Đề cương môn học Thực hành Điện tử Bài 1.3: Xác định phẩm chất linh kiện thụ động. 1. Giới thiệu chung: 1.1. Các thông số cơ bản của Điện trở: - Giá trị điện trở: Theo định luật Ohm: Dòng điện: I = U/R Điện áp: U = R.I; Điện trở: R = U/I Trong đó: I là Ampere (A); U là Volt (V); R là Ohm (Ω). - Công suất của điện trở: Là trị số chỉ công suất tiêu tán tối đa của nó, nếu dòng điện chảy qua điện trở mà cho ra công suất lớn trị số này thì điện trở sẽ bị cháy. + Công suất điện trở thay đổi theo kích thước lớn hay nhỏ của điện trở. Ví dụ: Công suất 1/4w có chiều dài ≈ 0,7 cm Công suất 1/2w có chiều dài ≈ 1 cm Công suất 4w có chiều dài ≈ 2,4 cm + Cách chọn công suất điện trở: Để điện trở không bị cháy khi có dòng điện chạy qua thì ta chọn theo công thức sau. P = U.I và U = R.I ; I = U/R → P = R.I.I = R.I 2 Hay P = U.U/R = U 2 /R. Chọn công suất của điện trở: P R ≥ 2.P Trong đó 2 gọi là hệ số an toàn. Trong trường hợp đặc biệt hệ số an toàn lớn hơn 2. 1.2. Các thông số cơ bản của tụ điện: - Giá trị điện dung: C = ε.S/d Trong đó C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F). ε : Là hằng số điện môi của lớp cách điện. d : là chiều dày của lớp cách điện. S : là diện tích bản cực của tụ điện. Đơn vị điện dung là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF). 1 F = 10 6 µF = 10 9 nF = 10 12 pF . - Điện tích tụ nạp: Q = C.U Trong đó: Q là điện tích (Coulomb), C là điện dung (Fara), U là điện thế nạp trên tụ (Volt). - Năng lượng tụ nạp và xả: W = CU 2 /2 Trong đó W là điện năng ( Joule) - Điện thế đánh thủng: E = U/d Trong đó: E là điện trường (KV/cm), U là điện thế (KV), d là bề dày điện môi (cm). - Điện thế làm việc: Thường chọn: WV≥ 2.U C (U C là điện thế áp lên tụ điện) Qui ước sai số của tụ: J = ± 5%; K = ± 10%; M = ± 20%. 1.3. Các thông số cơ bản của cuộn cảm: - Điện cảm danh định L: Giá trị này được thiết kế cho từng loại. Các hệ thức biểu thị quan hệ giữa điện cảm và các đại lượng liên quan khác: X L = ω L = 2.π.f L - Tần số làm việc: Mỗi loại cuộn cảm có dải tần số làm việc nhất định gọi là dải thông tần. - Nhiệt độ làm việc cực đại: Là nhiệt độ tối đa cho phép mà cuộn cảm không bị phá hỏng. - Hệ số phẩm chất Q: Phản ánh chất lượng của cuộn cảm, nó phụ thuộc vào cách quấn, kiểu quấn, chủng loại dây quấn, chất lượng lõi, kích thước cuộn cảm, kiểu ghép. - Điện dung ký sinh: - 1 - Đề cương môn học Thực hành Điện tử Nếu cuộn cảm có nhiều tầng, nhiều lớp thì điện dung tạp tán lớn- nhất là cuộn cảm hoạt động ở tần số cao. Muốn khử điện dung ký sinh thì phải quấn theo kiểu quấn chỉ hoặc quấn thành nhiều phần tách biệt. - Điện trở dây quấn: Cuộn cảm có điện trở dây quấn càng nhỏ càng tốt. Nhiều loại cuộn cảm đặc biệt người ta dùng dây bạc hay dây hợp kim có điện trở ”không Ohm”. - Điện áp danh định: Là điện áp mà khi mắc cuộn cảm vào mạch không bị phá hỏng. 2. Phương pháp nhận dạng linh kiện thụ động: Căn cứ vào ký hiệu các linh kiện trên panel mạch, trên bản vẽ hoặc bằng kinh nghiệm thực tế để nhận biết hình dạng các loại linh kiện thụ động. Hình dáng các loại linh kiện R; C; L được biểu diễn ở hình 2.6a. Hình 2.6a. - 2 - Điện trở (Resistor) trị số cố định R 470Ω/7w 4,7kΩ/5w T h Điện trở nhiệt (Thermistor) -TH TH Quang trở (Sulfur Cadmium) cds CDS Điện trở tùy áp (Voltage Dependent Resistor) VDR ĐIỆN TRỞ Biến trở (Variable Resistor) VR TỤ ĐIỆN Tụ điện phân cực + — C+ — 1500pF/1,2kv Tụ điện khôngphân cực 0.01 204J 50WV ĐIỆN CẢM L L 103 L 242 L 200 Đề cương môn học Thực hành Điện tử 3. Phương pháp xác định trị số linh kiện thụ động: a/ Phương pháp đọc trực tiếp: Trên thân linh kiện có ghi các con số và kèm theo đơn vị thì các con số đó biểu thị giá trị của linh kiện (hình 2.6b). Ví dụ: Riêng trên các loại linh kiện tụ không phân cực và cuộn cảm có ghi hai chữ số (hoặc con số tròn trăm) thì các con số đó là giá trị của linh kiện đó (hình 2.6c). Ví dụ: 0.01 = 0.01µF; 100 = 100 pF; 200 = 200µH; 24 = 24 µH b/ Phương pháp đọc bằng mã số. Trên thân linh kiện có ghi các chữ số (từ ba con số trở lên) và không kèm theo đơn vị thì số cuối cùng là bội số, còn các số tiếp theo chỉ giá trị của nó. Hoặc giữa các số có chèn thêm chữ cái thì chữ cái đó thay cho dấu thập phân giữa hai số trước và sau chữ cái, kết quả nhân với bội số của chữ cái. Còn chữ cái đứng cuối cùng là sai số (hinh 2.6d ). Qui ước: Bội số chữ cái: R = 10 0 ; K = 10 3 Sai số ký hiệu theo chữ cái: J = ± 5%; K = ± 10%; M = ± 20% Ví dụ: c/ Phương pháp đọc bằng mã màu. Bảng giá trị vạch màu: Trên thân linh kiện có các vạch màu hoặc các chấm màu biểu thị giá trị của linh kiện đó. - 3 - Màu Giá trị Bội số Sai số Đen 0 10 0 Nâu 1 10 1 ± 1% Đỏ 2 10 2 ± 2% Cam 3 10 3 Vàng 4 10 4 Lục 5 10 5 Lam 6 10 6 Tím 7 10 7 Xám 8 10 8 Trắng 9 10 9 Vàng kim 10 -1 ± 5% Bạc 10 -2 ± 10% 470Ω/7w 4R7/5w 50k 1500pF/1,2kv Hinh 2.6b 470Ω/7w; 4,7Ω/5w; 50K; 1000µF/50V; 1500pF/1,2kv 200 24 L 0.01 100 Hinh 2.6c 204J 50WV 20.10 4 ± 5%pF 104k 10.10 4 ± 10% pF 102 10.10 2 Ω 103M 10.10 3 ±20%µH 242 L 24.10 2 µH Hinh 2.6d 4,7.10 3 ± 5%Ω 4k7J 4,7.10 0 ± 5%Ω 4R7J Đề cương môn học Thực hành Điện tử - Loại linh kiên có từ 4 vạch màu trở lên thì vạch cuối cùng ( màu bạch kim) là chỉ sai số, vạch kế tiếp là chỉ bội số, các vạch còn lại chỉ giá trị của nó ( hình 2.6e ). Ví dụ: Chú ý: +/ Trên thân linh kiện nếu vạch chỉ bội số là màu bạc (10 -2 ) thì giá trị linh kiện chỉ lấy sau dấu phẩy một con số, vạch kế tiêp nó từ màu lục (màu xanh lá cây) trở lên thì được làm tròn số tăng giá trị của linh kiện Ví dụ: Cam – Vàng – Bạc – bạch kim – Vàng kim = 34 x 10 -2 = 0,3Ω Cam – Lục – Bạc – bạch kim – Vàng kim = 35 x 10 -2 = 0,4Ω +/ Nếu trên thân linh kiện chỉ có hai vạch màu chuẩn ( không phải màu nhũ hay màu bạch kim ) thì các vạch màu đó mang giá trị của nó. Còn sai số là 20% Ví dụ: Đỏ - cam = 2000 ± 20% Ω d/ Phương pháp dùng đồng hồ vạn năng. ( theo bài tập trước) 4. Phương pháp đánh giá chất lượng linh kiện thụ động: Để kiểm tra chất lượng linh kiện thụ động ta dùng đồng hồ vạn năng a/ Đối với điện trở: Bước 1: Sử dụng đồng hồ thang đo Ohm hợp lý ( hình 2.7a ). Bước 2: Đặt hai que đo lên hai đầu điện trở, đồng thời quan sát và ghi kết quả điểm kim dừng trên vạch chia ( hình 2.7b ) Bước 3: Tính kết quả của phép đo (theo bài sử dụng đồng hồ chế độ đo Ohm) Nếu gọi: A là giá trị thang đo Ω đang sử dụng B là giá trị điểm kim dừng trên vạch chia thang đo Ω Kết qủa phép đo: R 1 = A x B ( Đơn vị là đơn vị của thang đo đang sử dụng) Bước 4: Đánh giá phẩm chất của điện trở: Gọi kết quả đo được bằng đồng hồ vạn năng là R 1. Gọi giá trị xác định bằng mã hóa hay số thực trên thân của linh kiện là R 2 . - 4 - Lam-vàng-đỏ-đen-BK bạc 642.10 0 ± 10% =642 ± 10%pF Đỏ-nâu-đen-BK bạc 21.10 0 ± 10% =21 ± 10%µH R C L L Tím-Đỏ-BK bạc 72 ± 10%µH Hinh 2.6e Đỏ-vàng- lục-bạch kim 24.10 5 ± 10% =2400000 ± 5%Ω Hình 2.7a: 4,7kΩ/5w Hình 1.7b Đề cương môn học Thực hành Điện tử Quá trình kiểm tra sẽ xảy ra một trong các trường hợp sau: - Nếu R 1 = ( ≈) R 2 thì linh kiện đó còn tốt (hình 2.7c ) - Nếu R 1 > R 2 thì linh kiện đó kém phẩm chất hoặc bị hỏng (hình 2.7d) b/ Đối với tụ điện: - Kiểm tra chất lượng của tụ điện ta dùng đồng hồ Omega để kiểm tra giá trị điện dung. Quá trình đo cũng giống như thao tác đo điện trở. Bước 1: Cắm hai que đo vào hai vị trí của tụ điện trên đồng hồ. Bước 2: Sử dụng thang đo Ohm hợp lý. Bước 3: Đặt hai que đo lên hai cực của tụ, đồng thời quan sát và ghi lại giá trị hiển thị trên mặt đông hồ (hình 2.8a ). Gọi kết quả đo được bằng đồng hồ vạn năng là R 1. Gọi giá trị xác định bằng mã hóa hay số thực trên thân của linh kiện là R 2 . Quá trình kiểm tra sẽ xảy ra một trong các trường hợp sau: +/ Nếu R 1 = ( ≈) R 2 thì linh kiện đó còn tốt. +/ Nếu R 1 > R 2 thì linh kiện đó bị khô → tụ bị hỏng. +/ Nếu R 1 < R 2 thì linh kiện đó bị rò rỉ → tụ bị hỏng. +/ Nếu R 1 =0 thì linh kiện đó bị thủng → tụ bị hỏng - Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra quá trình phóng nạp của tụ (dùng tụ phân cực) Bước 1: Dùng đồng hồ thang đo Ohm hợp lý. - 5 - Đồng hồ Omega Hình 2.8a: 4,7kΩ/5w Hình 2.7d 4,7kΩ/5w Hình 1.7c Đề cương môn học Thực hành Điện tử Nếu giá trị điện dung của tụ nhỏ thì dùng giá trị thang đo lớn, nếu giá trị điện dung của tụ lớn thì dùng thang đo nhỏ ( hình 2.8b) Bước 2: Dùng que đo đồng hồ nối tắt hai cực của tụ để tụ phóng hết điện (H 2.8c ). Bước 3: Đặt hai que đo lên hai cực của tụ điện, đồng thời quan sát quá trình di chuyển của tụ. Quá trình đo sẽ xẩy ra một trong các trường hợp sau: - Nếu kim đồng hồ tiến về vị trí 0 sau đó kim tra từ từ về vị trí ∞, chứng tỏ chất lượng tụ đó còn tốt (hình 2.8d). - Nếu kim đồng hồ tiến về vị trí 0 và nằm ngay tại vị trí 0, chứng tỏ tụ đó bị chập → chất lượng tụ đó bị hỏng (hình 2.8e). - Nếu kim đồng hồ tiến về vị trí 0 sau đó kim trả từ từ về vị trí ∞ được khoảng nửa đường rồi dừng lại, chứng tỏ tụ bị rò rỉ → tụ đó chất lượng kém (hình 2.8f). - 6 - Q đỏ Qđen Hình 2.8c: Q đỏ Qđen Hình 2.8d: Q đỏ Qđen Hình 2.8e Q đỏ Qđen Hình 2.8f: Hình 2.8b: Đề cương môn học Thực hành Điện tử - Nếu kim đồng hồ chỉ ở vị trí ∞, chứng tỏ tụ bị khô → tụ đó bị hỏng (hình 2.27) Chú ý: Nếu tụ có giá trị điện dung càng lớn thì dùng giá trị thang đo Ohm càng nhỏ và ngược lại. c/ Đối với cuộn cảm: - Kiểm tra giá trị điện cảm của cuộn dây ta dùng đồng hồ Omega, các thao tác cũng giống như các thao tác dùng đồng hồ Omega để đo điện dung của tụ, nhưng đơn vị là Micro Henri (µH) (hình 2.9a) - Kiểm tra chất lượng của cuộn cảm ta dùng đồng hồ Omega để kiểm tra giá trị điện cảm. Hoặc dùng đồng hồ vạn năng để kiểm tra chất lương của cuộn cảm, quá trình đo sẽ xẩy ra một trong các trường hợp sau: Bước 1: Dùng đồng hồ thang đo Ohm nhỏ nhất ( hình 2.9b). Bước 3: Đặt hai que đo lên hai đầu cuộn cảm, đồng thời quan sát quá trình di chuyển của tụ. Quá trình đo sẽ xẩy ra một trong các trường hợp sau: - Nếu kim đồng hồ tiến về vị trí 0 chứng tỏ cuộn cảm bị chập => chất lượng cuộn cảm đó bị hỏng (hình 2.9c ). - Nếu kim tiến về vị trí 0 sau đó trả về vị trí và dừng lại một giá trị lớn, chứng tỏ cuộn cảm bị chập một số vòng => hỏng (hình 2.9d ). - Nếu kết quả phép đo bằng ∞, chứng tỏ cuộn cảm bị đứt => hỏng (hình 2.9e ). - 7 - Đồng hồ Omega 242 L 24.10 2 H Hình 2.9a: Q đỏ Qđen Hình 2.8h Hình 2.9b 242 L 24.10 2µ H Q đỏ Qđen Hình 2.9c 242 L 24.10 2 H Q đỏ Qđen Hình 29d Đề cương môn học Thực hành Điện tử - Nếu kết quả phép đo nhỏ =>chứng tỏ chất lượng cuộn cảm còn tốt (hình 2.9f) - 8 - 242 L 24.10 2 H Q đỏ Qđen Hình 2.9e 242 L 24.10 2 H Q đỏ Qđen Hình 2.9f q . hành Điện tử Bài 1 .3: Xác định phẩm chất linh kiện thụ động. 1. Giới thiệu chung: 1.1. Các thông số cơ bản của Điện trở: - Giá trị điện trở: Theo định luật. đồng hồ vạn năng. ( theo bài tập trước) 4. Phương pháp đánh giá chất lượng linh kiện thụ động: Để kiểm tra chất lượng linh kiện thụ động ta dùng đồng hồ vạn