Khái niệm về mạch điện tử - chỉnh lưu - nguồn một chiều
Bài tập 1 trang 41 SGK Công nghệ 12
Thế nào là mạch điện tử?
Khái niệm mạch điện tử
Mạch điện tử là một hệ thống các linh kiện điện tử được kết nối với nhau theo một cấu trúc nhất định để thực hiện một chức năng cụ thể trong hệ thống điện hoặc điện tử.
Các linh kiện cơ bản trong mạch điện tử bao gồm: điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điốt, tranzito, IC (mạch tích hợp), và các linh kiện bán dẫn khác.
Vai trò của mạch điện tử
Điều khiển và xử lý tín hiệu: Các mạch khuếch đại, mạch lọc tín hiệu, và mạch dao động giúp xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử.
Chuyển đổi năng lượng: Mạch chỉnh lưu, mạch nguồn cung cấp điện áp DC từ nguồn AC.
Điều khiển thiết bị: Điều khiển các thiết bị đầu ra như động cơ, đèn LED, hoặc các thiết bị gia dụng.
Ứng dụng thực tế
Mạch điện tử được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các thiết bị điện và điện tử hiện đại, từ điện thoại, máy tính, thiết bị gia dụng đến các hệ thống công nghiệp phức tạp.
Bài tập 2 trang 41 SGK Công nghệ 12
Trình bày cách phân loại mạch điện tử.
Theo chức năng
Mạch khuếch đại: Tăng cường biên độ tín hiệu, sử dụng trong các hệ thống âm thanh, truyền thông.
Mạch chỉnh lưu: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC), ứng dụng trong các bộ nguồn.
Mạch dao động: Tạo ra tín hiệu sóng như sóng sine, sóng vuông, sóng tam giác, ứng dụng trong máy phát tín hiệu và đồng hồ điện tử.
Mạch lọc: Loại bỏ tín hiệu nhiễu hoặc tín hiệu không mong muốn trong mạch.
Theo tần số hoạt động
Mạch tần số thấp: Hoạt động ở dải tần số từ 0 Hz đến vài kHz, dùng trong âm thanh, điều khiển.
Mạch tần số cao: Hoạt động ở dải tần số từ vài MHz trở lên, dùng trong viễn thông, radar.
Theo loại tín hiệu
Mạch tương tự (Analog): Xử lý tín hiệu liên tục, như mạch khuếch đại âm thanh.
Mạch số (Digital): Xử lý tín hiệu rời rạc, như mạch logic, mạch xử lý dữ liệu số.
Theo mức độ tích hợp
Mạch rời rạc: Sử dụng các linh kiện riêng lẻ, kết nối bằng dây dẫn.
Mạch tích hợp (IC): Tích hợp nhiều linh kiện trên một chip nhỏ gọn, hiệu suất cao.
Theo công suất
Mạch công suất nhỏ: Xử lý tín hiệu với dòng điện và điện áp nhỏ, dùng trong thiết bị cầm tay.
Mạch công suất lớn: Xử lý tín hiệu với dòng điện và điện áp lớn, dùng trong các thiết bị công nghiệp.
Bài tập 3 trang 41 SGK Công nghệ 12
Vẽ sơ đồ khối chức năng của mạch một chiều và nêu nhiệm vụ của từng khối.
Nguồn xoay chiều: Cung cấp điện áp xoay chiều đầu vào, thường từ lưới điện (220V AC).
Khối chỉnh lưu: Sử dụng điốt để chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều dạng xung.
Khối lọc: Dùng tụ điện và cuộn cảm để làm phẳng điện áp xung, tạo ra điện áp một chiều ổn định hơn.
Khối ổn định: Sử dụng IC ổn áp hoặc tirixto để giữ điện áp đầu ra không đổi dù điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi.
Ứng dụng
Mạch nguồn một chiều được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại, và các thiết bị gia dụng.
Bài tập 4 trang 41 SGK Công nghệ 12
Nếu tụ điện C1 hoặc C2 trên hình 7-7 bị đánh thủng thì sẽ xảy ra hiện tượng gì?
Hiện tượng khi tụ điện bị đánh thủng
Tụ C1 bị đánh thủng:
Điện áp xoay chiều từ nguồn sẽ truyền trực tiếp qua tụ C1, làm tăng dòng điện qua điốt và các linh kiện khác trong mạch.
Kết quả là các linh kiện có thể bị quá nhiệt, dẫn đến hỏng hóc hoặc cháy nổ.
Tụ C2 bị đánh thủng:
Điện áp một chiều đầu ra sẽ bị dao động và không còn ổn định.
Các thiết bị tải kết nối với mạch nguồn sẽ hoạt động không ổn định, thậm chí bị hỏng do điện áp đầu ra không đáp ứng yêu cầu.
Giải thích hiện tượng
Khi tụ bị đánh thủng, nó mất khả năng cách điện giữa hai bản cực, dẫn đến hiện tượng ngắn mạch. Điều này làm tăng dòng điện qua mạch, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến các linh kiện khác.
Nếu tụ điện C2 mất khả năng lọc, điện áp đầu ra sẽ không còn là dòng điện một chiều ổn định mà sẽ dao động theo tín hiệu nguồn.
Giải pháp khắc phục
Sử dụng tụ điện chất lượng cao, có giá trị điện dung và điện áp làm việc phù hợp với mạch.
Lắp thêm cầu chì bảo vệ để ngăn chặn dòng điện quá lớn khi tụ bị đánh thủng.
Kiểm tra và thay thế tụ điện bị hỏng kịp thời để tránh ảnh hưởng đến các linh kiện khác.
Kết luận chung
Các mạch điện tử cơ bản như mạch chỉnh lưu, mạch nguồn một chiều đóng vai trò quan trọng trong việc cấp nguồn và xử lý tín hiệu cho các thiết bị điện tử.
Việc nắm vững cấu tạo, chức năng và cách hoạt động của từng khối trong mạch sẽ giúp hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của hệ thống điện tử và cách xử lý sự cố một cách hiệu quả.
