Khuếch đại Darlington

Với ghép nối Darlington ở hình dưới, cực E của transistor 1 được nối vào cực B của Transistor 2. Lợi ích của việc ghép nối này là gia tăng hệ số khuyếch đại của mạch.

Với mạch khuyếch đại 1 transistor bên dưới, khi contact được nhấn, áp (9v) sẽ đến cực B của transistor. Tuy nhiên, do dòng ở cực B bé, nên trạng thái của đèn là không xác định (lập lòe).

Với ghép nối Darlington, dòng ở cực B được khuyếch đại thông qua transistor 1 nên trạng thái đèn đầu ra là xác định.

Mạch bên dưới sử dụng transistor ghép darlington để điều khiển nhiệt độ két nước làm mát ở ôtô

Nếu không sử dụng transistor ghép darlington như hình bên dưới, quạt sẽ không quay. 

Đọc thêm »

Tìm hiểu về Led và ứng dụng của Led

Hình vẽ cho thấy Led được cấu tạo từ một mối nối bán dẫn PN, khi chất bán dẫn Silicon cho pha Indium (có 3 nối hóa trị, khi gắn nó vào mạng Silicon cần 4 nối, sẽ có một nối thiếu điện tử và cho ra 1 lỗ trống) chúng ta sẽ có chân bán dẫn loại P và khi cho pha với Phosphor (có 5 nối hóa trị, khi gắn nó vào mạng Silicon cần 4 nối, sẽ dư ra 1 hạt điện tử), chúng ta có chân bán dẫn loại N.

Chất bản dẫn loại P tạo điều kiện dẫn điện bằng các lỗ trống (Hole), đó chính là các nối hóa trị thiếu điện tử. Còn chất bán dẫn loại N có điểu kiện dẫn điện là do các điện tử tự do (điện tử dư ra do phosphor có 5 điện tử hóa trị mà trong kết nối tinh thể chỉ cần có 4 ).

Khi mối nối PN được cho phân cực thuận với nguồn pin ngoài, một dòng điện kích thích khi chảy qua mối nối bán dẫn PN sẽ tạo các dao động của các điện tử (Bạn xem hình) và các dao động này sẽ phát ra sóng điện từ trường đó chính là các tia sáng. Tóm lại Led có 2 chân, gọi là chân âm cực hay Cathode ( do chân này cho nối vào cực âm của pin) và chân dương cực hay Anode (do chân này cho nối vào cực dương của pin), khi chúng ta cho dòng điện chảy qua một Led nó sẽ phát ra chùm tia sáng, và để có điềm sáng đủ mạch, chúng ta dùng vật liệu nhựa trong suốt làm kính hội tụ (Bạn xem hình cấu tạo của Led).

                          


Hình chụp trên đây cho Bạn thấy các Led màu có nhiều kích cở, các Led này thường là các điểm sáng nhỏ thường dùng làm các Led chỉ thị. Như:

* Chỉ thị mức âm lượng mạnh yếu, người ta tạo ra các vạch sáng bằng Led hình dẹp.
* Chỉ thị 3 tranh thái của máy: Đỏ - Xanh - Vàng, người ta dùng Led đôi ra 3 chân.
* Chỉ thị máy có mở nguồn hay tắt, người ta dùng Led tròn đỏ, trắng...

Dĩ nhiên, mỗi Led được xem là một điểm sáng, mà Ban biết hình ảnh chữ sổ đều có thể tạo ra từ các điểm sáng nhỏ này, do đó Bạn có thể dùng nhiều Led để ghép theo hình và theo chữ, theo số, như vậy Bạn đã có một bảng đèn hay một vật thể phát sáng nhiều màu, lung linh nhấp nháy trông rất đẹp mắt.


                                 


Ngày nay người ta muốn dùng Led làm nguồn chiếu sáng mạnh để thay thế các đèn chiếu sáng cổ điển, vì Led có hiệu suất rất cao, an toàn, tuổi thọ dài, ít hao điện và rất dễ dùng. Hình trên đây cho thấy hình dạng của các Led công suất lớn, hiện nó đã là nguồn sáng lạnh rất mạnh và trong một tương lai gần thôi nó sẽ thay thế các đèn chiếu sáng nóng như loại đèn sợi nung, loạiđèn chiếu sáng ồn, gây nhiều nhiễu, như đèn ống huỳnh quang.

                                   



                               
   

Do Led có quán tính nhỏ, nghĩa là nó có thể nhấp nháy với nhịp nhanh, nói cho dễ hiểu, là nó tắt nhanh và sáng nhanh, không như loại đèn sợi nung có quán tính nhiệt quá chậm. Với Led người ta có thể dùng làm loại đèn số theo mã 7 đoạn, dùng loại đèn này để làm các mạch đếm rất tiện (Bạn xem hình, một khối đèn số 7 đoạn có thể cho hiện ra các số thập lục phân).


                                          


Nhiều Bạn trẻ thích "ngông", dùng Led tạo hình rồi dùng transistor điều khiển cho các hình nhấp nháy, tạo ra các hình đèn động rất ngộ nghĩnh, như hình đứa trẻ, hình người đạp xe...Còn hình gì nữa, tôi nghĩ chắc Bạn sẽ tự nghĩ ra thôi.


                                          


Người ta còn dùng Led để tạo ra hình khối 3D và dùng mạch điện tử làm cho các Led này sáng nhấp nháy rất sinh động.


                                           


Dùng Led làm đèn giao thông...



                                           
Trước mắt cho dùng nhiều Led siêu sáng ghép lại để làm đèn chiếu sáng mạnh, thay thế các đèn chiếu sáng cổ điển (sắp vào viện bảo tàng).

Đọc thêm »

Cách đọc giá trị Tụ điện

1/Phân loại tụ điện và cách đọc tụ điện

Tụ điện theo đúng tên gọi chính là linh kiện có chức năng tích tụ năng lượng điện, nói một cách nôm na. Chúng thường được dùng kết hợp với các điện trở trong các mạch định thời bởi khả năng tích tụ năng lượng điện trong một khoảng thời gian nhất định. Đồng thời tụ điện cũng được sử dụng trong các nguồn điện với chức năng làm giảm độ gợn sóng của nguồn trong các nguồn xoay chiều, hay trong các mạch lọc bởi chức năng của tụ nói một cách đơn giản đó là tụ ngắn mạch (cho dòng điện đi qua) đối với dòng điện xoay chiều và hở mạch đối với dòng điện 1 chiều. 

Trong một số các mạch điện đơn giản, để đơn giản hóa trong quá trình tính toán hay thay thế tương đương thì chúng ta thường thay thế một tụ điện bằng một dây dẫn khi có dòng xoay chiều đi qua hay tháo tụ ra khỏi mạch khi có dòng một chiều trong mạch. Điều này khá là cần thiết khi thực hiện tính toán hay xác định các sơ đồ mạch tương đương cho các mạch điện tử thông thường. 

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều loại tụ điện khác nhau nhưng về cơ bản, chúng ta có thể chia tụ điện thành hai loại: Tụ có phân cực (có cực xác định) và tụ điện không phân cực (không xác định cực dương âm cụ thể). 

Để đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện, người ta đưa ra khái niệm là điện dung của tụ điện. Điện dung càng cao thì khả năng tích trữ năng lượng của tụ điện càng lớn và ngược lại. Giá trị điện dung được đo bằng đơn vị Farad (kí hiệu là F). Giá trị F là rất lớn nên thông thường trong các mạch điện tử, các giá trị tụ chỉ đo bằng các giá trị nhỏ hơn như micro fara (μF), nano Fara (nF) hay picro Fara (pF). 

1F=106μF=109nF=1012pF 

Tụ hoá

Tụ hóa là một loại tụ có phân cực. Chính vì thế khi sử dụng tụ hóa yêu cầu người sử dụng phải cắm đúng chân của tụ điện với điện áp cung cấp. Thông thường, các loại tụ hóa thường có kí hiệu chân cụ thể cho người sử dụng bằng các ký hiệu + hoặc = tương ứng với chân tụ. 

Có hai dạng tụ hóa thông thường đó là tụ hóa có chân tại hai đầu trụ tròn của tụ (tụ có ghi 220μF trên hình a) và loại tụ hóa có 2 chân nối ra cùng 1 đầu trụ tròn (tụ có ghi giá trị 10μF trên hình a). Đồng thời trên các tụ hóa, người ta thường ghi kèm giá trị điện áp cực đại mà tụ có thể chịu được. Nếu trường hợp điện áp lớn hơn so với giá trị điện áp trên tụ thì tụ sẽ bị phồng hoặc nổ tụ tùy thuộc vào giá trị điện áp cung cấp. Thông thường, khi chọn các loại tụ hóa này người ta thường chọn các loại tụ có giá trị điện áp lớn hơn các giá trị điện áp đi qua tụ để đảm bảo tụ hoạt động tốt và đảm bảo tuổi thọ của tụ hóa. 

Tụ Tantali

Tụ Tantali cũng là loại tụ hóa nhưng có điện áp thấp hơn so với tụ hóa. Chúng khá đắt nhưng nhỏ và chúng được dùng khi yêu cầu về tụ dung lớn nhưng kích thước nhỏ. 

Các loại tụ Tantali hiện nay thường ghi rõ trên nó giá trị tụ, điện áp cũng như cực của tụ. Các loại tụ Tantali ngày xưa sử dụng mã màu để phân biệt. Chúng thường có 3 cột màu (biểu diễn giá trị tụ, một cột biểu diễn giá trị điện áp) và một chấm màu đặc trưng cho số các số không sau dấu phẩy tính theo giá trị μF. Chúng cũng dùng mã màu chuẩn cho việc định nghĩa các giá trị nhưng đối với các điểm màu thì điểm màu xám có nghĩa là giá trị tụ nhân với 0,01; trắng nhân 0,1 và đen là nhân 1. Cột màu định nghĩa giá trị điện áp thường nằm ở gần chân của tụ và có các giá trị như sau: 

Tụ thường và kí hiệu

vàng=6,3V 

Đen= 10V 

Xanh lá cây= 16V 

Xanh da trời= 20V 

Xám= 25V 

Trắng= 30V 

Hồng= 35V 

Tụ không phân cực

Các loại tụ nhỏ thường không phân cực. Các loại tụ này thường chịu được các điện áp cao mà thông thường là khoảng 50V hay 250V. Các loại tụ không phân cực này có rất nhiều loại và có rất nhiều các hệ thống chuẩn đọc giá trị khác nhau. 

Rất nhiều các loại tụ có giá trị nhỏ được ghi thẳng ra ngoài mà không cần có hệ số nhân nào, nhưng cũng có các loại tụ có thêm các giá trị cho hệ số nhân. Ví dụ có các tụ ghi 0.1 có nghĩa giá trị của nó là 0,1μF=100nF hay có các tụ ghi là 4n7 thì có nghĩa giá trị của tụ đó chính là 4,7nF 

Các loại tụ có dùng mã 

Mã số thường được dùng cho các loại tụ có giá trị nhỏ trong đó các giá trị được định nghĩa lần lượt như sau: 

- Giá trị thứ 1 là số hàng chục 

- Giá trị thứ 2 là số hàng đơn vị 

- Giá trị thứ 3 là số số không nối tiếp theo giá trị của số đã tạo từ giá trị 1 và 

2.Giá trị của tụ được đọc theo chuẩn là giá trị picro Fara (pF) 

- Chữ số đi kèm sau cùng đó là chỉ giá trị sai số của tụ. 

Ví dụ: tụ ghi giá trị 102 thì có nghĩa là 10 và thêm 2 số 0 đằng sau =1000pF = 1nF chứ không phải 102pF 

Hoặc ví dụ tụ 272J thì có nghĩa là 2700pF=2,7nF và sai số là 5% 

Tụ có dùng mã màu 

Sử dụng chủ yếu trên các tụ loại polyester trong rất nhiều năm. Hiện nay các loại tụ này đã không còn bán trên thị trường nữa nhưng chúng vẫn tồn tại trong khá nhiều các mạch điện tử cũ. Màu được định nghĩa cũng tương tự như đối với màu trên điện trở. 3 màu trên cùng lần lượt chỉ giá trị tụ tính theo pF, màu thứ 4 là chỉ dung sai và màu thứ 5 chỉ ra giá trị điện áp. 

Ví dụ tụ có màu nâu/đen/cam có nghĩa là 10000pF= 10nF= 0.01uF. 

Chú ý rằng ko có khoảng trống nào giữa các màu nên thực tế khi có 2 màu cạnh nhau giống nhau thì nó tạo ra một mảng màu rộng. Ví dụ Dải đỏ rộng/vàng= 220nF=0.22uF 

Tụ Polyester 

Ngày nay, loại tụ này cũng hiếm khi được sử dụng. Giá trị của các loại tụ này thường được in ngay trên tụ theo giá trị pF. Tụ này có một nhược điểm là dễ bị hỏng do nhiệt hàn nóng. Chính vì thế khi hàn các loại tụ này người ta thường có các kỹ thuật riêng để thực hiện hàn, tránh làm hỏng tụ. 

Tụ polyester

Tụ điện biến đổi

Tụ điện biến đổi thường được sử dụng trong các mạch điều chỉnh radio và chúng thường được gọi là tụ xoay. Chúng thường có các giá trị rất nhỏ, thông thường nằm trong khoảng từ 100pF đến 500pF.

Tụ xoay

Rất nhiều các tụ xoay có vòng xoay ngắn nên chúng không phù hợp cho các dải biến đổi rộng như là điện trở hoặc các chuyển mạch xoay. Chính vì thế trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong các mạch định thời hay các mạch điều chỉnh thời gian thì người ta thường thay các tụ xoay bằng các điện trở xoay và kết hợp với 1 giá trị tụ điện xác định. 

Tụ chặn

Tụ chặn là các tụ xoay có giá trị rất nhỏ. Chúng thường được gắn trực tiếp lên bản mạch điẹn tử và điều chỉnh sau khi mạch đã được chế tạo xong. Tương tự các biến trở hiện này thì khi điều chỉnh các tụ chặn này người ta cũng dùng các tuốc nơ vít loại nhỏ để điều chỉnh. Tuy nhiên do giá trị các tụ này khá nhỏ nên khi điều chỉnh, người ta thường phải rất cẩn thận và kiên trì vì trong quá trình điều chỉnh có sự ảnh hưởng của tay và tuốc nơ vít tới giá trị tụ.

Các tụ chặn này thường có giá trị rất nhỏ, thông thường nhỏ hơn khoảng 100pF. Có điều đặc biệt là không thể giảm nhỏ được các giá trị tụ chặn về 0 nên chúng thường được chỉ định với các giá trị tụ điện tối thiểu, khoảng từ 2 tới 10 pF.

Đọc thêm »

Tìm hiểu cuộn cảm

1 : Khái niệm 

Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động, thường dùng trong mạch điện có dòng điện biến đổi theo thời gian (như các mạch điện xoay chiều). 
Cuộn cảm có tác dụng lưu trữ năng lượng ở dạng từ năng (năng lượng của từ trường tạo ra bởi cuộn cảm khi dòng điện đi qua); và làm dòng điện bị trễ pha so với điện áp một góc bằng 90°. 
Cuộn cảm được đặc trưng bằng độ tự cảm, đo trong hệ đo lường quốc tế theo đơn vị henri (H). Cuộn cảm có độ tự cảm càng cao thì càng tạo ra từ trường mạnh và dự trữ nhiều năng lượng. 
Cuộn cảm là một linh kiện điện tử lệ thuộc vào tần số chỉ dẩn điện ở tần số thấp 

2 : Chế tạo 
Về cấu tạo cuộn cảm có thể chia làm các loại sau: cuộn cảm không có lõi, cuộn cảm có lõi bằng bột từ ép, cuộn cảm có lõi bằng sắt từ và cuộn cảm có biến đổi điện cảm. 
Cuộn cảm có thể được làm bằng cách quấn các vòng dây dẫn điện; tùy công suất và độ tự cảm để chọn thiết diện của dây dẫn và số vòng. Ví dụ, với độ tự cảm 1mH với công suất từ 100W đổ xuống thì lấy loại dây đồng có đường kính 0,3mm-0,5 mm quấn 10 vòng; công suất cao hơn thì chọn đường kính 1,2mm quấn 13-15 vòng.

1.1 – Cấu tạo của cuộn cảm.
Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật .

Cuộn dây lõi không khí

Cuộn dây lõi Ferit

Ký hiệu cuộn dây

Ký hiệu cuộn dây trên sơ đồ :
– L1 là cuộn dây lõi không khí.
– L2 là cuộn dây lõi ferit.
– L3 là cuộn dây có lõi chỉnh.
– L4 là cuộn dây lõi thép kỹ thuật.

1.2 – Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm.

a) Hệ số tự cảm (định luật Faraday)

Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua.

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 m2

µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi.

b) Cảm kháng
Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều.

ZL = 2.3,14.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

Thí nghiệm về cảm kháng của cuộn dây với dòng điện xoay chiều

* Thí nghiệm trên minh họa:
Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đó được đấu vào các nguồn điện 12V
nhưng có tần số khác nhau thông qua các công tắc K1, K2 , K3 , khi K1
đóng dòng điện một chiều đi qua cuộn dây mạnh nhất ( Vì ZL = 0 ) => do đó bóng đèn sáng nhất, khi K2 đóng dòng điện xoay chỉều 50Hz đi qua cuộn dây yếy hơn ( do ZL tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, khi K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz đi qua cuộn dây yếu nhất ( do ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu nhất.

=> Kết luận: Cảm kháng của cuộn dây tỷ lệ với hệ số tự cảm của cuộn dây và tỷ lệ với tần số dòng điện xoay chiều, nghĩa là dòng điện xoay chiều có tần số càng cao thì đi qua cuộn dây càng khó, dòng điện một chiều có tần số f = 0 Hz vì vậy với dòng một chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = 0.

c) Điện trở thuần của cuộn dây.

Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng, thông thường cuộn dây có phẩm chất 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.

1.3 – Tính chất nạp, xả của cuộn cảm.
* Cuộn dây nạp năng lương: Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới dạng từ trường được tính theo công thức:

W : năng lượng (June)

L : Hệ số tự cảm (H)

I : Dòng điện.

Thí nghiệm về tính nạp xả của cuộn dây.

Ở thí nghiệm trên: Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần (do cuộn dây sinh ra cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng, năng lượng nạp trong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiên tượng cuộn dây xả điện.

1.4 Ứng dụng của cuộn dây.
a) Loa (Speaker)
Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường.

Hình 1 cục loa.

Cấu tạo và hoạt động của loa

-Cấu tạo của loa: Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực lồng vào nhau , cực N ở giữa
và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trường
khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ,
màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng
dao động ra vào.
-Hoạt động: Khi ta cho dòng điện âm tần (điện xoay chiều từ 20 Hz -> 20.000Hz)
chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường
cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động =>
màng loa dao động theo và phát ra âm thanh.
***Chú ý : Tuyệt đối không được đưa dòng điện một chiều vào loa, vì dòng điện một
chiều chỉ tạo ra từ trường cố định và cuộn dây của loa chỉ lệch về một
hướng rồi dừng lại, khi đó dòng một chiều qua cuộn dây tăng mạnh (do
không có điện áp cảm ứng theo chiều ngược lại) vì vậy cuộn dây sẽ bị
cháy.

b) Micro.

Hình ảnh 1 micro

Thực chất cấu tạo Micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo Micro giống loa nhưng Micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy trở kháng của cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω (trở kháng loa từ 4Ω – 16Ω) ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào. Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược
lại, Micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần.

c) Rơ-le (Relay)

Hình ảnh 1 rơ le

Rơ le cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lý hoạt động của Rơle là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút để thực hiện một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động vv…

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Rơ le

d) Biến áp
- Cấu tạo biến áp
Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp (đưa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit.

Ký hiệu của biến áp

- Tỷ số vòng / vol của bién áp .
Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.
U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp
U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp.
Ta có các hệ thức như sau:

Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn.

Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là
nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ.

– Công xuất của biến áp.
Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt
động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.

– Phân loại biến áp .
+Biến áp nguồn và biến áp âm tần:

Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến

Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply .. , biến áp này hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz , lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng / vol lớn.

Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần, biến áp cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như biến áp nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm tần hoạt động ở tần số cao hơn, vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz – đến 3KHz.
+Biến áp xung & Cao áp.

Biến áp xung Cao áp

Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz như biến áp trong các bộ nguồn xung, biến áp cao áp. Lõi biến áp xung làm bằng ferit, do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung cho công xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng trọng lượng thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần.(

Đọc thêm »

Tự học điện tử căn bản

Ý tưởng 1: Học nghề điện tử, trước hết Bạn phải khai nhãn trí tuệ để nhìn cho thấy rõ được dòng điện chảy trong các nhánh của các mạch điện.

Trong môn điện tử học, điều đầu tiên là Bạn phải nhìn thấy (trong óc Bạn) sự chuyển động của dòng điện trong mạch điện. Bạn xem hình sau: 

Khi khóa điện đóng lại, dòng điện từ nguồn pin sẽ chảy qua sợi nung làm sợi nung nóng lên và phát sáng. Khi khóa  điện hở, cắt dòng và đèn sẽ tắt.

Vậy dòng điện thật sự là gì?

Nó là dòng chảy của các hạt âm điện tử (electron, dịch ra tiếng Việt là âm điện tử), hình vẽ sau đây cho thấy dòng chảy trong mạch điện (Bạn xem hình).

 Dòng electron, tức dòng chảy của các hạt âm điện tử sẽ chảy từ cực âm của nguồn pin, chảy qua bóng điện và chảy về cực dương của pin. (chúng ta có thể hiểu cực dương là cực hút, nó hút các hạt âm điện tử chảy từ cực âm về cực dương).

Trong ngành điện, người ta thường dùng dòng điện qui ức, dòng qui ức chảy theo chiều từ cực dương về cực âm (Bạn xem hình).

Dòng chảy tạo ra từ các hạt màu đỏ là dòng điện quy ước, nó có chiều chảy ngược với dòng điện vật lý, hay còn gọi là dòng electron.

Ý tưởng 2: Học nghề điện tử, Bạn cần hiểu rõ điện áp, cái mà hàng ngày Bạn phải nghĩ đến khi dùng các thiết bị điện.

 Vậy điện áp thật sự là gì?

Điện áp là chỉ sức ép của điện (áp là đè, là ép. Khí áp là sức ép của hơi, hồ nước để trên cao gọi là cột thủy áp), một nguồn điện năng sẽ tạo ra sức ép điện, khi Bạn gắn một nguồn điện vào một mạch điện kín nó sẽ tạo ra dòng chảy trong mạch. Người ta đo điện áp bằng đơn vị Volt. Bạn xem hình vẽ minh họa một nguồn điện áp cảm ứng phát ra từ cuộn dây và tạo dòng chảy trong một mạch đóng kín.

Khi Bạn đặt một nam châm ở gần một cuộn dây, các đường từ lực phát ra từ nam châm  này sẽ đi qua cuộn dây và tạo ra lượng từ thông, nếu Bạn quay nam châm, các đường từ lực đi qua cuộn dây sẽ biến đổi. Lúc này ở hai đầu cuộn dây sẽ xuất hiện điện áp ứng, điện áp này sẽ tạo ra dòng  biến đổi chảy trong một mạch điện đóng kín. Đó là phát hiện của Faraday và cũng là nguyên lý của tất cả các máy phát điện điện từ hiện dụng.

Trong cuộc sống, người ta tạo ra các máy phát điện xoay chiều có biến đổi theo dạng sin, điện áp danh định thường là 220V (hiệu dụng), và tần số công nghiệp là 50Hz.

Điện áp cũng có thể tạo ra từ một phản ứng hóa học,  người ta dùng các phản ứng này để chế tạo các nguồn điện DC, chúng ta có các nguồn pin, điện áp của pin thường là 1.5V, 9V, 12V, 24V.

Hình vẽ sau đây cho thấy nguồn pin tạo ra sức ép điện và tạo ra dòng điện chảy trong mạch, dòng này làm nóng sợi nung trong đèn, khi dây kim loại bị đốt nóng nó sẽ phát ra ánh sáng. Đó là nguyên lý vận hành của loại đèn nhiệt quang.

Ý tưởng 3: Cách kiểm tra 2 tham số trạng thái của một mạch điện, đó là Điện áp và cường độ dòng điện.

Hình vẽ sau đây cho thấy cách đo điện áp và đo dòng trên một mạch điện cơ bản chỉ gồm có nguồn pin và bóng đèn tim:

Làm nghề điện, Bạn phải biết cách dùng máy đo áp và đo dòng. Trên một mạch điện có 2 tham số trạng thái quan trong, đó là đo áp trên các đường mạch và đo dòng chảy qua các linh kiện trong mạch.

 Ý  tưởng 4: Luật Ohm.

Luật Ohm cho thấy các mối quan hệ giữa 4 tham số P, V, R, I. Trong một mạch điện khi biết R, I, chúng ta sẽ tính đượcV. Phát biểu cơ bản của luật Ohm là: Khi có dòng điện I chảy qua 1 điện trở R, thì trên 2 đầu của điện trở sẽ xuất hiện điện áp V, và V = R x I.

Điện áp V và dòng điện I là 2 tham số trạng thái, còn các tham số khác, như trở R, dẫn G, công suất P là các tham số dẫn xuất, nó tính theo V và I.

Trong một mạch điện, các phép toán thường được tính theo các công thức được liệt kê theo bảng sau:

Các tính toán cơ bản trong một mạch điện chỉ lòng vòng với 4 tham số, đó là:

* Công suất P tính bằng Watt.

* Điện áp V tính bằng Volt.

* Điện trở R tính bằng Ohm.

* Cường độ dòng điện I tính bằng Ampere

Cách dùng bảng:

Phần 1: Bạn dùng bảng tính công suất P theo các trị V, R, I.

Phần 2: Bạn dùng bảng tính V theo các trị P, R, I.

Phần 3: Bạn dùng bảng tính R theo các trị P, V, I.

Phần 4: bạn dùng bảng tính I theo các trị P, V, R.

Một thí dụ: Bạn có một nguồn pin V=9V cấp dòng cho một điện trở là R=1K, vậy dòng chảy trong mạch là bao nhiêu Ampere? và công suất đốt nóng điện trở là bao nhiêu Watt?

Tra bảng chúng ta thấy, lấy áp V chia cho trở R sẽ biết cường độ dòng chảy trong mạch.

Tra bảng chúng ta thấy, lấy bình phương áp V và chia cho trở R sẽ biết công suất đốt nóng trở.

Với Bạn mới nhập môn ngành điện tử, Bạn hãy làm quen với 2 khái niệm quan trọng là dòng và áp. Học cách dùng bảng luật Ohm để tính trị của công suất P (Watt, W), trị của điện áp V (Volt, V), trị của điện trở R (Ohm) và trị của cường độ dòng điện I (Ampere, A).

  

Bây giờ hãy làm quen với các linh kiện cơ bản của môn điện tử học

1- Điện trở.

Điện trở R hiểu đơn giản là một ống dẫn điện. Mỗi diện trở đều có sức cản dòng., tính bằng Ohm Khi sức cản của nó lớn dòng chảy qua nó sẽ nhỏ và ngược lại nếu sức cản của điện trở nhỏ thì dòng chảy qua nó lớn. Trong ứng dụng chúng ta thường gặp loại điện trở hình ống, loại điện trở dán và loại diện trở có công suất lớn. Sau đây là hình dạng của các điện trở (Bạn xem hình).

Hình dạng các điện trở:

 Với một điện trở, chúng ta cần biết trị sức cản của nó (tính bằng Ohm) và công suất chịu nóng của nó (tính bằng Watt). Với các điện trở than hình ống, trị sức cản thường cho ghi bằng các vòng màu, có các diện trở ghi bằng 4 vòng màu, 5 vòng màu và 6 vòng màu. Điện trở chịu nóng càng lớn càng có kích thước lớn.

Họ điện trở:

Người ta chế tạo các điện trở có trị Ohm thay đổi được, đó là các biến trở, chiết áp, quang trở, nhiệt trở, áp trở, điện trở dò ẩm, điện trở đè...

 * Biến trở hay chiết áp: Có trị điện trở thay đổi theo nút kéo hay nút xoay.

* Nhiệt trở : Có trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, theo mức nóng mức lạnh.

* Quang trở : Có trị điện trở thay đổi theo cường độ sáng mạnh yếu.

* Áp trở: Có trị điện trở thay đổi theo mức điện áp cao thấp trên 2 chân của điện trở.

* Điện trở dò ẩm: Có trị điện trở thay đổi theo mức ẩm trên bề mặt ẩm trở.

* Điện trở đè : Có trị điện trở thay đổi theo sức đè, sức ép trên bề mặt điện trở.

Cách tính trị của các điện trở than (hình ống) thông dụng:

Với điện trở 4 vòng màu:

Vòng 1 và vòng 2, trị lấy theo màu.

Vòng 3 màu cho biết số số 0.

Vòng 4 cho biết mức gia giảm.

Thí dụ: Một điện trở có các vòng màu như sau:

Nâu + Đen + Đỏ + Hoàng kim sẽ có trị là: 1 + 0 + 00  gia giảm 5%, tức 1000 Ohm hay 1K.

Đỏ  + Tím + Cam + Bạc sẽ có trị là: 2 + 7 + 000 gia giảm 10%, tức 2700 Ohm hay 2.7K.

Vàng + Tím + Vàng + không màu sẽ có trị là 4 + 7 + 0000 gia giảm 20%, tức 470000 Ohm hay 470K.

Công dụng của điện trở:

(1) Điện trở dùng để định  dòng cho diode zener.

Để có mức áp ổn định 2.2V, chúng ta dùng diode zener D02BZ2_2 và trong mạch phải dùng điện trở hạn dòng. Với điện trở hạn dòng là 1K, dòng làm việc chảy qua diode zener là 9.801mA.

(2) Điện trở dùng làm cầu chia áp.

Từ nguồn nuôi là 9V, chúng ta dùng các điện trở để làm cầu chia volt, lấy ra các mức áp khác nhau.

* Mạch A lấy ra 1.22V trên điện trở 4.7K (chia áp với điện trở 33K).

* Mạch B lấy ra 1.579V trên điện trở 10K (chia áp với điện trở 47K).

* Mạch C lấy ra 4.5V trên điện trở 10K (chia áp với điện trở 10K).

* Mạch D lấy ra 2.878V trên điện trở 470K (chia áp với điện trở 1Meg).

Chúng ta thấy cầu điện trở có trị điện trở càng lớn thì dòng chảy qua nhánh sẽ càng nhỏ và ngược lại.

Cách mắc các điện trở: Có 2 cách mắc thường dùng, là m8a1c song song và mắc nối tiếp.

 

Mắc các điện trở theo kiểu nối tiếp sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị lớn hơn, vậy nó cho dòng qua nhỏ. Và nếu mắc các điện trở theo kiểu song song sẽ tạo ra điện trở đẳng hiệu có trị nhỏ hơn và nó sẽ cho dòng qua lớn hơn.

Một thí dụ: Dùng PSpice để xác định dòng và áp đối với cách mắc điện trở nối tiếp và cách mắc song song.

 

Đo điện trở với Ohm kế:

Hình vẽ cho thấy cách dùng Ohm kế để đo các điện trở.

Hình vẽ cho thấy cách dùng Ohm kế để đo các quang trở.

Nói chuyện dùng PSpice để mô phỏng, tính toán các trị cơ bản V, I, W trong mạch điện.

Trình tự làm như sau:

Bước 1: Vào PSpice để mô tả mạch điện.

Bước 2: Khai báo cách tính trang thái phân cực (Bias Point) cho mạch.

Bước 3: Đọc kết quả.

Trong nhiều trường hợp chúng ta sẽ dùng trình PSpice để khảo sát định lượng cho các mạch điện ứng dụng. Với trình PSpice Bạn thợ có thể làm được công việc như một kỹ sư thiết kế mạch.

 Bước 4: Khảo sát điện áp theo hàm quét (DC Sweep) và đọc kết quả trên đồ thị.

 Mạch điện khảo sát: Khảo sát với nguồn nuôi 9V.

 

Cách khai báo hàm quét là điện áp V1, biến đổi từ mức 0V đến 60V, bước tăng là 0.1V.

Đọc kết quả, đường xanh là điện áp lấy trên R2 và đường đỏ là điện áp lấy trên diode zener.

.

.

Quang trở và các ứng dụng.

Cấu tạo của quang trở:

Dùng quang trở để đó tốc độ quay:

 Một ứng dụng thường gặp của quang trở:

Khi quang trở không bị che sáng (như trời sáng) thì nội trở của quang trở nhỏ, mức áp trên chân B của Q1 xuống thấp, Q1, Q2 dẫn yếu, Relay không được cấp dòng, trạng thái các tiếp điểm lá kim không thay đổi. Lúc này Led chỉ thị tắt.

Khi quang trở bị che sáng (như trời tối), nội trở của quang trở tăng lớn, nó khiến cho Q1, Q2 dẫn điện mạnh, Q2 sẽ cấp dòng cho Relay, Relay làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm lá kim. Lúc này Led chỉ thị phát sáng.

+ VR1 là biến trở dùng chỉnh mức nhậy

+ D1 là diode dùng dập biên điện áp nghịch.

+ Mạch làm việc với nguồn pin 9V.

 Một ứng dụng khác của quang trở:

Mạch dùng quang trở làm cảm biết dò sáng và dùng mạch Flip Flop để tạo tín tự giữ, mạch đóng mở một relay 12V và dùng tiếp điểm lá kim để đóng mở điện cho các thiết bị khác.

Khi có sáng rọi vào quang trở, nó giảm trị số Ohm làm ngưng dẫn 2 transistor 2N3904 và 2N3053, mạch Flip Flop không được cấp dòng và Relay cũng không được cấp dòng, tiếp điểm lá kim ở trạng hái cố hữu.

Khi quang trở bị che sáng (tối), nó tăng Ohm và làm cho 2 transistor dẫn điện và cấp dòng cho Flip Flop tạo trạng thái lật, nếu trước đó Relay tắt thì lần nầy nó sẽ mở và tự giữ, ngược lại nếu trước đó Relay mở thì lần này sẽ tắt và tự giữ.

Nhận xét của người soạn: Mạch điện này ghi lại chỉ có tính tham khảo, tính ổn định  của mạch kém, hiệu quả ráp thành công thấp, với các bạn "chưa có kinh nghiệm chọn linh kiện và hiệu chỉnh mạch", không nên ráp thực hành mạch điện này.

Ẩm trở, điện trở cảm biến theo độ ẩm.

Để phát hiện mức ẩm có trên các vật thể, người ta dùng điện trở DEW, hình dạng các điện trở dò ẩm như hình sau:

Trên lớp bề mặt là một chất cảm biến, khi khô không động nước, nó có nội trở nhỏ, khi bị đọng nước thì nội trở của nó sẽ tăng lên rất lớn, thay đổi này được dùng để đo mức ẩm trên các vật thể.

Điện trở DEW và các ứng dụng của nó:

Trong mạch: LM358N dùng làm tầng so áp, mức áp chuẩn đưa vào trên chân số 2, mức áp cảm biến lấy trên điện trở dò ẩm đưa vào trên chân số 3. Ngả ra trên chân số 1, trên ngả ra có Led chỉ thị và dùng một cảm biến để truyền tín hiệu về bo khiển.

* Khi trên bề mặt điện trở DEW khô, không đọng nước, nội trở của nó nhỏ (vài K), lúc đó mức volt trên chân 3 thấp hơn chân 2, trạng thái ngả ra trên chân 1 sẽ ở mức áp thấp, Led1 không sáng và cũng không có dòng qua Led trong opto, quang transistor trong opto không dẫn điện, mức áp trên chân C ở mức cao, Led2 chỉ thị cũng  không sáng.

* Ngược lại, khi trên bề mặt điện trở DEW ướt, bị đọng nước, nội trở của nó tắng lên rất lớn (vài trăm K), lúc đó mức volt trên chân 3 lên cao hơn hơn chân 2, trạng thái ngả ra trên chân 1 sẽ lên mức áp cao, Led1 sáng và lúc này có dòng qua Led trong opto, quang transistor dẫn điện, mức áp trên chân C xuống mức áp  thấp, Led2 chỉ thị cùng  phát sáng.

Nhiệt trở và ứng dụng của nó.

Người ta dùng nhiệt trở để làm cảm biết dò mức nóng lạnh, có 2 loại nhiệt trở:

* Nhiệt trở dương (PTC), khi nhiệt độ càng nóng, trị điện trở của nó càng tăng.

* Nhiệt trở âm (NTC), khi nhiệt độ càng nóng, trị điện trở của nó càng giảm.

Một ứng dụng của nhiệt trở: Dùng điều chỉnh tự động tốc độ quay của quạt theo nhiệt độ:

Trong mạch, người ta dùng TRIAC để cấp dòng cho quạt gió.

* Khi nhiệt độ tăng cao thì nhiệt trở PTN sẽ tăng Ohm, cùng lúc nhiệt trở NTC lại giảm Ohm, điều này sẽ làm tăng góc mở điện của TRIAC, quạt sẽ nhận được nhiều điện năng hơn, nó tăng tốc độ quay lên.

* Khi nhiệt độ giảm xuống thấp thì nhiệt trở PTN sẽ giảm Ohm, cùng lúc nhiệt trở NTC lại tăng Ohm, điều này sẽ làm giảm nhỏ góc mở điện của TRIAC, quạt sẽ nhận được ít điện năng hơn, nó giảm tốc độ quay lên.

Một ứng dụng khác, tự động tắt mở quạt theo nhiệt độ:

Mạch dùng LM311 làm tầng so áp, mức áp chuẩn lấy trên chiết áp 10K, đưa vào chân 2. Nhiệt trở âm (NTC) kết hợp với điện trở R1 (10K) làm cầu chia volt và tín hiệu cảm biến đưa vào chân 3. Khi nhiệt độ tăng cao, trị của nhiệt trở NTC giảm, mức áp chân 3 giảm xuống thấp hơn chân 2, vậy trạng thái ngả ra trên chân 7 sẽ tăng cao, nó làm cho transistor T1 bảo hòa, relay 12V được cấp dòng, nó đóng tiếp điểm lá kim và quạt gió sẽ quay.

Khi nhiệt độ giảm xuống mức thấp thì sao? Trị của nhiệt trở NTC sẽ tăng Ohm, làm cho mức áp trên chân 3 lên cao hơn mức áp trên chân 2, trạng thái ngả ra trên chân 7 sẽ chuyển nhanh xuống mức áp thấp, nó làm T1 ngưng dẫn và cắt dòng cấp cho relay 12V, và motor quạt cũng bị cắt dòng, ngưng thổi gió.

Điện trở cảm biến theo sức ép (Force Sensor Resistor, FSR).

Các điện trở cảm biến theo sức ép được dùng trong các máy cân, máy đo huyết áp.

 

Một sơ đồ tham khảo: Máy đo huyết áp.

Bạn có thể dùng cầu đo để làm cân điện tử:

Varistor, điện trở cảm biến theo điện áp.

Hình dạng các Varistor (cũng còn gọi là VDR, Voltage Dependent Resistor).

Đặc điểm của Varistor là:

* Khi điện áp AC trên 2 chân thấp hơn điện áp qui định, Varistor tác dụng như một điện trở vô cùng lớn (xem như hở mạch).

* Khi điện áp AC trên 2 chân cao hơn điện áp qui định, Varistor tác dụng như một điện trở nhỏ (xem như kín mạch).

Một ứng dụng của Varistor, dùng dập xung biên cao trên đường dây AC.

Lúc trời giông, chuyển mưa, các đám mây mang điện tích khác nhau trên trời đụng nhau thường tạo ra sấm sét, tia sét là một hiện tượng điện học, khi sét đánh vào đường điện sẽ tạo ra xung điện có biên độ vọt lên rất cao, nhiều khi lên trên 10000V, xung điện này sẽ làm cháy các thiết bị như TV, điện thoại bàn, đầu máy... Để đề phòng trường hợp này làm hư máy, người dùng các Varistor, gắn trên đường nguồn AC.

Vậy:

* Lúc bình thường, trời quang đãng, mức áp cố hữu trên đường nguồn 220V không đủ cao và Varistor tác dụng như một điện trở rất lớn, xem như hở mạch, thiết bị hoạt động bình thường.

* Khi có sét đánh vào đường dây điện, trong tíc tắc, xung điện trên line có thể lên cao vài ngàn Volt, mức áp này cao hơn mức áp qui định của Varistor, nên Varistor sẽ giảm Ohm, trở thành một điện trở nhỏ và nó gây tải nặng và làm mất xung điện trên đường nguồn AC. Trường hợp xung điện quá mạnh, sẽ tạo dòng điện lớn chảy qua Varistor và sẽ làm đứt cầu chì (Bạn xem mạch được bảo vệ với Varistor 3 chân).

Tóm lại Bạn thường thấy linh kiện Varistor gắn trên các đường nguồn, đường tín hiệu , các đường dây dẫn từ ngoài trời vào máy, người ta dùng Varistor làm linh kiện để chống sét đánh, giữ an toàn cho máy.

Sau đây tôi liệt kê ký hiệu của các linh kiện thường dùng trong ngành điện tử học, các ký tự sắp theo thứ tự A, B, C... để Bạn dễ tìm.

 

Ghi nhận:Trong môn điện tử học, cách vẽ hình cho ký hiệu cũng có nhiều trường phái, (Nhật-Mỹ, Âu Châu, Trung Quốc...) nên cùng một linh kiện có nhiều kiểu ký hiệu sẽ cũng không có gì lạ.

Khi Bạn dùng OrCAD, trình Capture CIS để vẽ các sơ đồ mạch điện, mỗi linh kiện điện tử sẽ có một tên gọi riêng, Bạn muốn lấy ký hiệu của linh kiện nào, trước tiên Bạn phải nhớ tên đặt của linh kiện đó. Các linh kiện này đều cất trong vài chục thư viện khá lớn, Bạn phải làm quen với các thư viện này để biết nguồn tài nguyên mà OrCAD cấp cho chúng ta. 

Đọc thêm »