mở đầu - Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các tính chất của vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện. Nhớ rõ cách thức dòng điện truyền trong các môi trường. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: 11 + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1.
Vật liệu dẫn điện và cách điện Mục tiêu: + Biết được được đặc tính của vật liệu dẫn điện và cách điện + Biết được phạm vi ứng dụng của một số chất dẫn điện thông dụng + Biết được độ bền về mức điện áp chịu đựng được 1. Vật liệu dẫn điện và cách điện: 1. Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do. Nếu đặt những vật liệu này vào trong một trường điện, các điện tích sẽ chuyễn động theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện, người ta gọi vật liệu có tính dẫn điện.
Vật liệu dẫn điện dùng trong lĩnh vực điện tử gồm các kim loại và các hợp kim. Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu dẫn điện là: - Điện trở suất - Hệ số nhiệt - Nhiệt độ nóng chảy - Tỷ trọng Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường được giới thiệu trong Bảng 1.1 dưới đây: 12 Bảng 1.1: Vật liệu dẫn điện Điện trở Hệ số Nhiệt độ suẩt Tỷ Tên vật nhiệt nóng TT mm2/ trọng Hợp kim Phạm vi ứng dụng Ghi chú liệu chảy t0C m Đồng đỏ Chủ yếu dùng làm 1 hay đồng 0,0175 0,004 1080 8,9 dây dẫn kỹ thuật (0,03 - - Các lá tiếp xúc 2 Thau 0,002 900 3,5 Đồng với kẽm 0,06) - Các đầu nối dây - Bị ôxyt hoá - Làm dây dẫn điện nhanh, tạo thành - Làm lá nhôm trong lớp bảo vệ, nên tụ xoay 3 Nhôm 0,028 0,0049 660 2,7 khó hàn, khó ăn - Làm cánh toả nhiệt mòn - Dùng làm tụ điện - Bị hơi nước mặn (tụ hoá) ăn mòn - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để sử dụng hiệu 4 Bạc 960 10,5 ứng mặt ngoài trong lĩnh vực siêu cao tần - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để sử dụng hiệu Có giá thành rẻ 5 Nic ken 0,07 0,006 1450 8,8 ứng mặt ngoài trong hơn bạc lĩnh vực siêu cao tần 6 Thiếc 0,115 0,0012 230 7,3 Hợp chất dùng - Hàn dây dẫn. Chất hàn dùng để để làm chất hàn - Hợp kim thiếc và hàn trong khi lắp gồm: chì có nhiệt độ nóng ráp linh kiện điện - Thiếc 60% chảy thấp hơn nhiệt tử 13 độ nóng chảy của - Chì 40% từng kim loại thiếc và chì. - Cầu chì bảo vệ quá dòng Dùng làm chát hàn 7 Chì 0,21 0,004 330 11,4 - Dùng trong ac qui (xem phần trên) chì - Vỏ bọc cáp chôn - Dây sắt mạ kẽm - Dây săt mạ kem giá thành hạ hơn làm dây dẫn với tải dây đồng nhẹ - Dây lưỡng kim 8 Sắt 0,098 0,0062 1520 7,8 - Dây lưỡng kim dẫn điện gần như gồm lõi sắt vỏ bọc dây đồng do có đồng làm dây dẫn hiệu ứng mặt chịu lực cơ học lớn ngoài Hợp chất gồm: - 80% đồng 9 Maganin 0,5 0,00005 1200 8,4 Dây điện trở - 12% mangan - 2% nicken Hợp chất gồm: - 60% đồng Dây điện trở nung 10 Contantan 0,5 0,000005 1270 8,9 - 40% nicken nóng - 1% Mangan Hợp chất gồm: 1400 - Dùng làm dây đốt - 67% Nicken Niken - (nhiệt độ nóng (dây mỏ hàn, 11 1,1 0,00015 8,2 - 16% sắt Crôm làm việc: dây bếp điện, dây - 15% crôm 900) bàn là) - 1,5% mangan 14 1.
Vật liệu cách điện Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu cách điện: Độ bền về điện là mức điện áp chịu được trên đơn vị bề dày mà không bị đánh thủng. Nhiêt độ chịu được, Hằng số điện môi, Góc tổn hao: tg Tỷ trọng. Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu cách điện thông thường được giới thiệu trong Bảng 1.2 dưới đây: Bảng 1.2 vật liệu cách điện Độ bền về t0C chịu TT Tên vật liệu điện đựng Hằng Góc tổn hao Tỷ Đặc điểm phạm vi ứng dụng (kV/mm) số điện trọng môi 1 Mi ca 50-100 600 6-8 0,0004 2,8 Tách được - Dùng trong tụ điện thành từng - Dùng làm vật cách điện mảnh rất trong thiết bị nung nóng mỏng (VD:bàn là) 2 Sứ 20-28 1500-1700 6-7 0,03 2,5 - Giá đỡ cách điện cho đường dây dẫn - Dùng trong tụ điện, đế 15 đèn, cốt cuộn dây 3 Thuỷ tinh 20-30 500-1700 4-10 0,0005-0,001 2,2-4 4 Gốm không chịu không chịu 1700- 0,02-0,03 4 - Kích - Dùng trong tụ điện được điện được nhiệt 4500 thước nhỏ áp cao độ lớn nhưng điện dung lớn 5 Bakêlit 10-40 4-4,6 0,05-0,12 1,2 6 Êbônit 20-30 50-60 2,7-3 0,01-0,015 1,2-1,4 7 Pretspan 9-12 100 3-4 0,15 1,6 Dùng làm cốt biến áp 8 Giấy làm tụ 20 100 3,5 0,01 1-1,2 Dùng trong tụ điện điện 9 Cao su 20 55 3 0,15 1,6 - Làm vỏ bọc dây dẫn - Làm tấm cách điện 10 Lụa cách 8-60 105 3,8-4,5 0,04-0,08 1,5 Dùng trong biến áp điện 11 Sáp 20-25 65 2,5 0,0002 0,95 Dùng làm chất tẩm sấy biến áp, động cơ điện để chống ẩm 12 Paraphin 20-30 49-55 1,9-2,2 Dùng làm chất tẩm sấy 16 biến áp, động cơ điện để chống ẩm 13 Nhựa thông 10-15 60-70 3,5 0,01 1,1 - Dùng làm sạch mối hàn - Hỗn hợp paraphin và nhựa thông dùng làm chất tẩm sấy biến áp, động cơ điện để chống ẩm 14 Êpoxi 18-20 1460 3,7-3,9 0,013 1,1-1,2 Hàn gắn các bộ kiện điện- điện tử 15 Các loại Dùng làm chất cách điện plastic (polyetylen, polyclovinin) 17 1. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử.
Điện trở là gì? Hiểu một cách đơn giản, điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện. Nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở của vật đó nhỏ. Ngược lại, nếu vật dẫn điện kém thì điện trở sẽ lớn. Vật cách điện có điện trở vô cùng lớn.
Điện trở của dây dẫn là gì phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. Điện trở được tính theo công thức: R = ρ.L / S Trong đó ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu L là chiều dài dây dẫn S là tiết diện của dây dẫn R là điện trở (đơn vị Ohm) Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều, trong mạch điện chỉ có điện trở, tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện đạt cực đại. Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không.
Điện áp và dòng điện cùng pha. Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng. Điện trở trong các thiết bị điện tử Trong các thiết bị điện tử, điện trở là gì? Đó là một linh kiện quan trọng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại. Tùy thuộc theo tỷ lệ pha trộn mà người ta có thể tạo ra được các loại điện trở với trị số khác nhau.
Đơn vị của điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch màu theo quy ước chung của thế giới. Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2WW trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như đối với các loại điện trở công suất, điện trở sứ. Các hạt mang điện và dòng điện trong môi trường 2.1 Dòng điện trong kim loại Trong kim loại ,các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể , gọi là các electron tự do Sự mất trật tự của mạng tinh thể đã cản trởchuyển động của các electron.
Electron chuyển động ngược chiều điện trường dưới tác dụng của lực điện trường. Bản chất dòng điện trong kim loại: Khi không có điện trường ngoài: Các electron tự do chỉ chuyển động nhiệt hỗn 18 loạn Hình 1.1: Dòng điện trong kim loại khi không có điện trường ngoài Vậy: Khi không có điện trường ngoài, trong kim loại không có dòng điện 2. Khi có điện trường ngoài (tức là đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế) Các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường, chúng có thêm một chuyển động phụ theo một chiều xác định ngược chiều điện trường; đó là chuyển động có hướng của các electron; nghĩa là trong kim loại xuất hiện dòng điện Hình 1.2: Dòng điện trong kim loại khi có điện trường ngoài Khi có điện trường ngoài, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng điện Vậy: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài.3: Dòng điện trong kim loại dưới tác dụng của điện trường ngoài 2.2 Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân 2.1 Bản chất dòng điện trong chất điện phân Thí nghiệm + Khi chất điện phân là dd H2SO4 và điện cực bằng inox: Hình 1.