Các linh kiện thụ động

Định nghĩa:

Điện trở là cấu kiện dùng làm phần tử ngăn cản dòng điện trong mạch. Trị số điện trở được xác định theo định luật Ôm:

R=U/I (Ω) (2.1)

Trong đó: U -hiệu điện thế trên điện trở [V]

I - dòng điện chạy qua điện trở [A]

R - điện trở

Trên điện trở, dòng điện và điện áp luôn cùng pha và điện trở dẫn dòng điện một chiềuvà xoay chiều như nhau.

Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ mạch điện

Trong các sơ đồ mạch điện, điện trở thường được mô tả theo các qui ước tiêu chuẩn như trong hình

Cấu trúc của điện trở có nhiều dạng khác nhau. Một cách tổng quát ta có cấu trúc tiêu biểu của một điện trở như mô tả trong hình 2.2.

Kết cấu đơn giản của một điện trở

Trị số điện trở và dung sai

+ Trị số của điện trở là tham số cơ bản và được tính theo công thức:

R= ρl/S (2.2)

Trong đó: ρ - là điện trở suất của vật liệu dây dẫn cản điện

l- là chiều dài dây dẫn

S - là tiết diện của dây dẫn

+ Dung sai hay sai số của điện trở biểu thị mức độ chênh lệch giữa trị số thực tế của điện trở so với trị số danh định và được tính theo %.

Dung sai được tính theo công thức:

^{(Rt.t – Rd.d)}/_Rd.d^.100%

R_t.t: trị số thực tế của điện trở

R_d.d: Trị số danh định của điện trở

Dựa vào % dung sai, ta chia điện trở ở 5 cấp chính xác:

Cấp 005: có sai số ± 0,5 %

Cấp 01: có sai số ± 1 %

Cấp I: có sai số ± 5 %

Cấp II: có sai số ± 10 %

Cấp III: có sai số ± 20 %

Công suất tiêu tán danh định: (Pt.tmax)

Công suất tiêu tán danh định cho phép của điện trở P_t.t.max là công suất điện cao nhất mà điện trở có thể chịu đựng được trong điều kiện bình thường, làm việc trong một thời gian dài không bị hỏng. Nếu quá mức đó điện trở sẽ nóng cháy và không dùng được.

P_t.tmax = RI²_max = U²_max/R [W] (2.3)

Với yêu cầu đảm bảo cho điện trở làm việc bình thường thì

P_tt < P_ttmax.

Hệ số nhiệt của điện trở : TCR

Hệ số nhiệt của điện trở biểu thị sự thay đổi trị số của điện trở theo nhiệt độ môi trường

và được tính theo công thức sau:

TCR=1/R.ρR/ρT.10⁶ [ppm/⁰C] (2.4)

Trong đó: R- là trị số của điện trở

ΔR- là lượng thay đổi của trị số điện trở khi nhiệt độ thay đổi một lượng là ΔT.

TCR là trị số biến đổi tương đối tính theo phần triệu của điện trở trên 1°C (viết tắt là ppm/°C).

Lưu ý: Điện trở than làm việc ổn định nhất ở nhiệt độ 200C. Khi nhiệt độ tăng lớn hơn 200C hoặc giảm nhỏ hơn 200C thì điện trở than đều tăng trị số của nó.

Mã màu điện trở

+ Quy ước theo mã: Mã này gồm các chữ số và một chữ cái để chỉ % dung sai. Trong các chữ số thì chữ số cuối cùng chỉ số số 0 cần thêm vào. Các chữ cái chỉ % dung sai qui ước gồm:

F = 1 %, G = 2 %, J = 5 %, K = 10 %, M = 20 %.

+ Quy ước màu:

Thông thường người ta sử dụng 4 vòng màu, đôi khi dùng 5 vòng màu (đối với loại có dung sai nhỏ khoảng 1%).

­ Loại 4 vòng màu được qui ước:

- Hai vòng màu đầu tiên là chỉ số có nghĩa thực của nó

- Vòng màu thứ 3 là chỉ số số 0 cần thêm vào (hay gọi là số nhân).

- Vòng màu thứ 4 chỉ phần trăm dung sai (%).

­ Loại 5 vạch màu được qui ước:

- Ba vòng màu đầu chỉ các số có nghĩa thực

- Vòng màu thứ tư là số nhân để chỉ số số 0 cần thêm vào

- Vòng màu thứ 5 chỉ % dung sai.

Mã số

Giá trị của điện trở có thể ghi dưới dạng mã gần giống với quy ước màu nhưng không dùng các vạch màu mà sử dụng các con số. Ví dụ sử dụng 3 con số để biểu diễn giá trị trong đó: 2 con số thứ nhất là giá trị và số thứ 3 là cho biết số mũ cơ số 10.

Một điện trở có quy ước giá trị theo mã là: 222 thì giá trị tương ứng là 22x10² =2200=2.2K.

Các loại điện trở:

• Điện trở có trị số cố định
• Điện trở có trị số thay đổi

Một số loại điện trở đặc biệt:

• Điện trở nhiệt: có trị số biến đổi theo nhiệt độ

• Điện trở Varixto: có trị số thay đổi khi điện áp thay đổi

• ­Điện trở Mêgôm: có trị số điện trở từ 10⁸ ÷ 10¹⁵ Ω (khoảng từ 100 MΩ đến 1000000 GΩ). Điện trở Mêgôm được dùng trong các thiết bị đo thử, trong mạch tế bào quang điện.
• ­Điện trở cao áp: Là điện trở chịu được điện áp cao từ 5 KV đến 20 KV. Điện trở cao áp có trị số từ 2000 ÷ 1000 MΩ, công suất tiêu tán cho phép từ 5 W đến 20 W. Điện trở cao áp thường dùng làm gánh các mạch cao áp, các bộ chia áp.
• ­Điện trở chuẩn: Là các điện trở dùng vật liệu dây quấn đặc biệt có độ ổn định cao. Thí dụ, các vật liệu có sự thay đổi giá trị điện trở khoảng 10 ppm/năm, TCR = 4 ppm/⁰C.
• Mạng điện trở: Mạng điện trở là một loại vi mạch tích hợp có 2 hàng chân.

Phân loại

Thông thường chia làm 2 loại chính:

Loại có trị số điện dung cố định:

• tụ giải nhôm (tự hóa), có điện dung cao;
• tụ tantan (chất điện giải là tan tan)
• tụ gốm, tụ thủy tinh,...

• Loại có trị số điện dung thay đổi:

Tụ điện có trị số điện dung thay đổi được là loại tụ trong quá trình làm việc ta có thể điều chỉnh thay đổi trị số điện dung của chúng. Tụ có trị số điện dung thay đổi được có nhiều loại, thông dụng nhất là loại đa dụng và loại điều chuẩn.

• Loại đa dụng còn gọi là tụ xoay: Tụ xoay được dùng làm tụ điều chỉnh thu sóng trong các máy thu thanh, v.v.. Tụ xoay có thể có 1 ngăn hoặc nhiều ngăn. Mỗi ngăn có các lá động xen kẽ, đối nhau với các lá tĩnh, chế tạo từ nhôm. Chất điện môi có thể là không khí, mi ca, màng chất dẻo, gốm, v.v..
• Tụ vi điều chỉnh (thường gọi tắt là Trimcap) Loại tụ này có nhiều kiểu. Chất điện môi cũng dùng nhiều loại như không khí, màng chất dẻo, thuỷ tinh hình ống... Để thay đổi trị số điện dung ta dùng tuốc-nơ-vit để thay đổi vị trí giữa hai lá động và lá tĩnh

Các thông số và đặc điểm các giá trị của tụ điện

Ký hiệu và các dạng chế tạo

Ký hiệu

Tùy từng loại, tụ có các ký hiệu khác nhau, các ký hiệu thường dung cho tụ điện:

Một số ký hiệu của tụ điện

Định nghĩa:

Cuộn dây, còn gọi là cuộn tự cảm, là cấu kiện điện tử dùng để tạo thành phần cảm kháng trong mạch. Cảm kháng của cuộn dây được xác định theo công thức:

XL = 2 π f L = ω L (Ω) (2. 13)

Trong đó: L – điện cảm của cuộn dây (đo bằng Henry), phụ thuộc vào hình dạng, số vòng dây, cách sắp xếp, và cách quấn dây.

f - tần số của dòng điện chạy qua cuộn dây (Hz)

Các cuộn dây được cấu trúc để có giá trị độ cảm ứng xác định. Ngay cả một đoạn dây dẫn ngắn nhất cũng có sự cảm ứng. Như vậy, cuộn dây cho qua dòng điện một chiều và ngăn cản dòng điện xoay chiều. Đồng thời, trên cuộn dây dòng điện và điện áp lệch pha nhau 90⁰.

Cuộn dây gồm những vòng dây dẫn điện quấn trên một cốt bằng chất cách điện, có lõi hoặc không có lõi tùy theo tần số làm việc.

Ký hiệu các cuộn cảm trong sơ đồ mạch điện:

Trong các mạch điện, cuộn cảm được ký hiệu bằng chữ cái L.

Định nghĩa:

Biến áp là thiết bị gồm hai hay nhiều cuộn dây ghép hỗ cảm với nhau để biến đổi điện áp. Cuộn dây đấu vào nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, các cuộn dây khác đấu vào tải tiêu thụ năng lượng điện gọi là cuộn thứ cấp.

Hệ số ghép biến áp K:

Số lượng từ thông liên kết từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp được định nghĩa bằng hệ số ghép biến áp K:

K= ^{Từ thông liên kết giữa hai cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp}/_{Tổng số từ thông sinh ra do cuộn dây sơ cấp}

Thông thường hệ số ghép biến áp được tính theo công thức:

Trong đó: M - hệ số hỗ cảm của biến áp

L1 và L2 - hệ số tự cảm của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tương ứng.

Khi K = 1 là trường hợp ghép lý tưởng, khi đó toàn bộ số từ thông sinh ra do cuộn sơ cấp

được đi qua cuộn thứ cấp và ngược lại.

Trên thực tế sử dụng, khi K ≈ 1 gọi là hai cuộn ghép chặt

khi K<<1 gọi là hai cuộn ghép lỏng