Nghiên Cứu Về Tác Động Của Điện Tử Đến Đời Sống Xã Hội Tại Việt Nam

Các linh kiện điện tử (điện trở, cuộn cảm, tụ điện) được bày bán rộng rãi trên thị trường, nhưng phần lớn được nhập khẩu từ Trung Quốc với giá thành rẻ nên chất lượng không được đảm bảo. Việc nghiên cứu, đánh giá chất lượng các linh kiện này một cách chính xác và có hệ thống vẫn ít được quan tâm. Phòng thí nghiệm Vật liệu Tính năng kỹ thuật cao được trang bị một máy đo các thông số của linh kiện điện LCR Meters Model SR715 do hãng Stanford Research Systems sản xuất có độ chính xác cao. Việc sử dụng, khai thác thiết bị trong thời gian qua đã được nhân viên của phòng thí nghiệm thực hiện cho nhiều khách hàng. Để phát huy hơn nữa tính năng của thiết bị và các điều kiện thử nghiệm, chúng tôi tiến hành loạt nghiên cứu về độ chính xác, tính chất của các linh kiện điện hiện bán trên thị trường, các điều kiện làm việc tại các nhiệt độ khác nhau, nhằm khảo sát độ chính xác và đưa ra các khuyến cáo cho những người sử dụng các linh kiện đó.

Trạng thái điện của một phần tử được thể hiện qua hai thông số trạng thái là điện áp u giữa hai đầu và dòng điện i chảy qua, khi phần tử tự nó tạo được các thông số này thì được gọi là một nguồn điện áp hay nguồn dòng điện. Ngược lại, phần tử không tự tạo được điện áp hay dòng điện thì nó cần phải được nuôi từ một nguồn sức Salien Entitiy điện động từ ngoài. Mối quan hệ tương hỗ giữa 2 thông số trạng thái u và i của một phần tử được gọi là trở kháng của nó thể hiện ở một quan hệ hàm số: i = f(u). Ở đây ta chọn điện áp u giữa 2 đầu của phần tử đang xét là biến số và dòng điện i chảy qua là hàm số của u.

Điện trở than ép dạng thanh chế tạo từ bột than trộn với chất kết dính, nung nóng hóa thể rắn, được bảo vệ bằng một lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Điện trở than có độ ổn định cao là loại phổ biến nhất có công suất danh định vài W đến 20 W, có giá trị 10 Ω đến 22MΩ. Điện trở màng kim loại chế tạo theo cách kết lắng màng Ni-Cr trên thân gốm có xẻ rãnh xoắn sau đó phủ lớp sơn, loại này có độ ổn định cao hơn loại than nhưng giá thành cao hơn vài lần. Điện trở Oxit kim loại: Kết lắng màng Oxit thiếc trên thanh Si02, chịu nhiệt và chịu ẩm tốt. Điện trở quấn dây thường dùng khi yêu cầu giá trị điện trở rất thấp hay yêu cầu dòng điện rất cao.

Khi ở trong môi trường có nhiệt độ thay đổi hoặc khi có dòng điện chảy qua (điện trở tỏa nhiệt theo định luật Jun-Lenxo) thì giá trị của điện trở sẽ thay đổi. Trong phần lớn các loại điện trở khác có cấu tạo từ vật liệu kim loại (loại màng kim loại, oxit kim loại…) khi tăng nhiệt độ sự chuyển động của các nguyên tử trong các ô mạng, các điện tử định xứ, điện tử tự do tăng lên dẫn tới khả năng va chạm với các điện tử dẫn tăng, cản trở sự dẫn điện của vật liệu làm tăng giá trị của điện trở, do đó hệ số nhiệt độ của điện trở là dương. Công thức tính điện trở của vật liệu kim loại: R(T) = R0(1 + αT).

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 tụ thể). Về cấu tạo tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lá làm bằng chất cách điện, giá trị của tụ thường có điện dung từ 1,8pF (1pF=10-12F) tới 1 μF (1 μF = 10-6F). Các loại tụ này thường chịu được các điện áp cao mà thông thường là khoảng 50V hay 250V.

Tụ điện được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điện tử, từ mạch lọc nguồn, mạch dao động đến các mạch khuếch đại. Chức năng chính của tụ điện là tích trữ năng lượng điện, nhưng với các loại tụ điện khác nhau, chức năng và ứng dụng cũng có sự khác biệt. Ví dụ, tụ điện hóa thường được sử dụng trong mạch lọc nguồn do có điện dung lớn, trong khi tụ gốm thường được sử dụng trong mạch dao động do có tần số đáp ứng cao. Việc lựa chọn loại tụ điện phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo mạch điện hoạt động ổn định và hiệu quả.

Cuộn cảm được cấu tạo từ dây dẫn quấn quanh lõi, có thể là lõi không khí, lõi sắt, lõi ferit,... Các thông số đặc trưng của cuộn cảm bao gồm: Điện cảm (L), điện trở DC (DCR), tần số cộng hưởng tự nhiên (SRF), hệ số phẩm chất (Q). Điện cảm được đo bằng đơn vị Henry (H). Điện trở DC là điện trở của dây dẫn. Tần số cộng hưởng tự nhiên là tần số mà tại đó cuộn cảm có trở kháng lớn nhất. Hệ số phẩm chất là tỷ lệ giữa năng lượng lưu trữ và năng lượng tiêu thụ của cuộn cảm.

Cuộn cảm được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử, từ mạch lọc, mạch dao động đến các mạch biến áp. Chức năng chính của cuộn cảm là lưu trữ năng lượng từ trường và chống lại sự thay đổi của dòng điện. Trong mạch lọc, cuộn cảm được sử dụng để chặn các tín hiệu tần số cao. Trong mạch dao động, cuộn cảm được sử dụng để tạo ra các dao động. Trong mạch biến áp, cuộn cảm được sử dụng để chuyển đổi điện áp.

Kết quả khảo sát cho thấy giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, tùy thuộc vào loại vật liệu chế tạo điện trở. Điện trở kim loại có hệ số nhiệt dương, tức là giá trị điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt âm, tức là giá trị điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Các kết quả này phù hợp với lý thuyết về điện trở và nhiệt độ đã trình bày ở phần trước.

Tương tự như điện trở, giá trị điện cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện cũng thay đổi theo nhiệt độ. Các kết quả khảo sát cho thấy sự thay đổi này phụ thuộc vào loại vật liệu chế tạo và cấu trúc của cuộn cảm và tụ điện. Các kết quả này cung cấp thông tin quan trọng để thiết kế và sử dụng các linh kiện điện trong các ứng dụng khác nhau.