CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

1.1.        1.1 Cuôn dậy

1.1.1    Định nghĩa :

Cuộn dây hay còn gọi cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).

1.1.2    Ký hiệu, phân loại, cấu tạo

*Ký hiệu
 

*Phân loại

Hình 1.1: Các loại cuộn cảm:
a) Cuộn chặn; b) Cuộn cảm điều chỉnh được;

c) Cuộn cảm vòng xuyến; d) Cuộn anten

*Cấu tạo

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 Ferrite hay lõi thép kỹ thuật .

        Cuộn dây lõi không khí Cuộn dây lõi Ferit

        Ký hiệu cuộn dây trên sơ đồ : 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.

1.1.3    Ứng dụng

-         Biến áp:

-         Rơle :

        Từ trường do cuộn dây sinh ra được ứng dụng vào việc chế tạo chuyển mạch điều khiển bằng điện, thay cho việc đóng mở bằng tay, trong kỹ thuật người ta gọi linh kiện này là rơle. Loại rơle thường được gọi là rơle điện từ và có sơ đồ biểu diễn như trên Hình 2.25 . Nhìn vào sơ đồ ta biết hai thông số quan trọng là: áp hoạt động của cuộn dây là 12V, các tiếp điểm chịu dòng là 3A.

1.2.         Tụ điện

1.2.1 Ký hiệu, cấu tạo, phân loại

*Ký hiệu

*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.

*Phân loại

- Tụ gốm:

- Tụ hóa :

- Tụ tantan:

Tụ này có bản cực nhôm và dùng gel tantal làm dung môi, có trị số rất lớn với thể tích nhỏ

1.2.2 Cách đọc, đo và cách mắc tụ điện

*Với tụ hoá : Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ  => Tụ hoá là tụ có phân cực (-) , (+) và luôn luôn có hình trụ .

Tụ hoá ghi điện dung là 185 µF / 320 V

  * Với tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu

Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu.

Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10^{(Mũ số thứ 3 )}

Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh trên ghi 474K nghĩa là 

Giá trị = 47 x 10 ⁴  = 470000 p ( Lấy đơn vị là picô Fara)
                     = 470 n Fara  = 0,47  µF

Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5%  hay 10% của tụ điện .

Cách đo tụ điện

Dùng Ohm kế để kiểm tra tính rĩ điện của các tụ điện.

Khi đo tụ điện hoá học, đặt cực dương của tụ hoá phải trên dây đen, khi đặt tụ lên hai dây đo, dòng điện tử của nguồn pin 3V sẽ cho nạp dòng vào tụ điện, ở thời điểm đầu, dòng nạp rất mạnh, kim bậc lên cao, kim sẽ giảm dần về vị trí vô cực khi tụ đã nạp đầy áp (3V).

Việc chọn thang đo: nếu lấy thang đo lớn, điện trở thang đo lớn, dòng điện chảy trên dây đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ lâu hơn, kim trở về vị trí vô cực chậm. nếu lấy thang đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy sẽ nhanh, kim về vô cực rất nhanh, do vậy, khi kiểm tra tụ điện  có điện dung nhỏ để thang đo lớn để kịp thấy được dòng nạp vào tụ.

Kim lên không về: tụ chạm

Kim lên không về hết: tụ rỉ

Kim không lên: tụ đứt

Cách mắc tụ:

Khi mắc các tụ nối tiếp, trị điện dung C của tụ tương đương nhỏ, "nghịch đảo của tụ tương đương bằng tổng ngịch đảo của các tụ mắc nối tiếp", nhưng sức chịu áp của tụ đẳng hiệu tăng.

Khi mắc các tụ song song, trị điện dung C của tụ tương đương lớn, "điện dung của tụ tương đương bằng tổng trị điện dung của các tụ trong mạch", nhưng sức chịu áp của tụ phải tính theo sức chịu áp nhỏ nhất.

* Ứng dụng của tụ điện

BÀI TẬP ỨNG DỤNG

Ví dụ:  Một bộ gồm ba tụ ghép song song C₁ = C₂ = C₃/2. Khi được tích điện bằng nguồn có hiệu điện thế 45 V thì điện tích của bộ tụ điện bằng 18.10^-4 C. Tính điện dung của các tụ điện.

Hướng dẫn:

Ta có:

Các tụ được ghép song song nên:  C_b = C₁ + C₂ + C₃ = 2C₃  

→ C₁ = C₂ = 10 μF.

Bài tập 1:

Cho mạch điện như hình vẽ C₁ = 6 μF, C₂ = 3 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 1 μF, U_AB = 60 V. Tính:

a) Điện dụng của bộ tụ.

b) Điện tích và hiệu điện thê của mỗi tụ.

c) Hiệu điện thế U_MN.

Bài tập 2:

Tích điện cho tụ điện có điện dung C₁ = 20 μF, dưới hiệu điện thế 200 V. Sau đó nối tụ điện C₁ với tụ điện C₂ có điện dung 10μF, chưa tích điện. Sử dụng định luật bảo toàn điện tích, hãy tính điện tích của mỗi tụ điện sau khi nối chúng song song với nhau.

Bài tập 3:

Cho mạch điện như hình vẽ. Biết C₂ = 3 μF; C₃ = 7 μF; C₄ = 4 μF. Tính Cx để điện dung của bộ tụ là C = 5 μF.

A. 8 μF.

B. 12 μF.

C. 6 μF.

D. 4 μF.