Thực nghiệm đo lường điện tử

Trang 1

Thực nghiệm

Đo lường điện tử

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 2

MỤC LỤC
Trang
Bài 1

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1

Bài 2

SỬ DỤNG CÁC LOẠI ĐỒNG HỒ ĐO

9

Bài 3

LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

21

Bài 4

LINH KIỆN BÁN DẪN

38

Bài 5

CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG BJT

67

Bài 6

CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG BJT

87

PHỤ LỤC

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

108

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Học để làm
Tác giả

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 4

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Mục tiêu của bài: Sau bài học này, học sinh có khả năng:
Đánh giá/xác định tính dẫn điện trên mạch điện, linh kiện phù hợp theo
yêu cầu kỹ thuật.
Phát biểu tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện
điện tử khác theo nội dung bài đã học.
Tính tốn điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo
điều kiện cho trƣớc.

HOẠT ĐỘNG: LÝ THUYẾT
I. Vật dẫn điện và cách điện
1. Vật dẫn điện và vật cách điện:
Trong kỹ thuật ngƣời ta chia vật liệu thành hai loại chính:
Vật cho phép dịng điện đi qua gọi là vật dẫn điện
Vật khơng cho phép dịng điện đi qua gọi là vật cách điện
Tuy nhiên khái niệm này chỉ mạng tính tƣơng đối. Chúng phụ thuộc vào cấu tạo
vật chất, các điều kiện bên ngoài tác động lên vật chất.

Về cấu tạo: Vật chất đƣợc cấu tạo từ các nguyên tử. Nguyên tử đƣợc cấu tạo
gồm hai phần chính là hạt nhân mang điện tích dƣơng (+) và các electron mang
điện tích âm e- gọi là lớp vỏ nguyên tử. Vật chất đƣợc cấu tạo từ mối liên kết giữa
các nguyên tử với nhau tạo thành tính bền vững của vật chất
Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngoài cùng có 8 e-, với trạng thái đó nguyên tử
mang tính bền vững và đƣợc gọi là trung hịa về điện. Các chất loại này khơng có
tính dẫn điện gọi là chất cách điện
Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngồi cùng khơng đủ 8 e-, với trạng thái này chúng
dễ cho và nhận điện tử. Các chất này gọi là chất dẫn điện
Về nhiệt độ môi trường: Trong điều kiện nhiệt độ bình thƣờng (<250C) các
nguyên tử liên kết bền vững. Khi tăng nhiệt độ, động năng trung bình của các
nguyên tử gia tăng làm các liên kết yếu dần, một số e- thoát khỏi liên kết trở thành
e- tự do, lúc này nếu có điện trƣờng tác động vào, vật chất có khả năng dẫn điện
Về điện trường ngoài: Trên bề mặt vật chất, khi đặt một điện trƣờng hai bên
chúng sẽ xuất hiện một lực điện trƣờng E. Các e- sẽ chịu tác động của lực điện
trƣờng này, nếu lực điện trƣờng đủ lớn, các e- sẽ chuyển động ngƣợc chiều điện
trƣờng, tạo thành dòng điện. Độ lớn của lực điện trƣờng phụ thuộc vào hiệu điện
thế giữa hai điểm đặt và độ dày của vật dẫn
Tóm lại: Sự dẫn điện hay cách điện của vật chất phụ thuộc nhiều vào 4 yếu tố:
Cấu tạo nguyên tử của vật chất
Nhiệt độ của môi trƣờng làm việc
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 5

Hiệu điện thế giữa hai điêm đặt lên vật chất
Độ dày của vật chất

2. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử:
Điện trở cách điện của mạch điện là điện trở khi có điện áp lớn nhất cho phép
đặt vào giữa mà linh kiện không bị đánh thủng (phóng điện)
Các linh kiện có giá trị điện áp ghi trên thân linh kiện kèm theo các đại lƣợng
đặc trƣng
Ví dụ: Tụ điện đƣợc ghi trên thân nhƣ sau: 47µ/25V, có nghĩa là giá trị là 47µ
và điện áp lớn nhất có thể chịu đựng đƣợc khơng q 25V
Các linh kiện không ghi giá trị điện áp trên thân thƣờng có tác dụng cho dịng
điện một chiều (DC) và xoay chiều (AC) đi qua nên điện áp đánh thủng có tƣơng
quan với dịng điện nên thƣờng đƣợc ghi bằng cơng suất
Ví dụ: Điện trở đƣợc ghi trên thân nhƣ sau: 100Ω/2W, có nghĩa là giá trị là
100Ω và cơng suất chịu đựng trên điện trở là 2W, chính là tỉ số giữa điện áp đặt lên
hai đầu điện trở và dịng điện đi qua nó (U/I). U càng lớn thì I càng nhỏ và ngƣợc
lại.
Các linh kiện bán dẫn có các thơng số kỹ thuật rất nhiều và kích thƣớc lai nhỏ
nên các thơng số kỹ thuật đƣợc ghi trong bảng tra mà không ghi trên thân nên
muốn xác định điện trở cách điện cần phải tra bảng
Điện trở cách điện của mạch điện là điện áp lớn nhất cho phép giữa hai mạch
dẫn đặt gần nhau mà khơng xảy ra hiện tƣợng phóng điện, hay dẫn điện. Trong
thực tế khi thiết kế mạch điện có điện áp càng cao thì khoảng cách giữa các mạch
điện càng lớn. Trong sữa chữa thƣờng không quan tâm đến yếu tố này tuy nhiên
khi mạch điện bị ẩm ƣớt, bị bụi bẩn…thì cần quan tâm đến yếu tố này để tránh tình
trạng mạch bị dẫn điện do yếu tố mơi trƣờng.
II. Các hạt mang điện và dịng điện trong các mơi trƣờng:
1. Khái niệm hạt mang điện:
Khi khảo sát cấu tạo của nguyên tử ngƣời ta thấy mỗi nguyên tử có cấu trúc cơ bản
nhƣ sau:
Bên trong cùng của nguyên tử là hạt nhân bao gồm 2 loại hạt:
- Neutron: không mang điện
- Proton: mang điện dƣơng

Bên ngoài hạt nhân là các electron mang điện tích (-) quay quanh nhân.
Các electron này có kích thƣớc bé hơn rất nhiều so với proton và
neutron, chúng sắp xếp theo từng lớp tƣơng ứng với mức năng lƣợng
liên kết khác nhau:
- Lớp trong cùng có năng lƣợng lớn nhất
- Lớp ngồi cùng có năng lƣợng nhỏ nhất

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 6

Khi ở trạng thái bình thƣờng (khơng bị kích thích) của ngun tử, thì số
hạt proton và electron ln bằng nhau → tức là số hạt điện (+) và số hạt
điện (-) bằng nhau. Lúc này nguyên tử mang tính trung hịa về điện.
Khi bị kích thích bởi năng lƣợng bên ngoài tác động vào lớp electron
lớp ngoài cùng của nguyên tử:
- Nếu đƣa thêm electron vào lớp điện tử ngoài cùng → số hạt
electron lớn hơn số lƣợng proton → số hạt điện (-) vƣợt trội
hơn hạt điện (+) →nguyên tử mang điện tích (-), gọi là ion âm
- Nếu lấy bớt electron ở lớp điện tử ngoài cùng → số hạt electron
nhỏ hơn số lƣợng proton → số hạt điện (+) vƣợt trội hơn hạt
điện (-) →nguyên tử mang điện tích (+), gọi là ion dƣơng.
Tính chất:
- Điện tích cùng dấu → tạo ra tƣơng tác đẩy nhau
- Điện tích khác dấu → tạo ra tƣơng tác hút nhau
2. Dịng điện trong các mơi trường
a. Dịng điện trong kim loại:

Do kim loại ở thể rắn có cấu tạo mạng tinh thể bền vững nên các nguyên tử kim
loại liên kết bền vững, chỉ có các electron ở trạng thái tự do. Khi có điện trƣờng
ngồi tác động, các electron sẽ chuyển động dƣới tác dụng của lực điện trƣờng để
tạo thành dòng điện.
Vậy: dòng điện trong kim loại là dịng chuyển động có hướng của các e- dưới
tác dụng của điện trường ngoài

Trong kỹ thuật điện ngƣời ta quy ƣớc chiều của dòng điện là chiều chuyển
động của các hạt mang điện dƣơng nên dòng điện trong kim loại thực tế ngƣợc với
chiều của dòng điện quy ƣớc
b.
Dòng điện trong chất điện phân:
Chất điện phân là chất ở dạng dung dịch có khả năng dẫn điện đƣợc gọi là chất
điện phân. Trong thực tế chất điện phân thƣờng là các dung dịch muối, axit, ba-zơ.
Khi ở dạng dung dịch (hòa tan vào nƣớc) chúng dễ dàng tách ra thành các ion trái
dấu. Ví dụ: Phân tử NaCl khi hòa tan trong nƣớc chúng tách ra thành Na + và Clriêng rẽ. Quá trình này gọi là sự phân li của phân tử hòa tan trong dung dịch
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 7

Khi khơng có điện trƣờng ngồi các ion chuyển động hỗn loạn trong dung dịch
gọi là chuyển động nhiệt tự do. Khi có điện trƣờng một chiều ngồi bằng cách cho
hai điện cực vào trong bình điện phân, các ion chịu tác dụng của lực điện chuyển
động có hƣớng tạo thành dịng điện hình thành nên dịng điện trong chất điện phân.
Các ion+ chuyển động cùng chiều điện trƣờng để về cực âm, các ion- chuyển
động ngƣợc chiều điện trƣờng về cực dƣơng và bám vào bản cực. Lợi dụng tính
chât này ngƣời ta dùng để mạ kim loại, đúc kim loại

Vậy: Dòng điện trong chất điện phân là dịng chuyển dời có hướng của các ion
dương và âm dưới tác dụng của điện trường ngồi
c. Dịng điện trong chất khí:
Ở trạng thái bình thƣờng các ngun tử, phân tử khí trung hịa về điện. Vì vậy
chất khí là mơi trƣờng cách điện
Để chất khí trở thành các hạt mang điện ngƣời ta dùng nguồn năng lƣợng từ
bên ngoài tác động lên chất khí nhƣ đốt nóng hoặc bức xạ bằng tia tử ngoại. Một số
nguyên tử hoặc phân tử khí mất điện tử lớp ngồi cùng trở thành điện tử tự do ion
(+), đồng thời các điện tử tự do có thể liên kết với các nguyên tử, phân tử trung hòa
để trở thành các ion (-). Vậy trong mơi trƣờng khí sẽ tồn tại các thành phần ngun
tử, phân tử khí trung hịa về điện, ion (+), ion (-). Lúc này chất khí đã bị ion hóa.
Khi khơng có điện trƣờng ngồi các hạt mang điện chuyển đông tự do hỗ loạn
gọi là chuyển động nhiệt, không xuất hiện dịng điện.
Khi có điện trƣờng ngồi đủ lớn các ion và điện tử tự do tạo thành dòng điện
gọi là sự phóng điện trong chất khí.
Vậy: Dịng điện trong chất khí là dịng chuyển dời có hướng của các ion dương
theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường. Các
hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra.
Các dạng phóng điện trong chất khí: tia lửa điện (hồ quang điện), sét....
d. Dịng điện trong chân khơng
Chân khơng lý tƣởng là một mơi trƣờng trong đó khơng có một phân tử khí
nào. Trong thực tế, khi ta giảm áp suất chất khí trong ống đến mức mà phân tử khí
có thể chuyển động từ thành nọ sang thành kia của ống mà khơng va chạm với các
phân tử khác thì ta nói rằng trong ống là chân khơng.
Bản chất của dịng điện trong chân khơng: ở điều kiện bình thƣờng trong kim
loại có các electron tự do, chuyển động nhiều hỗn loạn, nhƣng các electron này
khơng thốt đƣợc ra ngồi mặt kim loại do có các lực liên kết giữa các electron ở
bên trong kim loại. Nếu bằng cách nào đó, ta cung cấp cho các electron đó năng
lƣợng cần thiết thì chúng có thể bứt ra khỏi kim loại. Nếu năng lƣợng cần thiết
đƣợc truyền cho e bằng cách nung kim loại đến nhiệt độ cao (nhƣ ở thí nghiệm

trên) thì sẽ xảy ra sự phát xạ nhiệt electron. Trong nhiều kim loại sự phát xạ nhiệt
electron xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của kim loại.

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 8

Khi ta chƣa đặt hiệu điện thế vào giữa anot va catot, anot nối với cực (+), còn
catot nối với cực (-) của nguồn điện, thì do tác dụng lực của lực điện trƣờng,
electron sẽ chuển động từ catot sang anot và trong mạch xuất hiện dòng điện.
Vậy: dòng điện trong chân khơng là dịng chuyển dời có hướng của các
electron bứt ra từ catot bị nung nóng. Nếu ta mắc anot vào cực (-) của nguồn điện
còn catot vào cực (+) thì lực điện trường lại có tác dụng đẩy electron trở lại catot,
do đó trong mạch khơng có dịng điện. Vì vậy dịng điện chạy qua chân khơng chỉ
theo một chiều từ anot sang catot.
e. Dịng điện trong chất bán dẫn
Bán dẫn là những chất có điện trở suất lớn hơn điện trở suất của kim loại nhƣng
nhỏ hơn điện trở suất của điện mơi
Dịng điện trong chất bán dẫn tinh khiết là dịng chuyển dời có hƣớng đồng thời
của các điện tử tự do và lỗ trống dƣới tác dụng của lực điện trƣờng
Trong kỹ thuật khi pha tạp chất vào chất bán dẫn tinh khiết sẽ ảnh hƣởng đến
sự dẫn điện của nó. Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết mà ta có chất
bán dẫn loại P (lỗ trống) mang điện tích dƣơng và chất bán dẫn loại N (điện tử)
mang diện tích âm.
Vậy: dịng điện trong chất bán dẫn là dịng chuyển dời có hướng của các e và
lỗ trống dưới tác dụng của điện trường ngoài

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 9

HOẠT ĐỘNG II: THỰC HÀNH
I.

II.

Nội dung
- Khảo sát các vật dẫn điện
- Khảo sát các vật cách điện
- Nghiên cứu các đặc tính của vật liệu trong các điều kiện khác nhau
1. Hình thức tổ chức:
Hƣớng dẫn tập trung theo nhóm: 2 học sinh/nhóm
2. Dụng cụ - thiết bị:
- Đồng hồ VOM
- Bộ nguồn AC,DC
- Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử
- Các vật liệu dẫn điện và cách điện
Quy trình thực hiện
1. Khảo sát chất dẫn điện và chất cách điện
- Phân biệt chất dẫn điện và cách điện bằng cảm nhận khách quan
- Dùng đồng hồ VOM để xác định chất dẫn điện, cách điện trong điều
kiện bình thƣờng
2. Nghiên cứu đặc tính dẫn điện và cách điện trong các điều kiện khác nhau
Mắc vật liệu cần nghiên cứu nối tiếp trên mạch. Đặt lên mạch các điện

áp khác nhau, nếu xuất hiện dòng điện qua mạch có nghĩa là vật dẫn điện,
nếu khơng xuất hiện dịng điện có nghĩa vật khơng dẫn điện

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 10

BÀI 2: SỬ DỤNG CÁC LOẠI ĐỒNG HỒ ĐO
Mục tiêu của bài: Sau bài học này, học sinh có khả năng:
Hiểu đƣợc cấu tạo, chức năng cơ bản của các loại đồng hồ đo
Biết cách sử dụng các chức năng của các loại đồng hồ đo
Đo đạc đƣợc các thông số kỹ thuật của các mạch điện tử bằng các loại đồng
hồ đo

I.

HOẠT ĐỘNG I: LÝ THUYẾT
Đồng hồ VOM chỉ thị kim
1. Giới thiệu chung

Đồng hồ vạn năng (VOM) là thiết bị đo nhiều chức năng, chủ yếu để đo dòng
điện, điện áp, điện trở. Đây là thiết bị đo phối hợp cả ba loại dụng cụ đo: ampe kế,
vôn kế và ôm kế
Ƣu điểm của đồng hồ vạn năng là đo nhanh, kiểm tra đƣợc nhiều loại linh kiện.
Tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính xác và có trở kháng thấp khoảng do
vậy khi đo vào các mạch cho dòng thấp chúng bị sụt áp.
2. Cách sử dụng

a. Kiểm tra pin
 Vặn chuyển mạch về thang đo R (X1)
 Ngắn mạch hai đầu que đo
 Vặn núm xoay ở bên phải đồng hồ sao cho kim về đúng vị trí cuối cùng là
0Ω.
 Nếu kim khơng về đúng vị trí 0Ω hoặc khơng ổn định sau khi chỉnh thì
cần thay pin mới.
b. Phƣơng pháp đo dòng điện
 Vặn chuyển mạch về thang đo dòng diện.
 Để thang đo lớn nhất rồi giảm dần cho đến khi dễ đọc
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 11

II.

 Mắc que đo VOM nối tiếp với mạch cần đo
c. Phƣơng pháp đo điện áp
 Vặn chuyển mạch về thang đo dòng diện.
 Để thang đo lớn nhất rồi giảm dần cho đến khi dễ đọc
 Mắc que đo VOM nối tiếp với mạch cần đo
Đồng hồ VOM chỉ thị số
Đồng hồ số có một số ƣu điểm : độ chính xác cao, trở kháng của đồng hồ cao
do đó khơng gây sụt áp khi đo vào dịng điện yếu, đo đƣợc tần số điện xoay
chiều. Tuy nhiên đồng hồ số có một số nhƣợc điểm là chạy bằng mạch điện tử
nên hay bị hỏng, khó nhìn kết quả trong trƣờng hợp cần đo nhanh, không đo
đƣợc sự nạp, xả của tụ điện.

a. Công tắc xoay

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 12

b. Giắc cắm ngõ vào

c. Màn hình hiển thị
Trị số đo dƣợc hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng. Nếu giá trị đo quá lớn
màn hiển thị chữ OL(Over Load) và tồn bộ thanh ngang phía dƣới. Sau khoảng
100 giờ làm việc trên mặt màn hình sẽ xuất hiện biểu tƣợng
thay pin.

báo cần phải

Màn hình tinh thể lỏng
d. Thanh ngang
Thanh ngang cho biết một cách tƣơng đối giá trị đo có kèm theo cực tính.

Thanh ngang trên màn hình

e. Các trị số giới hạn đƣợc ghi tại các ngõ vào
Trong q trình đo khơng vƣợt q giới hạn này

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 13

III. Dao động ký hai tia
1. Giới thiệu
Dao động ký là một loại máy vẽ di động hai chiều X và Y để hiển thị dạng tín
hiệu đƣa vào cần quan sát theo tín hiệu khác hay theo thời gian. Kim bút vẽ của máy
là một chấm sáng, di chuyển trên màn hình của ống tia điện tử theo quy luật của điện
áp đƣa vào cần quan sát.
Ƣu điểm
 Duy trì tốt ảnh của tín hiệu trên màn hình với khoảng khơng gian khơng
hạn chế.
 Tốc độ đọc có thể thay đổi trong giới hạn rộng.
 Có thể xem lại các đoạn hình ảnh lƣu giữ với tố độ thấp hơn nhiều
 Hình ảnh tốt hơn, tƣơng phản hơn so với loại oxilo tƣơng tự
 Vận hành đơn giản
Nhƣợc điểm
Dải tần bị hạn chế(khoảng 1-10Mhz) do tốc độ biến đổi của bộ ADC thấp. Hiện
nay, các oxilo có nhớ có dải tần rộng đƣợc phát triển nhờ cài đặt vi xử lý, các bộ biến
đổi ADC có tốc độ biến đổi nhanh hơn.
Công dụng của dao động ký
 Quan sát tồn cảnh tín hiệu
 Đo các thơng số cƣờng độ của tín hiệu
 Đo điện áp, đo dịng điện, đo cơng suất
 Đo tần số, chu kì, khoảng thời gian của tín hiệu
 Đo độ di pha của tín hiệu
 Vẽ tự động và đo đƣợc đặc tính phổ của tín hiệu

 Vẽ đặc tuyến Vơn-ampe của linh kiện
 Vẽ tự động, đo đặc tuyến biên độ-tần số của mạng 4 cực

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 14

2. Một số núm chức năng điều khiển dao động ký

Khối quét dọc
Kênh CHA
 1: Select input nút chọn chức năng ngõ vào có ba vị trí AC (Alternating
Couping – chỉ biểu diễn thành phần AC), GND, DC (Direct Couping –
biểu diễn cả thành phần AC và DC)
 2: Volt/div nút điều chỉnh một ô theo chiều dọc
 3: ngõ vào kênh CHA
 4: POS nút chỉnh tia sáng theo chiều dọc
 22: CAL PULL x5MAG
Kênh CHB
Các nút có chức năng tƣơng ứng nhƣ kênh CHA nhƣng đƣợc sử dụng cho
kênh CHB
 7 : POS
 8 : ngõ vào kênh CHB
 9 : Volt/div
 10 : Select input
 23: CAL PULL x5MAG
Khối quét ngang

 11 : Time/div nút điều chỉnh giá trị một ô theo chiều ngang
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 15

 20 : POS nút chỉnh tia sáng theo chiều ngang
 18 : VAR chỉnh chu kỳ quét chuẩn
Khối Trigger
 14 : Trigger level và 17: Hold off : giữ tín hiệu trên màn hình khơng bị
trơi theo chiều ngang
 15: Couping chọn chế độ kích. Nên chọn chế độ AUTO
 16 : Source chọn tín hiệu nguồn kích
Ngồi ra cịn có một số nút chọn khác
 12 : Intensity nút điều chỉnh cƣờng độ sáng của tia sáng
 13: Focus nút điều chỉnh độ nét của tia sáng
 5: Vert Mode có 4 vị trí lựa chọn
 CHA: hiển thị tia sáng trên kênh A (quan sát tín hiệu vào trên
kênh A)
 CHB: hiển thị tia sáng trên kênh B (quan sát tín hiệu vào trên
kênh B)
 DUAL: quan sát tín hiệu vào cả hai kênh CHA, CHB
 ADD: hiển thị tổng đại số hai tín hiệu trên hai kênh (CHA+CHB)
 6 : GND
 21 : CAL 2Vp-p cho tín hiệu sóng vng tần số 1 KHz, 2V đỉnh đỉnh
 19: X-Y nút chọn chức năng biểu diễn một tín hiệu sang tín hiệu khác

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 16

HOẠT ĐỘNG II: THỰC HÀNH
I. Nội dung





Đo dòng điện bằng đồng hồ VOM chỉ thị kim và đồng hồ số
Đo điện áp AC, DC bằng đồng hồ VOM chỉ thị kim và đồng hồ số
Đo tần số, chu kì, khoảng thời gian của tín hiệu
Xác định các hƣ hỏng thƣờng gặp và cách khắc phục

1. Hình thức tổ chức:
Hƣớng dẫn tập trung theo nhóm: 2 học sinh/nhóm
2. Dụng cụ - thiết bị
 Đồng hồ VOM chỉ thị kim
 Đồng hồ số
 Bộ nguồn AC,DC
 Các mạch điện mẫu
 Bộ dụng cụ cầm tay nghề điện tử
 Linh kiện điện tử
II. Quy trình thực hiện
1. Sử dụng đồng hồ VOM
a. Đo điện áp xoay chiều

 Xoay chuyển mạch về chức năng đo điện áp AC (ACV) và chọn tầm đo,
thang chia thích hợp
 Tầm đo 1000V nên chọn thang chia là 0 – 10.
 Tầm đo 50V nên chọn thang chia là 0 – 50
 Tầm đo 250V nên chọn thang chia là 0 – 250
Kết quả thực = (tầm đo * giá trị đọc)/(giá trị lớn nhất của thang chia)
 Mắc đồng hồ song song với nguồn điện nhƣ hình vẽ

Ví dụ: Chọn tầm đo 250V, thang chia 0 – 250, giá trị đọc trên thang chia là
50 thì kết quả thực là (250*50)/250 = 50V
Ví dụ: Chọn tầm đo 1000v, thang chia 0 – 10, giá trị đọc trên thang chia là
1 thì kết quả thực là (1000*1)/10 = 100V

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 17

Những điều cần lƣu ý khi đo điện áp xoay chiều:
 Tuyệt đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào
điện áp xoay chiều → Nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức !
 Để nhầm thang đo dòng điện, đo vào nguồn AC→ sẽ hỏng đồng hồ
 Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC → sẽ hỏng các điện trở
trong đồng hồ
 Nếu để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không lên,
nhƣng đồng hồ không ảnh hƣởng
b. Đo điện áp một chiều
 Xoay chuyển mạch về chức năng đo điện áp DC (DCV) và chọn tầm đo,

thang chia thích hợp
 Tầm đo 0.1V, 10V, 1000V nên chọn thang chia là 0 – 10.
 Tầm đo 0.5V, 50V nên chọn thang chia là 0 – 50
 Tầm đo 2.5V, 250V nên chọn thang chia là 0 – 250
 Mắc đồng hồ song song với nguồn điện nhƣ hình vẽ (chú ý cực của
Kết quả
thực
= (tầm đo * giá trị đọc)/(giá trị lớn nhất của thang chia)
nguồn
điện)

Những điều cần lƣu ý khi đo điện áp một chiều:
 Khi đo điện áp một chiều nhƣng ta để đồng hồ thang đo điện áp xoay
chiều thì đồng hồ sẽ hiển thị giá trị sai, thƣờng giá trị hiển thị cao gấp 2
lần giá trị thực của điện áp DC, tuy nhiên đồng hồ không bị hỏng .
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 18



Tuyệt đối không để đồng hồ vào thang đo dòng điện hoặc thang đo điện
trở, nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay
 Trƣờng hợp để nhầm thang đo điện trở khi đo điện áp DC → đồng hồ sẽ
bị hỏng các điện trở bên trong
c. Đo dòng điện một chiều
 Xoay chuyển mạch về chức năng đo dòng điện DC (DCmA) và chọn

tầm đo, thang chia thích hợp
Lƣu ý: VOM chỉ đo dòng DC với giá trị lớn nhất là 250mA
 Mắc nối tiếp đồng hồ VOM và tải nhƣ hình vẽ

+

K

Đ

-

Những điều cần lƣu ý khi đo dịng diện:
 Khi ta khơng xác định đƣợc chiều của dòng điện, khi đo ta nên đặt cố định
một que của đồng hồ, que còn lại nhấp nhẹ, nếu kim đồng hồ di chuyển
theo chiều nghịch tức là đã sai chiều dòng điện, ta phải đổi que đo ngay
lập tức.
 Tuyệt đối không đƣợc mắc đồng hồ song song với tải nhƣ khi đo điện áp
nếu không đồng hồ sẽ bị hỏng
2. Sử dụng đồng hồ số
a. Đo điện áp một chiều (hoặc xoay chiều) bằng đồng hồ số
 Để que đỏ đồng hồ vào lỗ cắm " VΩ mA", que đen vào lỗ cắm "COM"
 Bấm nút DC/AC để chọn thang đo là DC nếu đo điện áp một chiều hoặc
AC nếu đo điện áp xoay chiều.
 Xoay chuyển mạch về vị trí "V" hãy để thang đo cao nhất nếu chƣa biết
rõ điện áp, nếu giá trị báo dạng thập phân thì ta giảm thang đo.
 Đặt thang đo vào điện áp cần đo và đọc giá trị trên màn hình LCD của
đồng hồ.
 Nếu đặt ngƣợc que đo (với điện một chiều) đồng hồ sẽ báo giá trị âm(-)
b. Đo dòng điện DC (AC) bằng đồng hồ số

 Chuyển que đo đồng hồ về thang mA nếu đo dòng nhỏ, hoặc thang A
nếu đo dòng lớn.
 Xoay chuyển mạch về vị trí "A"
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 19

 Bấm nút DC/AC để chọn đo dòng một chiều DC hay xoay chiều AC
 Đặt que đo nối tiếp với mạch cần đo
 Đọc giá trị hiển thị trên màn hình.
3. Sử dụng dao động ký hai tia
a. Quan sát dạng sóng tín hiệu trên từng kênh
 Đƣa tín hiệu vào kênh A hay B (tín hiệu đƣa vào phân biệt ngõ tín hiệu
và ngõ mass)
 Chọn Vert Mode(5) CHA hay CHB tùy kênh tín hiệu đƣợc đƣa vào
 Chỉnh Input Select là GND và chỉnh vị trí tia sáng nằm giữa màn hình
bằng nút POS (nút 4 cho kênh CHA hay nút 7 cho kênh CHB). Sau đó
chỉnh Input Select về vị trí AC hay DC tùy theo mục đích quan sát
 Chỉnh nút Volt/div và Time/div để tín hiệu hiện đủ trên màn hình
Biên độ tín hiệu = số ô * giá trị nút Volt/div
Chu kỳ tín hiệu = số ơ * giá trị nút Time/div
Ví dụ: nhƣ trên hình vẽ tín hiệu đƣợc đƣa vào kênh CHA, nút Volt/div chọn giá trị
5 Volt/div nút Time/div chọn gía trị 1ms thì biện độ tín hiệu là 5V/ơ, chu kỳ tín
hiệu là 1ms/ơ * 4 ơ =4ms

Time/div

Volt/div

b. Quan sát hai tín hiệu đồng thời
 Đƣa hai tín hiệu cùng mass vào hai kênh CHA hay CHB
 Vert Mode(5) chọn DUAL
 Chỉnh Input Select từng kênh, Volt/div từng kênh và Time/div nhƣ
phần biểu diễn tín hiệu trên một kênh sao cho quan sát tín hiệu dễ dàng
 Biên độ từng tín hiệu đƣợc xác định dựa vào giá trị Volt/div của từng
kênh tƣơng ứng
c. Đo góc lệch pha giữa hai tín hiệu
 Đƣa hai tín hiệu cùng chu kỳ (tần số) vào hai kênh CHA, CHB
 Vert Mode(5) chọn DUAL
 Góc lệch pha giữa hai tín hiệu đƣợc xác định theo công thức

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 20

T: chu kỳ của hai tín hiệu ngõ vào

Time/div

Volt/div

Δt

d. Biểu diễn một tín hiệu theo một tín hiệu khác

 Đƣa hai tín hiệu cùng mass vào hai kênh CHA và CHB
 Nhấn nút X-Y
 Chỉnh Input Select của hai kênh là GND và điểm sáng nằm giữa màn.
Sau đó chuyển về vị trí AC hay DC tùy theo mục đích quan sát tín hiệu
 Đồ thị trên màn hình có hai trục đơn vị đều là Volt và đƣợc đọc nhƣ sau:
 Ô dọc theo Volt/div của kênh B (trục Y)
 Ô ngang theo Volt/div của kênh A (trục X)
e. Chỉnh chuẩn dao động ký
Sau một thời gian sử dụng hay do một sự cố nào đó tín hiệu có thể bị biểu diễn
sai. Chúng ta có thể tự kiểm tra bằng cách sử dụng tín hiệu chuẩn trong máy
 Nối ngõ vào kênh muốn kiểm tra CHA hay CHB vào lỗ cắm CAL 2Vpp
 Vert mode chọn CHA hay CHB tƣơng ứng với kênh muốn kiểm tra
 Chọn Select Input kênh tƣơng ứng là GND và chỉnh vị trí vạch giữa màn
hình. Sau đó chuyển về vị trí AC
 Dùng nút VAR chỉnh chu kỳ và kéo nút CAL (nút 22 cho kênh A và nút
23 cho kênh B) chỉnh biên độ tín hiệu quan sát trên màn hình sao cho tín
hiệu quan sát có tần số 1KHz (chu kỳ 1ms) và biên độ đỉnh đỉnh 2V (tín
hiệu chuẩn). Sau đó nhần nút CAL về vị trí cũ và tiến hành đo bình
thƣờng.
a. Đo điện trở
 Trả lại vị trí dây cắm nhƣ khi đo điện áp .
 Xoay chuyển mạch về vị trí đo " Ω ", nếu chƣa biết giá trị điện trở thì
chọn thang đo cao nhất
 Đặt que đo vào hai đầu điện trở, nếu kết quả là số thập phân thì ta giảm
thang đo.
 Đọc giá trị trên màn hình.
 Chức năng đo điện trở cịn có thể đo sự thơng mạch, nếu thơng mạch thì
đồng hồ phát ra tiếng kêu
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 21

BÀI 3: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
Mục tiêu của bài: Sau bài học này, học sinh có khả năng:
Phân biệt điện trở, biến trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác theo các
đặc tính của linh kiện.
Phân tích đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ƣớc quốc tế.
Đo kiểm tra chất lƣợng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện.
Thay thế/thay tƣơng đƣơng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật
của mạch điện công tác.
HOẠT ĐỘNG I: LÝ THUYẾT
I. Điện trở
1. Khái niệm
Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử,
chúng có tác dụng cản trở dịng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện các chức năng
khác tùy theo vị trí ở trong mạch .

2. Cấu tạo các loại điện trở
a. Điện trở hợp chất cacbon
 Cấu tạo bằng bột cacbon tán trộn với chất cách điện và keo kết dính rồi ép
lại
 Ƣu điểm: rẻ tiền, dễ làm
 Nhƣợc điểm: khơng ổn định, độ chính xác thấp, mức độ tạp âm cao
 Công suất từ 1/4 W tới vài W
 Trị số: từ 10Ω đến hàng chục MΩ
b. Điện trở màng cacbon
 Cấu tạo gồm một lớp chuẩn xác màng cacbon bao quanh một ống phủ gốm

mỏng. Độ dày của lớp màng bao này tạo nên trị số điện trở, màng càng
dày, trị số điện trở càng nhỏ và ngƣợc lại
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 22

 Ƣu điểm: điện trở này có độ chính xác cao hơn các điện trở hợp chất
cacbon vì lớp màng đƣợc láng một lớp cacbon chính xác, có tính ổn định
cao, tạp âm nhỏ
 Nhƣợc điểm: dễ vỡ
 Công suất: 1/8 W đến hàng chục W
 Trị số: từ 1Ω đến vài chục MΩ
 Dùng phổ biến trong các máy tăng âm, thu thanh
c. Điện trở màng kim loại
 Đƣợc cấu tạo bằng kim loại chủ yếu là Niken và Crơm, mặt ngồi đƣợc
phủ sơn hoặc gốm chất lƣợng cao, có xẻ rãnh hình xoắn ốc
 Sai số khoảng 1%
 Công suất từ 1/10 w trở lên
 Điện áp cƣc đại 200V
d. Điện trở oxit kim loại
 Đƣợc cấu tạo chủ yếu là oxit thiếc, kẽm đƣợc phủ trên lõi thủy tinh. Loại
điện trở này có độ ẩm rất cao, khơng bị hƣ hỏng do q nóng và cũng
khơng bị ảnh hƣởng do ẩm ƣớt
 Công suất từ 1/2 W trở lên
 Sai số 2%
3. Ký hiệu - đơn vị - hình dạng - cách ghi trị số điện trở
a. Ký hiệu

b. Đơn vị điện trở
 Đơn vị điện trở là Ω (Ohm), KΩ, MΩ
 1KΩ = 1000 Ω
 1MΩ = 1000 KΩ = 1000.000 Ω
c. Cách ghi trị số của điện trở
 Các điện trở có kích thƣớc nhỏ đƣợc ghi trị số bằng các vạch mầu theo một
quy ƣớc chung của quốc tế.
 Các điện trở có kích thƣớc lớn hơn từ 2W trở lên thƣờng đƣợc ghi trị số
trực tiếp trên thân. Ví dụ nhƣ các điện trở công suất, điện trở sứ.

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 23

Điện trở sứ công suất lớn , trị số được ghi trực tiếp

4. Công suất của điện trở
Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, điện trở sẽ tiêu thụ một cơng suất P đƣợc
tính theo cơng thức:
P = U . I = R . I . I = I2.R
Từ công thức trên ta thấy công suất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng
điện đi qua điện trở hoặc phụ thuộc vào điện áp trên hai đầu điện trở. Nhƣ vậy
nếu dòng càng lớn nhiệt lƣợng tiêu thụ ở điện trở càng cao, điện trở càng nóng
nên phải thiết kế kích thƣớc điện trở lớn để tản bớt nhiệt.
Trong tất cả các mạch điện:
 Tại khu vực nguồn cấp → tập trung dòng mạnh→ các điện trở thiết kế

quanh đó có kích thƣớc lớn
 Tại khu vực xử lý tín hiệu → nơi có dịng yếu → các điện trở thiết kế
quanh khu vực này có kích thƣớc bé
 Nếu lắp một điện trở có cơng suất định mức nhỏ hơn cơng suất tiêu thụ thì
điện trở sẽ bị cháy
 Thông thƣờng ngƣời ta lắp điện trở vào mạch có cơng suất định mức lớn
hơn gấp 2 lần cơng suất tiêu thụ

Ví dụ: Ở sơ đồ trên cho ta thấy : Nguồn cung cấp là 12V, các điện trở đều
có trị số là 120Ω nhƣng có cơng suất khác nhau, khi các cơng tắc K1 và K2
đóng, các điện trở đều tiêu thụ một công suất là:
P = U2 / R = (12 x 12) / 120 = 1,2W
 Khi K1 đóng, do điện trở có cơng suất định mức lớn hơn công suất tiêu thụ,
nên điện trở không cháy

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 24

 Khi K2 đóng, điện trở có cơng suất định mức nhỏ hơn công suất tiêu thụ,
nên điện trở bị cháy
II. Biến trở
1. Công dụng
Dùng để biến đổi giá trị của điện trở qua đó làm thay đổi đƣợc sự cản trở điện
trên mạch điện

Ký hiệu trên sơ đồ

2.. Cấu tạo các loại biến trở
a. Biến trở than
Mặt biến trở đƣợc phủ lớp bột than, con chạy và chân của biến trở là
kim loại để dễ hàn. Loại biến trở này dùng trong các mạch có cơng suất nhỏ,
dịng qua biến trở từ vài mA đến vài chục mA, dùng để phân cực cho các mạch
điện là chủ yếu
b. Biến trở dây quấn
Mặt biến trở đƣợc quấn dây điện trở, con chạy và chân biến trở là kim
loại. Loại biến trở này dùng để giảm áp hoặc hạn dòng trong các mạch điện có
cơng suất lớn, dịng qua biến trở biến trở từ vài chục đến vài trăm mA. Khi sử
dụng loại điện trở này cần chú ý đến khả năng tản nhiệt sao cho phù hợp
III. Tụ điện
1. Cấu tạo của tụ điện
Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp
cách điện gọi là điện môi.
Ngƣời ta thƣờng dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hố chất… làm chất
điện mơi và tụ điện cũng đƣợc phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này
nhƣ tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá…

Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh


Trang 25

Cấu tạo tụ gốm
Cấu tạo tụ hoá
a. Tụ điện giấy
Cấu tạo gồm có 2 lá kim loại đặt xen giữa là bản giấy dùng làm chất

cách điện và cuộn tròn lại. Ở hai đầu lá kim loại đã cuộn trịn có dây dẫn nối ra
để hàn. Tụ này có vỏ bọc bằng kim loại hay ống thủy tinh và hai đầu bịt kín
bằng chất keo plastic. Tụ giấy có ƣu điểm là kích thƣớc nhỏ, điện dung lớn.
Nhƣợc điểm của tụ là rò điện lớn, dễ bị chập.
b. Tụ điện mica:
Cấu tạo gồm những lá kim loại đặt xen kẽ nhau và dùng mica làm chất
điện môi, ngăn cách các lá kim loại. Các lá kim loại lẻ nối với nhau và nối vào
một đầu ra, các lá kim loại chẵn nối với nhau và nối vào một đầu ra. Tụ mica
bao bằng vỏ plastic. Tụ mica có tính năng tốt hơn tụ giấy nhƣng giá thành đắt
hơn
c. Tụ điện gốm:
Tụ điện gốm dùng gốm làm chất điện môi. Tụ gốm có kích thƣớc nhỏ
nhƣng trị số điện dung lớn
d. Tụ điện dầu: tụ dùng dầu làm điện môi, có trị số lớn và chịu đƣợc điện áp
cao
e. Tụ hóa:
Tụ dùng một dung dịch hóa học là axit boric làm điện môi. Chất điện
môi này đƣợc đặt giữa hai lá nhôm làm hai cực của tụ. Điện dung của tụ khá
lớn. Tụ thƣờng có dạng hình ống, vỏ nhơm ngoài là cực âm, lõi giữa là cực
dƣơng, giữa hai cực là dung dịch hóa học. Tụ đƣợc bọc kín để tránh cho dung
dịch hóa học bị bay hơi nhanh, vì dung dịch bị khơ sẽ làm cho trị số của tụ
giảm đi. Tụ hóa có ƣu điểm là trị số điện dung lớn và giá thành hạ nhƣng lại có
nhƣợc điểm là dễ bị rị điện. Khi sử dụng cần kết nối đúng cực tính của tụ với
nguồn cung cấp điện. Khơng dùng tụ hóa cho nguồn điện xoay chiều.
f. Tụ biến đổi:
Gồm các lá nhôm hoặc đồng xếp xen kẽ nhau, một số lá thay đổi vị trí
đƣợc. Khơng khí giữa hai lá nhơm đƣợc dùng làm chất điện môi. Tụ gồm nhiều
Tài liệu Thực nghiệm Đo lường điện tử

Nguyễn Hữu Châu Minh