thiết kế hệ thống điện ô tô, chương 3 pps

Chng 3: Tụ điện
a. Cấu tạo của tụ điện :
Tụ điện là một linh kiện thụ động đ-ợc sử dụng rất rộng rãi
trong các mạch điện tử đ-ợc cấu tạo từ hai bản cực làm bằng hai
chât dẫn điện( Kim loại) đặt song song nhau, ở giữa có một lớp
cách điện gọi là điện môi.
Ng-ời ta th-ờng dùng các chất : Thuỷ tinh, gốm sứ, mica,
giấy, dầu, paraffin, không khí để làm chất điện môi
Ví dụ: Tụ thuỷ tinh, tụ mica, tụ dầu, tụ gốm, tụ giấy, tụ hoá
Lớp điện môi
Đầu ra

Hình 1.16: Cấu tạo của tụ điện.
* Cách đọc giá trị tụ điện.
+ Các tụ điện có giá trị lớn từ 1
F trở lên nh- tụ hoá, tụ dầu,
tụ tantal nhà sản xuất ghi cụ thể điện áp làm việc và giá trị điện
dung trên thân tụ.

50v
1000vDC
5
F
100F
Hình 1.17: Các ký hiệu tụ hoá.
+ Một số tụ điện có giá trị điện dung nhỏ hơn 1F cũng đ-ợc
ghi trực tiếp vào tụ điện.
047
160VDC
Hình 1.18: Các ký hiệu của tụ điện có giá trị nhỏ hơn
1

F.
b. Phân loại tụ điện.
+ Tụ điện hoá học (tụ hoá).
Loại tụ điện này làm bằng hai lá nhôm mỏng và một hoá chất
axit borax với các giấy mỏng đặt giữa hai lá nhôm, cuộn tròn lại
thành hình trụ.
Ký hiệu các loại tụ hoá:

+ C + C
- -
Hình 1.19: Kí hiệu của tụ điện hoá học.
+ Tụ giấy.
Tụ giấy là loại tụ không có cực tính gồm các lớp giấy tẩm dầu
hay sáp làm chất điện môi và đặt giữa hai lá nhôm mỏng, đ-ợc
cuộn tròn lại thành ống.
Kí hiệu của tụ giấy.
Hình 1.20: Hình dạng và kí hiệu của tụ
giấy.
+ Tụ điện biến đổi.
- Là loại tụ gồm hai phần: Phần cố định làm bằng các miếng
nhôm có hình bán nguyệt, gắn song song nhau và cách điện với đế
tụ. Phần di động cũng làm bằng các miếng nhôm có hình bán
nguyệt song song nhau và hàn với trục xoay của tụ. Phần di động
có thể quay quanh trục xoay một góc 180
0
. Mỗi vị trí ứng với một
giá trị điện dung.
c
033

160VDC
- Hình dáng và kí hiệu tụ biến đổi.
Hình 1.21 : Hình dáng và kí hiệu tụ xoay.
c. Ph-ơng pháp đo tụ điện.
Trong thực tế ng-ời ta th-ờng dùng các ph-ơng pháp sau:
- Ph-ơng pháp đo tụ bằng đồng hồ .
Dựa vào đặc tính nạp, phóng của tụ mà ng-ời ta dùng đồng hồ
để quan sát sự dịch chuyển của kim đồng hồ.
- Nguyên tắc: Dùng thang đo R để quan sát sự chuyển động và
vị trí kim chỉ.
- Với tụ tốt: Khi đo thì kim lên sau đó phải trở về vị trí vô cực.
Tụ có giá trị càng lớn, kim chỉ càng nhiều và ng-ợc lại.
- Tr-ờng hợp tụ hỏng: khi phát hiện bằng đồng hồ.
- Kim chỉ lên 0 sau đó không trở về: Tụ bị chạm chập các bản
cực.
- Kim chỉ không lên: Tụ bị đứt, khô.
- Khi lên l-ng chừng, không trở về: Tụ bị rỉ.
d. Cách ghép tụ điện.
* Ghép nối tiếp.
Khi ghép nối tiếp các tụ điện ta có:
- U=U
1
+U
2

- 1/C=1/C
1
+1/C
2

Hình 1.22. Ghép
nối tiếp các tụ điện
* Ghép song song.
Khi ghép song song các tụ điện ta có:
- C=C
1
+C
2
- U=U
1
nếu U
1
< U
2

- U=U
2
nếu U
2
< U
1
Hình 1.23. Ghép
song song các tụ điện
e.
ứng dụng của tụ điện .
- Tụ điện đ-ợc dùng nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử.
- Tụ điện để làm lệch pha, tạo từ tr-ờng quay để làm mô tơ.
- Tụ điện dùng để bù pha tránh lệch pha trong mạch ba pha.
- Tụ điện dùng trong mạch dao động, tạo xung.
- Tụ điện có giá trị lớn thì để nắn điện.

- Tụ điện có giá trị bé dùng trong khu vực mạch cao tần và
trong các mạch cộng h-ởng.
1.1.3. Điốt th-ờng.
a. Cấu tạo:
Gồm hai chất bán dẫn khác nhau là loại P và loại N.
- Loại P đ-ợc gọi là cực anốt.
- Loại N đ-ợc gọi là cực catốt.
Giữa hai chất bán dẫn là lớp tiếp giáp.
P N P
N
Hình1.24: Cấu tạo và ký hiệu của điốt.
b. Nguyên lý làm việc.
* Phân cực thuận cho điốt (Dùng nguồn điện).
Khi nối cực d-ơng với anốt(P), cực âm với catốt (N). Lúc đó
điện tích d-ơng của nguồn sẽ đẩy lỗ trống vùng P sang vùng N Và
điện tích âm nguồn đẩy electron từ N sang P.Vùng P nhận electron
nên trở thành vùng mang điện tích âm. cực d-ơng nguồn sẽ kéo
điện tích âm từ vùng P về. Còn vùng N mất electron nên trở thành
vùng có điện tích d-ơng, vùng này sẽ kéo điện tích âm của nguồn
lên thế chỗ. Nh- vậy đã có một dòng electron chạy liên tục từ cực
âm của nguồn qua điốt từ N sang P và về cực d-ơng nguồn. Nói
cách khác dòng điện đi qua điốt từ P sang N.
*Phân cực nghịch cho điốt.
P N
- +
V
DC

Hình1.25 : Phân cực cho điốt.
Dùng nguồn điện : Nối cực âm với anốt, cực d-ơng với catốt.

Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P và điện
tích d-ơng nguồn sẽ hút electrton vùng N làm lỗ trống, và electron
hai bên tiếp giáp cũng xa nhau hơn, nên hiện t-ợng tái hợp giữa các
electron và lỗ trống càng khó khăn. Tuy nhiên tr-ờng hợp này vẫn
có một dòng điện (rất nhỏ) đi qua điốt từ N sang P gọi là dòng điện
rỉ.
c. Cách đo
Dùng đồng hồ vạn năng, bật về thang đo R.
Do đặc tính của điốt có điện trở thuận lớn, điện trở nghịch
nhỏ. Ta đo nh- sau :
+ Đo điện trở thuận; Que đỏ nối với P; Que đen
nối với N.
+ Đo điện trở nghịch; Que đỏ nối với N; Que
đen nối với P.


Hình 1.26: Cách đo điốt th-ờng.
Điện trở thuận và nghịch phụ thuộc vào chất bán dẫn Ge, Si
theo bảng sau.
Điện trở thuận Điện trở nghịch
Điốt Ge
Vài
Vài trăm K
Điốt Si
Vài
Vài M
Bảng 1-4: Giá trị đo chuẩn khi đo điốt
th-ờng.
Kết quả:
- Nếu cả điện trở thuận, nghịch đều 0 thì điốt bị đánh thủng.

- Nếu cả 2 điện trở thuận, nghịch đều vô cực, thì điốt bị đứt.
- Nếu điện trở thuận đúng và điện trở nghịch giảm nhiều thì
điốt bị rỉ(hỏng).
- Nếu điện trở thuận và nghịch đúng bảng trên, thì điốt còn tốt.
d. Các thông số cơ bản của điốt th-ờng.
- Điện áp cực đại: Là điện áp phân cực lớn nhất đặt vào điốt
mà không bị đánh thủng.
- Dòng điện thuận cực đại: Là dòng lớn nhất có thể đi qua điốt
mà không bị đánh thủng. Nếu v-ợt quá điốt sẽ bị đánh hỏng.
- Dòng điện thuận trung bình: Là dòng làm việc của điốt.
- Điện áp rơi trên điốt: Là điện áp ng-ỡng của lớp tiếp giáp P
N.
e. Đ-ờng đặc tính vôn-ampe của điốt th-ờng
Điốt th-ờng có đ-ờng đặc tíng vôn-ampe không đ-ờng thẳng
(phi tuyến tính) nghĩa là dòng điện qua điốt phụ thuộc vào điện áp
đặt không theo đ-ờng thẳng.

I
T
-Dòng điện thuận
U
T
- Điện áp thuận
I
N
-Dòng điện nghịch
U
N
- Điện áp nghịch
U

Nmax
- Điện áp nghịch cực đại
Hình 1.27. Đ-ờng đặc tính vôn-
ampe của điốt th-ờng.
Từ đ-ờng đặc tính của điốt ta thấy điện trở thuận của điốt
không phải là một hằng số mà thay đổi tuỳ theo điện áp đặt vào nó
hay nói cách khác tuỳ theo dòng điện qua nó. Điện trở thuận nhỏ
khi dòng điện qua điốt lớn và ngựơc lại điện trở thuận lớn khi dòng
điện qua nó nhỏ. Nhờ đặc tính này mà điốt đ-ợc sử dụng làm
nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho các tranzitor đóng tích cực.
+
ứng dụng của điốt th-ờng:
- Dùng để chỉnh l-u dòng xoay chiều thành dòng một chiều.
- Làm Mạch tách sóng để lấy tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu
cao tần trong rađiô.
- Dïng ®ièt ®Ó ph©n cùc cho tranristor nh»m æn ®Þnh ®iÖn ¸p
ph©n cùc.
f. C¸ch ghÐp ®ièt.
* GhÐp nèi tiÕp.
Khi ghÐp nèi tiÕp c¸c ®ièt ta cã:
- I=I
1
=I
2
- U=U
1
+U
2

H×nh 1.28. GhÐp nèi

tiÕp c¸c ®iot
* GhÐp song song.
Khi ghÐp song song c¸c ®ièt ta cã:
- I = I
1
+ I
2
- U=U
1
=U
2

H×nh 1 .29. GhÐp song song c¸c ®iot