Nêu ký hiệu, số liệu kỹ thuật và công dụng của điện trở trong mạch điện.
Ký hiệu của điện trở trong mạch điện
Trong sơ đồ mạch điện, điện trở được ký hiệu bằng hình chữ nhật hoặc một đoạn zig-zag tùy thuộc vào tiêu chuẩn quốc tế.
Tên viết tắt: R.
Đơn vị đo: Ohm (Ω).
Số liệu kỹ thuật của điện trở
Các thông số quan trọng của điện trở bao gồm:
Giá trị điện trở: Biểu thị khả năng hạn chế dòng điện chạy qua. Giá trị này được đo bằng Ohm (Ω) và thường được in trên thân điện trở hoặc biểu thị bằng các vòng màu. Ví dụ: 1kΩ, 10kΩ.
Công suất định mức: Đây là mức công suất tối đa mà điện trở có thể chịu được mà không bị hư hỏng, thường là 1/4W, 1/2W, 1W, 2W.
Dung sai (tolerance): Cho biết độ chính xác của giá trị điện trở so với giá trị danh định, thường là ±1%, ±5%, hoặc ±10%.
Hệ số nhiệt độ (TCR): Biểu thị sự thay đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ, thường tính bằng ppm/°C.
Công dụng của điện trở trong mạch điện
Giới hạn dòng điện: Điện trở được sử dụng để điều chỉnh dòng điện trong mạch để bảo vệ các linh kiện khác khỏi bị hư hỏng.
Phân áp: Điện trở được sử dụng để chia điện áp giữa các phần của mạch.
Tạo sụt áp: Điện trở làm giảm điện áp trong một đoạn mạch cụ thể.
Tạo dao động: Trong các mạch dao động hoặc mạch tạo sóng, điện trở đóng vai trò điều chỉnh tần số dao động.
Ghép nối tín hiệu: Kết hợp tín hiệu đầu vào và đầu ra trong các mạch khuếch đại hoặc điều chế.
Chuyển đổi năng lượng: Điện trở chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt năng, được ứng dụng trong các thiết bị sưởi ấm.
Kết luận
Điện trở là một linh kiện cơ bản nhưng rất quan trọng trong các mạch điện tử, đóng vai trò chính trong việc điều chỉnh dòng điện, phân áp và bảo vệ các linh kiện khác.
Bài tập 2 trang 14 SGK Công nghệ 12
Nêu ký hiệu, số liệu kỹ thuật và công dụng của tụ điện trong mạch điện.
Ký hiệu của tụ điện trong mạch điện
Trong sơ đồ mạch, tụ điện được ký hiệu bằng hai đường thẳng song song (tụ không phân cực) hoặc một đường thẳng và một đường cong (tụ phân cực).
Tên viết tắt: C.
Đơn vị đo: Farad (F). Thông thường, các giá trị nhỏ hơn được sử dụng như μF (microfarad), nF (nanofarad), pF (picofarad).
Số liệu kỹ thuật của tụ điện
Điện dung: Là khả năng tích trữ điện của tụ, đo bằng đơn vị Farad (F). Ví dụ: 10μF, 100nF.
Điện áp làm việc (Working Voltage): Là điện áp tối đa mà tụ có thể hoạt động an toàn mà không bị phá hủy, ví dụ: 16V, 25V, 50V.
Loại tụ: Bao gồm tụ không phân cực (dùng trong các mạch AC) và tụ phân cực (dùng trong các mạch DC).
Tần số hoạt động: Biểu thị khả năng hoạt động của tụ trong các mạch có tín hiệu tần số cao.
Công dụng của tụ điện trong mạch điện
Lọc tín hiệu: Tụ điện được dùng để loại bỏ nhiễu hoặc tín hiệu không mong muốn trong mạch.
Tích trữ và phóng điện: Tụ có khả năng tích trữ năng lượng điện và phóng ra khi cần thiết, thường được dùng trong các mạch cấp nguồn liên tục.
Ghép tín hiệu: Tụ được sử dụng để ghép nối tín hiệu giữa hai tầng mạch mà không cho dòng điện một chiều đi qua.
Tạo dao động: Trong các mạch dao động, tụ điện kết hợp với cuộn cảm tạo ra dao động điện từ.
Lọc nguồn: Tụ điện lọc các gợn sóng (ripple) trong nguồn DC, giúp tạo ra điện áp ổn định.
Bù công suất: Trong các hệ thống điện AC, tụ điện được sử dụng để bù công suất phản kháng, giúp nâng cao hiệu quả hệ thống.
Kết luận
Tụ điện là linh kiện thiết yếu trong mạch điện tử, đóng vai trò quan trọng trong lưu trữ năng lượng, lọc tín hiệu, ghép nối và ổn định điện áp.
Bài tập 3 trang 14 SGK Công nghệ 12
Tại sao cuộn cảm lại chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua?
Hiện tượng xảy ra với cuộn cảm
Cuộn cảm hoạt động dựa trên nguyên lý cảm kháng, tức là sự cản trở của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều. Độ lớn của cảm kháng phụ thuộc vào tần số của dòng điện.
Cảm kháng được tính theo công thức:
XL=2πfLX_L = 2\pi f L
Trong đó:
XLX_L: Cảm kháng (Ohm).
ff: Tần số của dòng điện (Hz).
LL: Độ tự cảm của cuộn dây (Henry).
Lý do cuộn cảm chặn dòng điện cao tần
Khi tần số ff tăng, cảm kháng XLX_L của cuộn cảm cũng tăng.
Đối với dòng điện cao tần (tần số lớn), cảm kháng trở nên rất lớn, gần như ngăn cản hoàn toàn dòng điện đi qua cuộn cảm.
Điều này làm cho cuộn cảm hoạt động như một "bộ lọc" chặn dòng điện cao tần trong mạch điện.
Lý do cuộn cảm cho dòng điện một chiều đi qua
Dòng điện một chiều có tần số bằng 0 (f=0f = 0), do đó cảm kháng XL=0X_L = 0.
Khi cảm kháng bằng 0, cuộn cảm không cản trở dòng điện một chiều. Vì vậy, dòng điện một chiều có thể đi qua cuộn cảm một cách dễ dàng.
Ứng dụng thực tế
Lọc tín hiệu: Cuộn cảm được dùng trong các mạch lọc để chặn tín hiệu cao tần và cho tín hiệu tần số thấp hoặc dòng điện một chiều đi qua.
Chuyển đổi điện áp: Trong các mạch biến đổi nguồn, cuộn cảm giúp ổn định dòng điện một chiều.
Mạch cộng hưởng: Kết hợp với tụ điện, cuộn cảm tạo thành mạch cộng hưởng để chọn lọc tín hiệu ở một tần số cụ thể.
Kết luận
Cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần nhờ cảm kháng tăng cao với tần số lớn, trong khi đó dòng điện một chiều đi qua dễ dàng vì cảm kháng bằng 0. Điều này làm cho cuộn cảm trở thành một linh kiện quan trọng trong các mạch điện tử để lọc, ổn định và điều chỉnh tín hiệu.
