Xem mẫu
- ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VĨNH LONG
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CHỮA, LẮP RÁP MÁY TÍNH
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành theo Quyết định số 171 /QĐ – CĐNVL ngày 14 tháng 8 năm 2017 của
Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Vĩnh Long)
(Lưu hành nội bộ)
NĂM 2017
- TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VĨNH LONG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Tác giả biên soạn: ThS. Trương Nguyễn Thịnh Cương
GIÁO TRÌNH
MÔN ĐUN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CHỮA, LẮP RÁP MÁY TÍNH
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
NĂM 2017
- LỜI MỞ ĐẦU
Nhầm đáp ứng nhu cầu dạy và học của học sinh trường trung cấp nghề Vĩnh Long.
Nay tôi biên soạn giáo trình kỹ thuật điện tử .
Giáo trình kỹ thuật mạch điện tử, được biên soạn dựa trên cơ sở chương trình
khung của tổng cục dạy nghề. Nội dung giáo trình gồm 7 bài.
Mỗi bài học được trình bài những kiến thức căn bản nhất, thông dụng nhất
nhầm tạo điều kiện tốt nhất để người học dể tiếp thu và vận dụng kiến thức này vào
những môn học sau của chương trình trung cấp nghề kỹ thuật lắp ráp và sửa chữa máy
tính.
Giáo trình này ngoài việc vận dụng vào nghề kỹ thuật lắp ráp và sửa chữa máy
tính, nó còn là nguồn tài liệu tham khảo cho những học viên muốn tìm hiểu về lĩnh vực
điện tử.
Mặc dù đã cố gắng, trong quá trình biên soạn nhưng vẫn không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và
của các học viên để giáo trình ngày càng hoàn thiện tốt hơn.
Xin chân thành cám ơn!
Tác giả.
- MỤC LỤC
BÀI 1. TỔNG QUAN ...............................................................................1
1. Các đại lượng cơ bản ...............................................................................................1
1.1. Khái niệm tín hiệu ............................................................................................1
1.2. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian t ................................1
1.3. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian τ ...............................1
1.4. Dải động của tín hiệu ........................................................................................1
1.5. Thành phần một chiều và xoay chiều của tín hiệu ...........................................2
1.6. Các thành phần chẵn và lẻ của tín hiệu ............................................................2
1.7. Thành phần thực và ảo của tín hiệu hay biểu diễn phức của một tín hiệu hay
biểu diễn phức của một tín hiệu ..............................................................................2
2. Tín hiệu và truyền tin ..............................................................................................3
2.1. Thông tin di động mặt đất: ...............................................................................3
2.2. Thông tin di động hàng hải:..............................................................................4
2.3. Thông tin di động hàng không: ........................................................................5
2.4. Thông tin vệ tinh ..............................................................................................6
Bài 2. LINH KIỆN THỤ ĐỘNG ................................................................8
1. Điện trở ....................................................................................................................8
1.1. Cấu tạo và kí hiệu qui ước ................................................................................8
1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản .............................................................................8
1.3. Quy luật màu, mã kí tự biểu diễn trị số điện trở...............................................9
1.4. Cách đọc trị số điện trở màu. ..........................................................................10
2. Tụ điện ...................................................................................................................11
2.1. Cấu tạo ............................................................................................................11
2.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản ...........................................................................11
3. Cuộn dây ................................................................................................................15
3.1. Cấu tạo ............................................................................................................15
3.2. Các đại lượng đặt trưng cho cuộn dây ............................................................15
3.3. Cách đọc trị số điện cảm theo màu .................................................................16
4. Biến áp ...................................................................................................................17
4.1. Cấu tạo ............................................................................................................17
4.2. Nguyên lý hoạt động của biến áp ...................................................................18
4.3. Công suất của biến áp .....................................................................................18
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................19
Bài 3. LINH KIỆN TÍCH CỰC ................................................................ 20
1.1. Chất bán dẫn N ...............................................................................................21
- 1.2. Chất bán dẫn P ................................................................................................21
2. Diode .....................................................................................................................22
2.1. Cấu tạo của Diode, nguyên lý, đặc tuyến của diode.......................................22
2.2. Ứng dụng diode ..............................................................................................25
3. Transistor lưỡng cực BJT ......................................................................................26
3.1. Cấu tạo, nguyên lý, phân cực của BJT ...........................................................26
3.2. Ứng dụng cơ bản của BJT ..............................................................................30
4. Transistor MOSFET ..............................................................................................30
4.1 Cấu tạo, nguyên lý, đặc tuyến của JFET .........................................................30
4.2. Ứng dụng ........................................................................................................32
5. Transistor trường MOSFET ..................................................................................33
5.1. Cấu tạo, nguyên lý, đặc tuyến của MOSFET .................................................33
5.2. Ứng dụng ........................................................................................................35
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................36
3. Cho biết chất bán dẫn P là gì?Bài 4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN
HIỆU NHỎ ............................................................................................. 36
1. Mạch khuếch đại E chung(CE: Common Emitter) ...............................................37
1.1 Sơ đồ mạch điện ..............................................................................................37
1.2. Tính toán phân cực .........................................................................................37
1.3. Tính công suất khuếch đại và độ lợi ...............................................................38
2. Mạch khuếch C chung (CC: Common Collector) .................................................39
2.1. Sơ đồ mạch .....................................................................................................39
2.2. Tính toán phân cực (học sinh xem lại mục 1.2) .............................................40
2.3. Tính công suất khuếch đại và độ lợi ...............................................................40
3. Mạch khuếch đại cực B chung(CB: Common Base).............................................41
3.1. Sơ đồ mạch .....................................................................................................41
3.2. Tính toán phân cực(xem lại mục 1.2) .............................................................41
3.3. Tính công suất khuếch đại và độ lợi ...............................................................41
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................42
Bài 5. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ............................................43
1. Mạch khuếch đại đẩy kéo ......................................................................................43
1.1. Những vấn đề chung về tầng khuếch đại công suất đẩy kéo ..........................43
1.2. Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo hoạt động ở chế độ B ...........................44
1.3. Phân tích mạch điện........................................................................................45
2. Mạch khuếch đại OCL...........................................................................................46
2.1. Sơ đồ mạch điện: ............................................................................................47
2.2. Tính toán công suất ........................................................................................47
- 2.3 Mạch ứng dụng ...............................................................................................49
3. Mạch khuếch đại OTL ...........................................................................................50
3.1. Sơ đồ mạch điện .............................................................................................51
3.2. Tính toán công suất ........................................................................................51
3.3 Mạch ứng dụng thực tế ....................................................................................52
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................53
BÀI 6. MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN .........................................54
1. Vi mạch thuật toán.................................................................................................54
1.1 Khái niệm chung..............................................................................................54
1.2. Mạch khuếch đại đảo. .....................................................................................54
1.3. Mạch khuếch đại không đảo. ..........................................................................55
1.4. Mạch cộng ......................................................................................................56
1.5. Mạch trừ .........................................................................................................58
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................59
Bài 7. THYRISTOR ...............................................................................60
1. SCR (Thyristor – Silicon Controlled Rectifier) ....................................................60
1.1. Cấu tạo – Ký hiệu ...........................................................................................60
1.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................61
1.3. Đặc tuyến Volt-Ampere của SCR ..................................................................62
1.4. Các thông số của SCR ....................................................................................62
1.5. Ứng dụng .......................................................................................................63
2. DIAC (Diode AC Semiconductor Switch) ............................................................66
2.1. Cấu tạo – ký hiệu ............................................................................................66
2.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................66
2.3. Ứng dụng .......................................................................................................67
3. TRIAC (Triod AC Semiconductor Switch) ...........................................................67
3.1. Cấu tạo – ký hiệu ............................................................................................67
3.2. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................68
3.3. Đặc tính ..........................................................................................................69
3.4. Các cách kích Triac ........................................................................................69
3.5. Ứng dụng ........................................................................................................70
Câu hỏi ôn tập .....................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................71
- BÀI 1. TỔNG QUAN
A. MỤC TIÊU:
- Trình bày được các đại lượng;
- Nhận biết được tín hiệu, dạng tín hiệu;
- Tính cẩn thận, tỉ mỉ trong công việc.
B. NỘI DUNG:
1. Các đại lượng cơ bản
1.1. Khái niệm tín hiệu
Từ tín hiệu có nguồn gốc từ tiếng Latin: signum dùng để chỉ một vật thể, một dấu
hiệu, một phần tử của ngôn ngữ hay một biểu tượng đã được thừa nhận để thể hiện
một tin tức.
Khái niệm tín hiệu: là sự biểu hiện vật lý của tin tức mà nó mang từ nguồn tin đến nơi
nhận tin.
Phương cách biểu diễn tín hiệu: tín hiệu điện: dòng điện hay điện áp.
1.2. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian t
Tính tiền định :tín hiệu được mô tả bằng hàm cụ thể
Tính tuần hoàn :có sự lặp lại sau một khoảng thời gian nhất định
Tính nhân quả : không có tín hiệu xuất hiện trước thời điểm t=0;
1.3. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian τ
Độ dài của tín hiệu là khoảng thời gian tồn tại của nó (từ lúc bắt đầu xuất hiện đến
lúc mất đi). Độ dài mang ý nghĩa là khoảng thời gian mắc bận với tín hiệu của một
mạch hay hệ thống điện tử. Nếu tín hiệu s(t) xuất hiện lúc t o có độ dài là τ thì giá trị
trung bình của s(t), ký hiệu là s(t) được xác định bởi:
1.4. Dải động của tín hiệu
Là tỉ số của tín giữa các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của công suất tức thời của tín
hiệu.Nếu tính theo đơn vị logarit(dexiben ),dãi động được định nghĩa là :
Thông số này đặc trưng cho khoảng cường độ hay khoảng độ lớn của tín hiệu tác động
lên mạch hoặc hệ thống điện tử.
1
- 1.5. Thành phần một chiều và xoay chiều của tín hiệu
Một tín hiệu s(t) luôn có thể phân tích thành hai thành phần một chiều và xoay chiều
sao cho:
với s ~ là thành phần biến thiên theo thời gian của s(t) và có giá trị trung bình theo thời
gian bằng 0 và s = là thành phần cố định theo thời gian (thành phần 1 chiều).
theo công thức trị trung bình của tín hiệu thì ta có
Lúc đó :
1.6. Các thành phần chẵn và lẻ của tín hiệu
Một tín hiệu s(t) cũng luôn có thể phân tích cách khác thành hai thành phần chẵn và lẻ
được xác định như sau :
Từ đó suy ra :
1.7. Thành phần thực và ảo của tín hiệu hay biểu diễn phức của một tín hiệu hay
biểu diễn phức của một tín hiệu
Một tín hiệu s(t) bất kì có thể biểu diễn tổng quát dưới dạng một số phức :
Trong đó là phần thực và là thành phần ảo của
Theo định nghĩa ,lượng liên hiệp phức của
Khi đó các thành phần thực và ảo của
2
- 2. Tín hiệu và truyền tin
Gần đây ,thông tin di đông đã trở thành một ứng dụng trong lĩnh vực thông tin
vô tuyến .Phát triển của thông tin di động được bắt đầu bằng phát minh thí nghiệm về
sóng điện từ của Hertz và điện báo vô tuyến của Marconi và vào thời kỳ đầu của phát
minh thông tin vô tuyến ,nó được sử dụng trong dịch vụ vận tải an toàn đường biển để
điều khiển các con tàu .Về sau nó gồm có thông tin vô tuyến di động mặt đất, thông tin
vô tuyến di động hàng hải, thông tin vô tuyến di động hàng không.
Thông tin vô tuyến di động đóng một vai trò quan trọng trong các dịch vụ viễn thông.
Các dịch vụ thông tin vô tuyến đang được phát triển một cách nhanh chóng và có thể
phân chia chúng thành các dịch vụ viễn thông công cộng cho thông tin dùng riêng.
2.1. Thông tin di động mặt đất:
Hình 0.1Thông tin di động mặt đất.
Thông tin di động mặt đất thường được phân nhóm thành hệ thống công cộng
và dùng riêng....Hệ thống công cộng có nghĩa là hệ thống thông tin có thể truy nhập tới
mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), có điện thoại xe cộ,điện thoại không
dây,chuông bủ túi ...trong hệ thống dùng riêng cả hai loại hệ thống .Hệ thống thứ nhất
là hệ thống dịch vụ công cộng chẳng hạn như cảnh sát cứu hoả ,cấp cứu ,điện lực và
giao thông.Hệ thống thứ hai dùng cho các cá nhân hay công ty.ở đây,ngoài dịch vụ
kinh doanh sử dụng sóng vô tuyến dành riêng còn hệ thống MCA hệ thống kinh tế truy
nhập đa kênh ,sử dụng các kênh vô tuyến trong thông tin vô tuyến nội bộ các công ty
hay và cá nhân chẳng hạn như máy bộ đàm và vô tuyến nghiệp dư.Ngoài những dịch
3
- vụ kể trên còn có các dịch vụ thông tin di động mặt đất mới khác xuất hiện như
chuông bỏ túi có màn hiện hình ,đầu cuối xa.. các đặc tính của thông tin di động được
trình bày trong bảng 1.2
Bảng 1.2 Các đặc tính của các dịch vụ thông tin di động mặt đất
2.2. Thông tin di động hàng hải:
Hình: Thông tin di động hàng hải
4
- Thông tin di động hàng hải được phân chia thành hệ thống thông tin tàu thuyền giữa
trạm gốc ở cảng và tàu đi dọc theo bờ biển và hệ thống thông tin vệ tinh hàng hải đến
các tàu ngoài khơi xa.Thông tin điện thoại tàu thuyền được phát triển từ điện báo vô
tuyến sử dụng bằng sóng ngắn trung bình ,còn hệ thống điện thoại tàu bè thực sự sử
dụng băng tần VHF là hệ thống điện thoại của Great lakes ở Mỹ năm 1952.ở châu âu
kênh thông tin hai hướng mở rộng được phát triển theo các kiểu của Mỹ .Các nước ở
vùng biển bắc bắt đầu khai thác hệ thống này năm 1956,nhưng hệ thống này thuộc
kiểu khai thác công nhân với băng tần 150Mhz.
Sau đó ITU - R đã khuyến nghị kiểu truy nhập tự động và bây giờ hệ thống
450Mhz NMT được khai thác ở phía bắc và kiểu tự động băng tần 250Mhz được sử
dụng ở nhật .
Trong thời kỳ đầu của thông tin vệ tinh hàng hải ,hệ thống MARISATA được
khai thác như một nội bộ công ty và theo đó INMARSAT được thiết lập và khai thác
vào năm 1979 và rất nhiều dịch vụ như điện thoại ,telex,dữ liệu và cứu hộ hàng hải
được cung cấp.
Hệ thống giải pháp tổng thể GMDSS (hệ thống cứu hộ và an toàn hàng hải đang được
phát triển và sẽ được sử dụng).
2.3. Thông tin di động hàng không:
Hình: Thông tin di động hàng không.
Trong thông tin di động hàng không có dịch vụ điện thoại vô tuyến sân bay để kiểm
soát bay và hệ thống điện thoại công cộng hàng không cho hành khách.
Dịch vụ có điện thoại công cộng hàng không kiểu thông tin trực tiếp giữa đài mặt đất
và máy bay - được sử dụng một phần ở Mỹ ,Nhật và một sồ nước khác.Các kiểu chủ
yếu của nó là ARINC và airfone là nhưng kiểu được phát triển ở Mỹ.Băng tần là 800 -
900 Mhz dùng chung với băng tần của thông tin di động mặt đất .Ðiều chế ở đây là
5
- SSB.Về truy nhập cuộc gọi ,loại thứ nhất là chuyển vùng thông tin ,loại sau là kiểu
vùng thông tin phụ thuộc.
2.4. Thông tin vệ tinh
Hình: Mô hình cung cấp dịch vụ Internet qua vệ tinh cho những khu vực nhỏ.
Hình: Các thành phần chính cho cơ sở hạ tầng mạng di động qua vệ tinh
Hình trên trình bày nguyên lý của thông tin vệ tinh, trong đó một vệ tinh có các chức
năng thu, phát và khuếch đại sóng vô tuyến được phóng vào không gian trở thành một
trạm thông tin ngoài trái đất. Có nhiệm vụ thu sóng từ trái đất, khuếch đại chúng rồi
phát chúng trở về một trạm khác trên mặt đất. Đường truyền từ mặt đất lên gọi là
đường lên, đường truyền từ vệ tinh xuống mặt đất gọi là đường xuống. Để tránh can
nhiễu giữa đường lên và đường xuống phải sử dụng các băng tần và sóng phân cực
6
- khác nhau. Có hai loại vệ tinh: vệ tinh quỹ đạo và vệ tinh địa tĩnh. Vệ tinh địa tĩnh có
ưu điểm là vị trí của nó không thay đổi so với mặt đất, nó được phóng vào quỹ đạo ở
độ cao 36000km so với đường xích đạo, thời gian để vệ tinh quay quanh một vòng trái
đất là 24h.
Vệ tinh thông tin: bao gồm các thiết bị để phục vụ cho mục đích thông tin (thiết bị
chức năng) và các thiết bị chung dùng cho việc trợ giúp các thiết bị chức năng. Thiết
bị chức năng bao gồm anten để thu sóng vô tuyến từ trạm mặt đất và thiết bị chuyển
tiếp thông tin để biến đổi và khuếch đại sóng vô tuyến thu rồi phát xuống mặt đất.
Các trạm mặt đất: bao gồm các phương tiện thông tin trên mặt đất sử dụng cho thông
tin vệ tinh. Các phương tiện thông tin vệ tinh được chia thành anten, hệ thống máy
phát và máy thu, hệ thống điều khiển thông tin.
Câu hỏi ôn tập
7
- Bài 2. LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
A. MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Xác định được giá trị của các điện trở, tụ điện, cuộn dây
- Tính toán được biến áp
- Rèn luyện được tính ham học
B. NỘI DUNG
1. Điện trở
Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một
vật thể dẫn điện.
Định luật Ohm được phát biểu như sau: Cường độ dòng điện trong một đoạn
mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó và tỉ lệ nghịch với điện
trở của đoạn mạch.
Công thức định luật Ohm:
V V
I = ; V = I. R; R=
R I
trong đó: Hình 1.1
V: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đơn vị đo là Volt (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đơn vị đo là Ampe(A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đơn vị đo là Ohm (Ω)
1.1. Cấu tạo và kí hiệu qui ước
1.1.1 Cấu tạo
Điện trở thường làm bằng hỗn bột hợp than hoặc kim loại được pha trộn với
hỗn hợp các chất khác, rồi đem ép lại, tùy theo tỷ pha trộn điện trở có trị số lớn hay
nhỏ, bên ngoài được bọc bởi lớp sơn cách điện. Hai đầu có dây ra. Là linh kiện không
phân cực, người ta đọc trị số điện trở thông qua bản qui ước về mắc của điện trở.
1.1.2. Ký hiệu
hoặc
Hình 1.2
1.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản
- Điện trở danh định: Trên điện trở không ghi giá trị thực của điện trở mà chỉ
ghi giá trị gần đúng, làm tròn, đó là điện trở danh định.
Đơn vị điện trở : Đơn vị điện trở là Ohm (Ω)
8
- Bội số của Ohm là:
1KΩ = 1000 Ω = 103
1MΩ = 1000 KΩ = 1.000.000 Ω =106
- Sai số: Điện trở danh định không hoàn toàn đúng mà có sai số. Sai số tính theo
phần trăm (%).
- Công suất định mức: Công suất định mức là công suất tổn hao lớn nhất mà
điện trở chịu được một thời gian dài làm việc mà không ảnh hưởng đến trị số của điện
trở.
1.3. Quy luật màu, mã kí tự biểu diễn trị số điện trở
- Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch màu theo một
quy ước.
- Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực
tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ.
Hình 1.3
- Bảng quy ước cách đọc trị số điện trở bốn vòng màu:
Vòng số 1 Vòng số 2 Vòng số 3 Vòng số 4
Màu
(Số thứ nhất) (Số thứ hai) (Bội số) (Sai số)
Đen 0 0 x10 0
Nâu 1 1 x101 ±1%
Đỏ 2 2 x10 2
±2%
Cam 3 3 x103 ..
4
Vàng 4 4 x10 ..
5
Xanh lá 5 5 x10 ..
Xanh dương 6 6 x106 ..
7
Tím 7 7 x10 ..
Xám 8 8 x108 ..
Trắng 9 9 x109 ±9%
-1
Vàng kim x10 ±5%
Bạc kim x10-2 ±10%
Giá trị điện trở sẽ được vẽ trên thân điện trở. Đối với điện trở 4 vòng màu thì 3
vòng đầu tiên chỉ giá trị của điện trở còn vạch thứ 4 chỉ sai số của điện trở.
Trường hợp đặc biệt, nếu không có vòng số 4 (loại điện trở có 3 vòng màu) thì
sai số là ±20%.
9
- 1.4. Cách đọc trị số điện trở màu.
- Hình dạng điện trở 4 vòng màu:
- Ý nghĩa các vòng màu Hình 1.4
Vòng số 1: số thứ nhất
Vòng số 2: Số thứ hai
Vòng số 3: Bội số
Vòng số 4: Sai số
Trị số = (vòng số 1)(vòng số 2)(vòng số 3)(vòng số 4)
- Ví dụ:
Hình 1.5a Hình 1.5b
Hình 1.5c
Hiện nay, người ta chế tạo các loại điện trở than có năm vòng màu là loại điện
trở có độ chính xác cao, lúc đó các vòng màu có ý nghĩa như sau:
Ý nghĩa các vòng màu:
Vòng 1: số thứ nhất
Vòng 2: Số thứ hai
Vòng 3: Số thứ ba
Vòng 4: Bội số
Vòng 5: Sai số
Hình 1.6
10
- Trị số = (vòng số 1)(vòng số 2)(vòng số 3)(vòng số 4)(vòng số 5)
Ví dụ:
Hình 1.7
2. Tụ điện
Tụ điện là một linh kiện thụ động và được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử,
được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu mạch truyền tín hiệu mạch xoay
chiều, mạch dao động,…
2.1. Cấu tạo
Tụ điện gồm có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song nhau, ở giữa
có một lớp cách điện gọi là điện môi. Chất cách điện thông dụng để làm điện môi là:
giấy, dầu, mica, gốm, không khí,...
Chất cách điện được lấy làm tên gọi cho tụ điện.
Ví dụ: tụ điện Hình 1.8 giấy, tụ điện dầu, tụ
điện gốm, tụ điện không khí,...
2.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản
2.2.1. Điện dung
- Khả năng chứa điện của tụ điện gọi là điện dung (viết tắt là C). Điện dung C
của tụ điện tùy thuộc vào cấu tạo và được tính bởi công thức:
S
C =
d
Trong đó : hằng số điện môi tùy thuộc vào chất cách điện
S: diện tích bản cực (m2)
D: bề dầy lớp điện môi (m)
- Điện dung C có đơn vị là Fara. Fara là 1 là trị số điện dung rất lớn nên trong
thực tế chỉ dùng các ước số của Fara là:
microfara - 1F = 10-6F
11
- nanofara – 1nF = 10-9F
Picofara - 1F = 10-12F
2.2.2. Điện tích tụ nạp
- Nếu nối nguồn DC vào tụ với thời gian đủ dài sẽ nạp đầy. Điện tích nạp
được tính theo công thức:
Q = C.V Với Q: điện tích (Coulomb – C)
C: điện dung (Fara – F)
V: điện thế nạp trên tụ (Volt – V)
2.2.3. Năng lượng tụ nạp và xả
Hình 1.9
Sau khi tụ nạp đầy ( công tắc K ở vị trí 2) thì bóng đèn sáng lên và sau một
thời gian thì bóng đèn tắc. Hiện tượng này gọi là tụ xả điện. Dòng điện do tụ xả qua
bóng đèn trong thời gian đèn sáng chính là năng lượng được nạp trong tụ điện.
1
W= CV 2 với W : điện năng ( Joule - J)
2
C: điện dung ( Fara -F )
V: điện áp trên tụ (Volt - V)
2.2.4. Điện thế làm việc
Điện thế tạo ra điện trường đủ mạnh tạo ra dòng điện trong điện môi gọi là
điện thế đánh thủng. Do đó, khi sử dụng tụ điện để nạp và xả điện thì điện thế đặt vào
tụ phải nhỏ hơn điện thế đánh thủng. Trên tụ điện người ta phải cho biết mức điện nhỏ
hơn điện thế đánh thủng vài lần.
Điện thế đánh thủng của điện môi tỉ lệ theo bề dầy của điện môi nên thường
người ta chỉ cho trị số điện trường đánh thủng theo công thức:
V
E= với E: điện trường (KV/cm)
d
V: điện thế (KV)
D: bề dày điện môi (cm)
2.2.5. Thông kỹ thuật của tụ điện
Khi sử dụng tụ điện phải biết hai thông số chính của tụ điện là:
- Điện dung C.
- Điện áp làm việc WV.
12
- Phải chọn điện áp làm việc của tụ điện WV lớn hơn điện áp trên thân tụ điện Vc
theo công thức:
W V >=2Vc
2.2.6. Phân loại tụ điện
Tụ điện được chia làm hai loại chính là :
- Tụ điện có phân cực tính dương và âm.
- Tụ điện không phân cực tính được chia làm nhiều dạng.
a. Tụ Oxid hoá ( thường gọi là tụ hoá )
Tụ hoá có điện dung lớn tứ 1F 10.000F là loại có phân cực tính âm và
dương. Tụ được chế tạo với bản cực nhôm và cực dương có bề mặt hình thành lớp
oxid nhôm và lớp bọt khí có tính cách điện để làm chất điện môi. Lớp oxid nhôm rất
mỏng nên điện dung của tụ lớn. Khi sử dụng phải lắp đúng cực tính dương và âm, điện
áp làm việc thường nhỏ hơn 500V.
Ký hiệu:
Hình dạng:
Hình 1.10
b. Tụ gốm
Tụ gốm có điện dung từ 1 đến 1F là loại tụ không có cực tính, điện thế làm
việc cao đế vài trăm volt.
Về hình dáng tụ gốm có nhiều dạng và có nhiều cách ghi giá trị số điện dung
C khác nhau.
C = 0,01F C = 100F C = 22nF C = 1000F5%
13
- c. Tụ giấy
Là loại tụ không có cực tính gồm có hai bản cực là các băng kim loại dài, ở
giữa có lớp cách điện là giấy tẩm dầu và cuộn lại thành ống. Điện áp đánh thủng đến
vài trăm volt.
d. Tụ mica
Là loại tụ không có cực tính, điện dung từ vài F đến vài trăm nF, điện thế
làm việc rất cao đến trên 1000V. Tụ mica đắt tiền hơn tụ gốm vì ít sai số, đáp tuyến
cao tấn số tốt, độ bền cao. Trên tụ mica được sơn các chấm màu để chỉ trị số điện dung
và cách đọc giống như đọc điện trở.
e. Tụ màng mỏng
Điện dung từ vài trăm F đến vài chục F điện thế làm việc cao đến hàng
ngàn volt.
f. Tụ tang - tan
Là loại tụ có phân cực tính, điện dung có điện thế rất cao nhưng kích thước
nhỏ từ 0,1F đến 100F, điện thế làm việc thấp chỉ khoảng vài chục volt. Tụ tang –
tan thường có dạng viên.
14
nguon tai.lieu . vn
