Bài giảng Điện tử cơ bản - Chương 2: Điện trở

Nội dung text: Bài giảng Điện tử cơ bản - Chương 2: Điện trở

1. Chương II: ĐIỆN TRỞ MỤC TIÊU THỰC HIỆN: Học xong bài này học viên cĩ khả năng: - Nắm được bản chất vật lý hoạt động của điện trở. - Tính tốn và ứng dụng điện trở vào trong các mạch điện – điện tử và vào trong thục tế.
2. I. ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN Một dây dẫn điện cĩ trị số điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây, tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn. R= ρ. l s ρ: điện trở suất (Ωm hoặc Ωmm2/m) l: chiều dài (m) s: tiết diện (mm2) R: điện trở dây dẫn (Ω)
3. Điện trở cĩ đơn vị tính là Ohm (Ω). Các bội số của (Ω) là: Kiloohm: 1KΩ = 103Ω, Megaohm: 1MΩ = 106 Ω Điện trở suất của một số chất tiêu biểu là: 2 ◼ Bạc: ρ = 0,016 Ωmm /m 2 ◼ Đồng: ρ = 0,017 Ωmm /m 2 ◼ Vàng: ρ = 0,02 Ωmm /m 2 ◼ Nhơm: ρ = 0,026 Ωmm /m 2 ◼ Kẽm: ρ = 0,06 Ωmm /m 2 ◼ Thủy tinh: ρ = 1018 Ωmm /m
4. Trong thực tế, điện trở suất cĩ trị số thay đổi theo nhiệt độ và được tính bằng cơng thức: ρ = ρ0 ( 1+ at) o ρ0: điện trở suất ở 0 C a: hệ số nhiệt t: Nhiệt độ Kí hiệu của điện trở: R R
5. II. ĐỊNH LUẬT OHM Cường độ dịng điện trong mạch sẽ tỉ lệ thuận với điện áp và tỉ lệ nghịch với điện trở trong mạch đĩ. V I = R I: cường độ dịng điện (A) V: điện áp (V) R: điện trở (Ω)
6. Định luật ohm trong mạch kín ◼ Định luật Ohm mạch kín : I = ΣU/ΣR ΣU : tổng điện thế có trong mạch kín ΣR : tổng điện trở có trong mạch kín I R1 U1 U1+U2+U3 U2 I = U3 R1+R2 R2
7. III. ĐIỆN TRỞ THAN 1. Cấu tạo: Điện trở than được cấu tạo từ hỗn hợp của bột than và các chất khác, tùy theo tỉ lệ pha trộn mà điện trở cĩ trị số lớn hay nhỏ, bên ngồi điện trở được bọc bằng lớp cách điện. Trị số của điện trở được kí hiệu bằng các vịng màu trên thân điện trở theo quy ước của Hoa Kỳ (E.I.A = Electronic Industries Association)
8. 2. Các thơng số cần quan tâm khi dùng điện trở ◼ Giá trị điện trở (Ω ,kΩ ,MΩ ,GΩ) ◼ Sai số hay dung sai là mức thay đổi tương đối của giá trị thực so với giá trị danh định sản xuất được ghi trên điện trở tính theo % ◼ Công suất của điện trở : là trị số chỉ công suất tiêu tán tối đa cho phép tính bằng wát (W). Chọn công suất của điện trở PR ≥ 2.P (P: công suất do dòng điện sinh ra trên điện trở)
9. 3. Bảng quy ước vịng màu điện trở (theo chuẩn E.I.A) VỊNG Vịng A Vịng B Vịng C Vịng D MÀU (số thứ nhất) (số thứ hai) (bội số) (sai số) Đen 0 100 (± 20% với khơng vịng màu) Nâu 1 1 101 ± 1% Đỏ 2 2 102 ± 2% Cam 3 3 103 Vàng 4 4 104 lục 5 5 105 lam 6 6 106 Tím 7 7 107 Xám 8 8 108 Trắng 9 9 109 Vàng kim 10-1 ± 5% Bạc kim 10-2 ± 10%
10. 4. Cách đọc giá trị điện trở bằng các vịng màu a. Điện trở ba vịng màu: R = (AB × C) ± 20% Vịng A: số thứ nhất Vịng B: số thứ hai Vịng C: bội số
11. b. Điện trở bốn vịng màu: R = (AB × C) ± D Vịng A: số thứ nhất Vịng B: số thứ hai Vịng C: bội số Vịng D: sai số
12. c. Điện trở năm vịng màu: R = (ABE × C) ± D Vịng A: số thứ nhất Vịng B: số thứ hai Vịng C: số thứ ba Vịng D: bội số Vịng E: sai số
13. 5. Cách đọc điện trở theo quy định đánh số trực tiếp Số trực tiếp (Ω) + Chữ cái thứ 1+ Số lẻ + Chữ cái thứ 2 Bội số của Ω Dung sai R = 100 Ω M = 20% K = 103 Ω K = 10% M = 106 Ω J = 5% H = 2,5% G = 2% Ví dụ : 8K2J => 8,2kΩ 5% F = 1%
14. 6. Bảng quy ước giá trị điện trở chuẩn SAI SỐ (%) 5% 1% 5% 1% 10 10 33 33 11 36 12 12 39 39 18 13 43 15 47 47 16 51 18 56 56 20 62 22 22 68 68 24 75 27 27 82 82 30 91
15. 7. Cơng suất của điện trở Tuỳ theo kích cỡ của điện trở mà điện trở cĩ cơng suất lớn hay nhỏ với trị số gần đúng như sau: Cơng suất ¼ W thì R cĩ chiều dài ≈ 0,7cm. Cơng suất ½ W thì R cĩ chiều dài ≈ 1 cm. Cơng suất 1W thì R cĩ chiều dài ≈ 1,2 cm. Cơng suất 2 W thì R cĩ chiều dài ≈1,6 cm. Cơng suất 4 W thì R cĩ chiều dài ≈2,4 cm. Những điện trở cĩ cơng suất lớn hơn thường là điện trở dây quấn.
16. V. CÁC LOẠI ĐIỆN TRỞ 1. Phân loại điện trở theo cấu tạo: ◼ Điện trở than nén là loại điện trở dùng bột than ép lại dạng thanh, bên ngồi được bảo vệ bằng lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Trị số điện trở từ 10Ω – 22MΩ. Cơng suất từ 1/4 W - 1W. ◼ Điện trở màng kim loại được sản xuất từ quá trình kết lắng màng Nicken- Crom, cĩ trị số ổn định hơn điện trở than nên giá thành cao. Cơng suất của điện trở này thường là ½ W.
17. ◼ Điện trở oxit kim loại được sản xuất từ oxit - thiếc nên chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao, cơng suất thường là ½ W ◼ Điện trở dây quấn dùng các loại hợp kim Ni-Cr để chế tạo các loại điện trở cần trị số nhỏ hay cần dịng điện chịu đựng cao. Cơng suất từ 1W- 25W.
18. 2. Phân loại theo cơng dụng a. Biến trở - chiết áp: (Variable Resistor- VR) Cấu tạo gồm một điện trở màng than hay dây quấn cĩ dạng hình cung, cĩ gĩc xoay là 2700C. Cĩ một trục xoay ở giữa nối với một con trượt làm bằng than (cho biến trở dây quấn) hay bằng kim loại cho biến trở than. Con trượt sẽ ép lên mặt điện trở để tạo kiểu nối tiếp xúc, làm thay đổi trị số điện trở khi xoay trục.
19. KÝ HIỆU, HÌNH DẠNG BIẾN TRỞ Biến trở dây quấn là loại biến trở tuyến tính, cĩ tỷ số điện trở tỷ lệ với gĩc xoay. Biến trở than cĩ loại tuyến tính, cĩ loại trị số thay đổi theo hàm logarít. Biến trở than cĩ cơng suất danh định thấp từ 1/4W – 1/2W. Biến trở dây quấn cĩ cống suất cao hơn từ 1W – 3W.
20. b. Nhiệt trở: (Thermistor- Th) Th Nhiệt trở cĩ hệ số nhiệt âm - nhiệt trở âm (NTC – Negative Temperature Coefficient) là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở giảm xuống, và ngược lại. Nhiệt trở cĩ hệ số nhiệt dương - nhiệt trở dương (PTC– Positive Temperature Coefficient) là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số điện trở tăng lên, và ngược lại.
21. c. Quang trở(Photo Resistor) Cds ◼ Quang trở thường được chế tạo từ chất Sunfur - catmium Khi độ chiếu sáng vào quang trở càng mạnh thì điện trở cĩ trị số càng nhỏ và ngược lại. ◼ Quang trở thường đuợc dùng trong các mạch tự động ĐK bằng ánh sáng, báo động
22. d. Điện trở cầu chì (Fusistor) F ◼ Điện trở cầu chì cĩ tác dụng bảo vệ quá tải như các cầu chì của hệ thống điện nhà, bảo vệ cho mạch nguồn hay các mạch cĩ dịng tải lớn như các transistor cơng suất. ◼ Điện trở cầu chì thường cĩ trị số rất nhỏ, khoảng vài .
23. e. Điện trở tùy áp: (Voltage Dependent Resistor - VDR) VDR VDR ◼ Là loại điện trở cĩ trị số thay đổi theo trị số điện áp đặt vào hai đầu. Khi điện áp đặt vào hai đầu của điện trở dưới mức quy định thì VDR cĩ trị số điện trở rất lớn, coi như hở mạch. Khi điện áp giữa hai đầu tăng cao quá mức quy định thì VDR cĩ trị số giảm xuống rất thấp, coi như ngắn mạch.
24. VI. CÁC KIỂU GHÉP ĐIỆN TRỞ 1. Điện trở ghép nối tiếp R R1 R2 R3 U1 U2 U3 I I U U R = R1 + R2 + R3
25. 2. Điện trở ghép song song I I I1 I2 I3 U U R R1 R2 R3 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
26. VII.CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TRỞ ◼ Trong sinh hoạt, điện trở được dùng để chế tạo các loại dụng cụ điện như: bàn ủi, bếp điện, bĩng đèn sợi đốt ◼ Trong cơng nghiệp, điện trở được dùng chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dịng điện khi khởi động động cơ ◼ Trong linh vực điện tử, điện trở dùng để giới hạn dịng điện hay hay giảm áp.