ thật số, camera, đồng hồ…

Hình 1.8. Một số dụng cụ ứng
dụng của pin kiềm thủy ngân

1.1.3.5. Pin Lithium
Ngoài những loại pin kể trên, pin lithium là sự tổ hợp mới mẻ giữa cực âm Li với cực
dương là oxit hoặc sunfua kim loại (MnO2, TiS2). Nguyên tắc hoạt động của pin lithium vẫn
dựa trên quá trình điện phân.
Một số đối tượng ứng dụng của pin lithium: laptop, điện thoại di động…

Hình 1.9. Một số dụng cụ ứng dụng của pin lithium

-8-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

1.2. TÌM HIỂU VỀ ACQUY
Acquy là một nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dụa trên phản ứng hoá

học thuận nghịch: tích trữ điện năng dưới dạng hoá năng (lúc nạp điện) và giải phóng năng
lượng dưới dạng điện năng (phát điện).
1.2.1. Các đặc tính của bình Ắc quy
1.2.1.1.Điện áp:
Điện áp của acquy phụ thuộc vào các yếu tố sau:
 Bản chất của các điện cực
 Nồng độ chất điện phân
 Số bản cực của acquy
 Ngoài ra, điện áp này còn phụ thuộc vào nguồn nạp. Tuỳ theo nguồn nạp mà
điện áp ở mỗi ngăn của acquy khi được nạp đầy sẽ đạt 2.6V – 2.7V, và khi
acquy phóng điện hoàn toàn là 1.7V – 1.8V.
1.2.1.2.Dung lượng:
Là lượng điện năng mà một acquy có thể phục hồi trở lại sau khi đã phóng điện trong
1 giờ, 5 giờ hay 20 giờ. Dung lượng được tính bằng bằng Ampe.giờ (A.h). Một bình acquy
có dung lượng là 40A.h có nghĩa là nó có khả năng phóng hay xuất ra dòng điện 2 ampe
trong thời gian 20 giờ.
1.2.1.3.Điện trở trong của acquy:
Là trị số điện trở bên trong, bao gồm điện trở các bản cực, điện trở dung dịch điện
phân có xét đến sự ngăn cách của các tấm ngăn giữa các cực. Thông thường trị số này là
0.001  – 0.0015  khi acquy được nạp đầy, và khi acquy phóng điện hoàn toàn là 0.02  –
0.025  .
1.2.1.4.Năng lượng - khối:
Là số lượng oát-giờ (Wh) đối với mỗi kilogam khối mà một acquy có thể tích lũy
được. Một acquy có dung lượng 40Ah – 12V có thể tích lũy năng lượng 40.12 = 480Wh.
Nếu nó cân nặng 18kg thì nó sẽ có một năng lượng khối là 480/18 = 26,6 Wh/kg.
1.2.1.5.Số lượng chu kì: là số lần nạp điện (hoặc phóng điện) có thể đạt được của
aquy. Thông thường là 500 - 1500 lần đối với acquy chì và 2000 - 4000 lần đối với acquy
nickel.
1.2.2. Một số loại Ắc quy:
1.2.2.1. Ắc quy chì:

 Cấu tạo
Acquy chì do Gaxton Planté phát minh năm 1859, là loại acquy đơn giản, còn gọi là
acquy axit. Các bản cực của ắc quy có dạng vỉ lưới, bản cực dương của ắc quy làm bằng ôxít
chì (PbO2), còn các bản cực âm làm bằng chì (Pb), chất điện phân là dung dịch axit sunfuric
loãng.
-9-


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

Hình 1.10. Các bộ phận trong bình ắc quy

Các bản cực dương và âm được bố trí xen kẽ nhau và giữa chúng có các vách ngăn.
Các vách ngăn có dạng tấm mỏng, có tính thẩm thấu cao và không được dẫn điện. Một ắc
quy thường có nhiều ngăn (hộc) nối tiếp nhau, tuỳ theo điện thế cần cung cấp ắc quy sẽ có số
ngăn khác nhau. Mỗi ngăn của ắc quy chỉ có thể sinh ra điện áp 2.1 ~ 2.2V, như vậy nếu điện
áp ắc quy là 6V thì có 3 ngăn; nếu điện áp khoảng 12V thì phải có 6 ngăn.
 Nguyên tắc hoạt động của acquy chì:
o Quá trình phóng điện:
Khi nối hai đầu cực của acquy với tải thì một mạch kín được hình thành. Kết quả tác dụng
hoá học giữa các điện cực với dung dịch điện phân làm xuất hiện chì sunfat (PbSO4) ở xung quanh
các điện cực, làm cho các điện cực dần dần giống nhau về bản chất.
Đối với dung dịch chất điện phân: axit sunfuric bị phân ly thành ion H+ và ion SO4-; đồng
thời quá trình cũng tạo ra nước trong dung dịch, do đó nồng độ dung dịch giảm dần.

Hình 1.11.
Quá trình phóng
điện của ắc quy


- 10 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

o Quá trình nạp:
Khi nối nguồn điện một chiều vào hai đầu cực của acquy, do quá trình điện phân và phân ly
mà ở cực dương xuất hiện chì điôxit (PbO2) và ở cực âm xuất hiện chì (Pb), như vậy, ở hai bản cực
đã có sự khác nhau về cực tính.
Acquy được coi là đã nạp đầy khi quan sát thấy dung dịch sủi bọt đều (còn gọi là hiện tượng
sôi).
Chiều của dòng điện: cực dương  dd điện phân  cực âm

Hình 1.12
Quá trình nạp điện của
ắc quy

1.2.2.2. Ắc quy nikel (acquy kền)
 Mô tả:
Cũng là loại acquy được sử dụng phổ biến, acquy kiềm thường gồm hai loại: acquy
sắt – niken và acquy cađimi–niken. Trong acquy cađimi–niken, cực dương được làm bằng
kền hiđrôxit Ni(OH)2, còn cực âm được làm bằng cađimi hiđrôxit Cd(OH)2; các cực này
được ngâm trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH.
Acquy kiềm có suất điện động và hiệu suất nhỏ hơn so với acquy axit (suất điện động
là 1.25V), nhưng nhẹ hơn, thời gian sử dụng lâu hơn và đặc biệt là chịu được dòng điện có
cường độ lớn (ví dụ như khi khởi động xe máy, ô tô...).
 Nguyên tắc hoạt động của acquy nickel:

Dựa trên hiện tượng điện phân, tương tự như nguyên tắc hoạt động của acquy chì.
1.2.3.ỨNG DỤNG CỦA ẮC QUY
Acquy được ứng dụng nhiều cho các nguồn dự phòng dân dụng và công nghiệp: xe
máy, ô tô, máy bay, nguồn điện thắp sáng, thiết bị y tế, trang bị cho phòng thí nghiệm, v.v...

- 11 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 1: Pin và Acquy

Hình 1.13. Một số ứng dụng của ắc quy

- 12 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 2: Lò vi sóng & bếp điện từ

Chương 2
LÒ VI SÓNG VÀ BẾP ĐIỆN TỪ

Lò vi sóng và bếp điện từ là hai thiết bị được dùng trong việc nấu nướng đã được phát
minh từ lâu nhưng vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay vì những ưu điểm độc
đáo của nó. Nhu cầu của con người ngày càng cao, theo đó, khoa học không ngừng phát
triển với mục tiêu tạo ra những đồ dùng thiết thực, ích lợi cho con người. Lò vi sóng và bếp
điện từ là hai trong số vô vàn những thiết bị được sáng tạo ra nhằm mục tiêu như vậy.


Hình 2.1. Một số loại lò vi ba

Lò vi sóng (còn được gọi là lò vi ba) là một thiết bị ứng dụng sóng vi ba để nấu chín
thức ăn. Ngày 08/10/1945, nam tước Spencer, một kỹ sư vật lý hãng Raytheon – một trong
những hãng chế tạo rađa lớn nhất thế giới đã đưa ra mẫu lò vi ba đầu tiên. Mẫu này có công
suất 1600 Oát, nặng, cồng kềnh và đắt tiền, ban đầu dùng cho bệnh viện và quân đội. Đến
năm 1967, các lò vi sóng được đưa ra thị trường. Ngày nay, việc nấu thực phẩm bằng lò này
đã trở thành một nhu cầu hàng ngày vì tiện lợi, mau chóng lại tốn ít nhiên liệu.

Hình 2.2. Bếp từ

Bếp điện từ là một dụng cụ giúp việc nấu nướng
được sạch sẽ, không khói, tránh gây cháy và nấu
chín thức ăn rất nhanh so với các loại bếp khác.
Năm 1830, Farađay khám phá ra hiện tượng
cảm ứng điện từ nhưng đến 150 năm sau con người
mới có ý tưởng ứng dụng hiện tượng trên vào việc
nấu ăn. Năm 1976, các kỹ sư đưa ra mẫu thiết kế
đầu tiên nhưng do đồ điện tử lúc bấy giờ đắt nên
đến 1991, chiếc bếp điện từ mới đến tay người tiêu
dùng.

- 13 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 2: Lò vi sóng & bếp điện từ

2.1.TÌM HIỂU VỀ LÒ VI SÓNG

2.1.1. Một số khái niệm cơ bản
2.1.1.1. Sóng điện từ
Các giả thuyết của Măcxoen
+ Giả thuyết 1: Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trường
xoáy. Điện trường xoáy là điện trường có các đường sức bao quanh các đường cảm ứng từ
(H.2.3)

Hình 2.3. Điện trường xoáy

Hình 2.4. James Clerk Maxwell
(1831 - 1879), nhà vật lí người Anh

+ Giả thuyết 2: Mọi điện trường biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trường
xoáy. Từ trường xoáy là từ trường có các đường cảm ứng từ bao quanh các đường đường sức
của điện trường.

Hình 2.5. Từ trường xoáy

Từ giả thuyết của Măcxoen dẫn đến kết luận không thể có điện trường hoặc từ trường
tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến
thiên và ngược lại, từ trường biến thiên nào cũng sinh ra điện trường biến thiên.
Điện trường và từ trường biến thiên là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trường
duy nhất được gọi là điện từ trường.

- 14 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 2: Lò vi sóng & bếp điện từ


Sự hình thành sóng điện từ:
Khi một điện tích điểm dao động điều hoà với tần số f thì sự chuyển động của điện
tích này sinh ra một điện trường biến thiên và từ trường biến thiên trong khoảng không gian
xung quanh điện tích với tần số f.
Theo giả thuyết của Măcxoen, xung quanh từ trường biến thiên sinh ra điện trường
biến thiên và ngược lại, từ trường biến thiên sẽ sinh ra điện trường biến thiên. Quá trình này
cứ tiếp tục mãi tạo thành điện từ trường. Điện từ trường này lan truyền đi xa dưới dạng sóng
được gọi là sóng điện từ.

Hình 2.6. Sự lan truyền sóng điện từ

Một số tính chất của sóng điện từ:
- Sóng điện từ là sóng ngang. Sóng điện từ truyền được trong các môi trường
vật chất và cả trong chân không. Vận tốc truyền sóng điện từ rong chân không bằng
vận tốc ánh sáng (3.108 m/s).
- Sóng điện từ có tính chất giống sóng cơ học: có thể phản xạ được trên các
mặt kim loại, có thể khúc xạ và giao thoa được với nhau.
- Sóng điện từ có mang năng lượng, năng lượng này tỉ lệ với luỹ thừa bậc 4
của tần số.
2.1.1.2. Bức xạ điện từ
Bức xạ điện từ (hay bức xạ vi ba) là một loại sóng điện từ có tần số cỡ 2500
MHz (tương ứng với bước sóng khoảng trên 10cm), với bước sóng như vậy, bức xạ
điện từ được xếp vào loại sóng cực ngắn. Sóng có bước sóng càng ngắn thì năng
lượng phát ra càng cao.
- 15 -


Luận văn tốt nghiệp


Chương 2: Lò vi sóng & bếp điện từ

2.1.2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
2.1.2.1. Cấu tạo
Lò vi sóng gồm các bộ phận chính:
7

6

5
4
3
2
1
8
Hình 2.7. Các bộ phận của lò vi ba

Chú thích:
1. Dây điện nguồn: dùng để nối với nguồn điện cung cấp từ bên ngoài
2. Bộ biến tần: thay đổi tần số dòng điện cung cấp cho phù hợp với lò.
3. Bộ lọc.
4. Ngăn nấu: là khoảng không gian rộng bên trong lò để chứa thực phẩm.
5. Đèn phát sóng (Magnetron): tạo ra sóng vi ba có tần số 915MHz hoặc 2450
MHz.
6. Ống dẫn sóng: là ống kim loại hình chữ nhật dùng để truyền dẫn vi sóng.
7. Bộ đảo sóng: có chức năng phát tán sóng ra mọi phía trong ngăn nấu.
8. Dĩa để thực phẩm.
2.1.2.2. Nguyên tắc hoạt động
Sóng vi ba được sinh ra từ nguồn magnetron, sóng vừa mới sinh ra được dẫn
theo ống dẫn sóng đến bộ đảo sóng, tại đây vi sóng được phát tán ra mọi phía vào

ngăn nấu.
Do các bức tường của ngăn nấu làm bằng kim loại nên sóng vi ba phát xạ ra có
thể phản xạ qua lại và bị hấp thụ bởi các vật cản trên đường truyền sóng, mức độ
phản xạ và hấp thụ phụ thuộc vào chất liệu của vật. Các vật chứa nước có khả năng
hấp thụ vi sóng mạnh nhất, còn thuỷ tinh, chất dẻo hầu như hấp thụ rất ít sóng này.
- 16 -