Chương 1. KHÁI QUÁT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Chương 2. TÌM HIỂU VỀ IC 555 VÀ CÁC DẠNG MẠCH ỨNG DỤNG CỦA NÓ Chương 3. MÔ PHỎNG MẠCH TỰ ĐỘNG BÁO NƯỚC ĐẦY BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS VÀ LẮP RÁP MẠCH THỰC TẾ III.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 II. NỘI DUNG Chƣơng 1. KHÁI QUÁT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1.
Linh kiện điện tử thụ động 1. Điện trở Khái niệm: Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở vô cùng lớn. Kí hiệu, phân loại, cấu tạo a. Điện trở của dây dẫn: Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu, độ dài và tiết diện của dây được tính theo công thức sau: L R S Trong đó: ρ: là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu (Ωm) L: là chiều dài dây dẫn (m) S: là tiết diện dây dẫn (m2) R: là điện trở đơn vị là (Ω-Ohm) b.
Điện trở trong thiết bị điện tử: Điện trở được làm từ các hợp chất kim loại, tùy theo tỉ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. R1 R2 - Kí hiệu: kí hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lí như sau: 1k 1k Hình 1.1: Kí hiệu điện trở - Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ, trong đó: 1KΩ = 1000Ω; 1MΩ = 1000000Ω. - Phân loại: Các loại điện trở trong các mạch điện tử có thể phân loại theo công suất, theo độ chính xác, theo vật liệu chế tạo, theo hình dáng. Nếu phân loại theo công suất thì có các loại như sau: 4 + Loại 1: Các điện trở công suất lớn hơn 2W trở lên.
Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ.2: Hình dáng thực của một điện trở công suất + Loại 2: Điện trở thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W.3: Hình dạng thực của loại điện trở 4 vạch màu + Loại 3: Các điện trở có công suất và kích thước rất nhỏ (loại điện trở dán SMD).4: Cách ghi kí hiệu giá trị trên điện trở SMD 1. Cách đọc, cách mắc và ứng dụng của điện trở a. Đọc giá trị - Loại 1: Trị số điện trở/công suất thường được ghi trực tiếp trên thân. - Loại 2: Điện trở thường được kí hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì kí hiệu bằng 5 vòng màu.
Giá trị điện trở được tính theo quy ước quốc tế. + Đối với loại 4 vòng màu thì: vòng 1 là số hàng chục, vòng 2 là số hàng đơn vị, vòng 3 là số nhân và vòng 4 là sai số. Giá trị R xác định như sau: R = (vòng 1)(vòng 2) × 10(vòng 3) (vòng 4) + Đối với loại 5 vòng màu thì: vòng 1 là số hàng trăm, vòng 2 là số hàng chục, vòng 3 là số hàng đơn vị, vòng 4 là số nhân và vòng 5 là sai số. Giá trị R xác định như sau: R = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) × 10(vòng 4) (vòng 5) 5 - Loại 3: điện trở dán SMD có giá trị là: 47×103 = 47000Ω = 47KΩ có giá trị là: 473×102 = 47200Ω =47.5: Cách đọc giá trị điện trở SMD b.
Cách mắc điện trở - Mắc kiểu nối tiếp 2 điện trở R1 và R2 được một điện trở tương đương R: R = R1 + R2 Hình 1.6: (a) Điện trở mắc nối tiếp - Mắc kiểu song song 2 điện trở được một điện trở tương đương R: 1 1 1 R R1 R2 Hình 1.6: (b) Điện trở mắc song song c. Ứng dụng của điện trở Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau: - Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. - Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. Tụ điện Khái niệm: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động.
Kí hiệu, cấu tạo và phân loại a. Kí hiệu Tụ điện có kí hiệu là C (Capacitor). Thông thường nếu là tụ có cực tính thì trên kí hiệu sẽ có sự khác nhau giữa hai bản tụ. Ngược lại, tụ không có cực tính thì trên kí hiệu hai bản tụ giống nhau.7: Kí hiệu của tụ điện b.
Cấu tạo - Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. - Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá.8: Cấu tạo của tụ điện gốm (a) và tụ hoá (b) 7 Hình 1.9: Hình ảnh thực và kích thước của tụ gốm và tụ hóa c. Phân loại Tụ điện có nhiều loại như tụ giấy, tụ gốm, tụ mica, tụ hoá nhưng về tính chất thì ta phân tụ là hai loại chính là tụ không phân cực và tụ phân cực. - Tụ giấy, tụ gốm, tụ mica (tụ không phân cực).
Các loại tụ này không phân biệt cực tính âm dương của chân tụ và thường có điện dung nhỏ từ 0,47μF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu, mạch dao động.10: Vài loại tụ gốm - Tụ hoá (Tụ có phân cực) Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương, tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47μF đến khoảng 4,700μF, tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ. Có kí hiệu dấu “–“ bên chân âm Hình 1.11: Tụ hoá có phân cực âm dương của tụ hoá 8 1. Cách mắc tụ điện. - Hai tụ điện mắc nối tiếp có điện dung tương đương C td được tính bởi công thức: 1 1 1 C1 C 2 = + hay Ctd = C td C1 C 2 C1 C 2 C1 C2 Ctd Hình 1.12: (a) Hình mắc nối tiếp 2 tụ điện + Khi mắc nối tiếp thì điện áp cho phép (chịu đựng) của tụ tương đương bằng tổng điện áp chịu cho phép của các tụ cộng lại.
Utd= U1+ U2 + Khi mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá ta cần chú ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau. C2 C5 C6 1uF 1uF 1uF + + + Hình 1.12: (b) Hình mắc song song các tụ điện - Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng tổng điện dung của các tụ cộng lại. Utd = C1+ C2 C2 C1 + C1 C2 + Ctd Ctd + Hình 1.13 (a) Hình mắc hai tụ không phân cực (b) Hình mắc hai tụ phân cực + Điện áp cho phép (chịu đựng) của tụ điện tương tương bằng điện áp cho phép của tụ có điện áp cho phép thấp nhất. + Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương.
Kí hiệu, cấu tạo và phân loại a. Kí hiệu trên sơ đồ nguyên lí 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 Hình 1.14: Kí hiệu của cuộn cảm b. Cấu tạo và phân loại 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 Ferit hay lõi thép kỹ thuật điện.15: (a) Cuộn dây lõi không khí (b) Cuộn dây lõi Ferit 1. Tính chất nạp, xả của cuộn cảm - Cuộn dây nạp năng lượng: 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 = L.I2/2 Trong đó: W: năng lượng (J) L: hệ số tự cảm (H) I: cường độ dòng điện(A).16: Tính nạp/xả năng lượng của cuộn cảm 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 hiện tượng cuộn dây xả điện.
Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng Ví dụ như biến áp, loa, mic, rơle. có sử dụng cuộn dây.17: Hình cấu tạo rơle Rơle cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lí hoạt động của rơle là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua cuộn 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 .18: Cấu tạo 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 cuộn 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. Khi ta cho dòng điện âm tần (điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000 Hz) 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. Biến áp: lõi bằng thép lõi ferit lõi không khí Hình1.19: Hình cấu tạo máy biến áp - Tỷ số vòng / vol của biến áp: Gọi: n1và 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: U1/ U2 = n1/n2: Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng dây quấn. U1/ U2 = I2/I1: 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.
Chất bán dẫn loại N Hình 1.