Giới thiệu về Linh kiện điện tử Khá chi tiết có ảnh kèm

Các ký hiệu linh kiện và các linh kiện cơ bản trong ngành điện
Trong một mạch điện luôn gồm có 3 thành phần: (1) Nguồn điện năng, (2) Khóa điện đóng mở
mạch và (3) là các dạng tải.

Dòng điện thực, hay dòng điện vật lý.

Cái thực thể quan trọng nhất trong tất cả các loại mạch điện, chính là dòng chảy của các hạt điện,
hay là dòng điện tử. Một mạch điện đang "sống" là trong mạch đang có dòng chảy trong mạch.
Trong hầu hết các loại mạch điện, dòng điện chính là sự chảy của các hạt điện tử, vì điện tử
mang điện tích âm, nên khi chảy nó bị hút về cực dương của nguồn.
Dòng điện quy ước.

Do lúc phát hiện ra dòng điện, người ta chưa biết thật sự là cái gì đang chảy, và cũng do quan
niệm là cực dương của pin là ở mức volt cao hơn mức volt âm và cho đồng dạng dòng điện với
nước chảy từ cao xuống thấp, nên lúc đó người ta cho là dòng điện cũng chảy từ cực dương về
cực âm. Sau này khi biết dòng điện chảy trong mạch chính là dòng electron, người ta gọi dòng
điện chảy từ cực dương về cực âm là dòng điện quy ước. Và gọi dòng electron là dòng điện thực
hay dòng vật lý.
Trong ngành điện, có nhiều dạng dòng điện, được hiểu như sau:
* Dòng điện electron, các electron tự do không gắn với một nguyên tử nào, khi tập trung lại và
chảy thành dòng, chúng ta có dòng điện tử. Đây là dạng dòng điện thực chảy trong các mạch
điện tử. Do electron mang điện tích âm, nên nó sẽ bị hút và chảy về cực dương của nguồn.
* Dòng điện ly tử, các phân tử mất cân bằng điện tích sẽ trở thành các ion, có ion dương và ion
âm. Khi chịu tác động của điện trường, các ly tử sẽ chảy trong mạch, ion dương chảy về hướng
cực âm và ion âm chảy về hướng cực dương, sự chảy của các ion rất chậm, vì nó nặng và có
quán tính lớn. Dòng điện chảy trong các ống đèn huỳnh quang là dòng ion.
* Dòng điện lỗ. Trong các chất bán dẫn, trên các chổ kết nối giữa các nguyên tử khi mất điện tử
nối sẽ để ra lỗ trống, nhờ có các lỗ trống này mà các điện tử nối ở lân cận có thể dời chuyển tạo
ta dòng điện, người ta gọi dòng điện này là dòng lỗ, dòng lỗ là một chuyển động biểu kiến, nó
chảy về hướng cực âm.
* Dòng điện toán học. Trong khi tính toán các mạch điện, trên các nút của mạch điện, chúng ta

có thể chọn chiều dòng chảy tuỳ ý. Và khi giải toán, nếu được dòng điện có dấu âm thì chiều
chảy phải là chiều ngược lại, nếu là có dấu dương chiều chảy đúng với chiều đã chọn.
* Dòng điện quy ước, còn gọi là dòng Franklin, chiều chảy của dạng dòng điện này là cho chảy
từ cực dương về cực âm. Vì lúc đó người ta tương đồng dòng điện như dòng nước, nước chảy từ
cao xuống thấp thì dòng điện cũng chảy từ cực dương, mức cao, về cực âm, mức thấp. Tuy chiều
chảy của dòng này này không đúng với bản chất của dòng điện thật, nhưng do dùng quen nên
hiện vẫn còn được ưa dùng.
Bạn nhớ trên đời, năng lượng là cái tạo ra công. Cả nhân loại đang đi tìm những dạng năng
lượng mới, năng lượng sạch. Năng lượng có 2 dạng:
* Khi một vật thể nằm yên, nó có thế năng, thế năng là năng lượng xác định theo tư thế của
nó, nó ở mức cao hay ở mức thấp, nằm càng cao có năng lượng càng lớn.
* Khi vật thể chuyển động, nó có động năng, động năng là năng lượng xác định theo tốc độ
chuyển động của nó. Động tính càng lớn, năng lượng càng mạnh.
Nhắn với Bạn: Trong các bài viết của tôi, tôi dùng chiều chảy của dòng điện electron, nó là sự
chảy thành dòng của các hạt điện tử, chảy về hướng cực dương và khi chảy thì mang theo năng
lượng trên động tính của hạt electron. Dùng dòng chảy electron, mọi giải thích vận hành
trong mạch sẽ nhất quán trong suốt bài viết, rất trực quan và dễ hiểu.
1. Điện trở
Trong mạch: Điện trở là các ống dẫn điện.

Trong mạch, điện trở là các ống dẫn điện, nó dẫn dòng vào mạch, với các điện trở có dạng hình
ống, người ta ghi sức cản dòng bằng các vòng màu. Khi cằm trên tay một điện trở có 2 điền Bạn
cần biết là sức cản dòng của điện trở và sức chịu nóng của các điện trở.
* Sức cản dòng của điện trở tính theo Ohm.
* Sức chịu nóng của điện trở tính theo Watt.
Điện trở là một linh kiện rất phổ dụng, có 3 tham số luôn gắn với một điện trở, đó là: Điện áp
Vđo trên hai đầu của một điện trở, cường độ dòng điện I chảy qua điện trở và sức cản dòng
Ω của chính điện trở. Luật Ohm cho thấy mối quan hệ của 3 tham số này. Đó là một định luật
cực kỳ cơ bản của môn Điện Tử Học mà ai học điện cũng phải biết tường tận.
Một mạch điện thường ở 3 trạng thái:

* Trạng thái mạch đang hoạt động, lúc này trên các đường mạch có mức áp V, trên các nhánh có
dòng chảy I và các linh kiện chịu tác động của công suất W.
* Trạng thái mạch đang tắt. Lúc này trong mạch vẫn còn có nguồn nhưng không có dòng chảy.
Mạch sẽ hoạt động lại khi đóng khóa điện.
* Trạng thái mạch chết, mạch đã tháo pin.
Trong một mạch điện có 2 tham số trạng thái quan trọng mà chúng ta luôn muốn biết, đó là:Mức
áp V trên các đường mạch và cường độ dòng điện I chảy qua các linh kiện. Để đo điện áp chúng
ta dùng Volt kế cho mắc song song vào hai điểm đo để biết áp, do khi đo áp dùng cách mắc song
song nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch Bạn phải dùng máy đo Volt có nội trở
lớn, càng lớn càng tốt. Khi đo dòng chúng ta dùng Ampere kế cho mắc nối tiếp vào mạch, do khi
đo dòng dùng cách mắc nối tiếp nên để máy đo ít ảnh hưởng vào hoạt động của mạch Bạn phải
dùng máy đo Ampere có nội trở nhỏ, càng nhỏ càng tốt.
Trong mạch người ta có thể dùng điện trở để giảm dòng chảy qua tải:
Cách 1: Cho mắc nội tiếp, trong hình, người ta dùng một điện trở nối tiếp để hạn dòng, làm giảm
cường độ dòng điện chảy qua Led.
Cách 2: Cho mắc song song, trong hình, người ta dùng một điện trở mắc song song để chia dòng,
làm giảm cường độ dòng điện chảy qua bóng đèn
Tùy theo cách đặt đường masse, đường masse là đường có mức áp qui định là 0V. Nếu đặt đường
masse ở điểm giữa, chúng ta sẽ có nguồn đối xứng, +9V và -9V.
Với các bóng đèn giống nhau cho mắc nối tiếp, mức áp sẽ chia đều trên các bóng đèn
Cũng có thể dùng cách mắc các điện trở theo kiểu nối tiếp hay theo kiểu song song để tạo ra các
điện trở đẳng hiệu có trị số Ohm theo ý muốn:
Hình 1 cho thấy khi cho 2 điện trở mắc nối tiếp, chúng ta sẽ có một điện trở đẳng hiệu R = R1 +
R2. Vậy khi cho nhiều điện trở mắc theo kiểu nối tiếp, trị của điện trở đẳng hiệu sẽ bằng tất cả
các điện trở này cộng lại. Nếu muốn có điện trở lớn, có thể dùng nhiều điện trở nhỏ cho mắc theo
kiểu nối tiếp.
Hình 2 cho thấy, khi cho mắc 2 điện trở song song, chúng ta sé có một điện trở đẳng hiệu R =
R1xR2/ (R1+R2). Vậy khi cho nhiều điện trở mắc theo kiểu song song, trị nghịch đảo của điện
trở đẳng hiệu sẽ bằng tổng của các nghịch đảo của các điện trở song song. Nếu muốn có điện trở
nhỏ, có thể dùng nhiều điện trở lớn cho mắc theo kiểu song song.

Các hình vẽ này cho thấy cách mắc các bòng đèn tim theo kiểu nối tiếp và theo kiểu song song.
Khi mắc nối tiếp thì dòng chảy qua các bóng đèn sẽ bằng nhau và khi đứt một bóng thì toàn
nhánh mất dòng, tất cả các bóng khác đều tắt. Khi mắc song song thì mức áp trên các bóng đèn
sẽ bằng nhau, và khi đứt một bóng thì các bóng khác vẫn được cấp dòng và vẫn sáng. Với cách
mắc nối tiếp thì mạch bị mất dòng khi có một linh kiện bị đứt, với cách mắc song song thì mạch
sẽ bị mất áp khi có một linh kiện bị chạm.

Hình động trên cho thấy: Cách mắc các khóa điện theo kiểu nối tiếp và theo kiểu song song:
* Ở kiểu mắc nối tiếp, thì chỉ khi cả 2 khóa điện cùng kín, đèn mới sáng, chỉ cần cho hở một
khóa điện thì đèn sẽ tắt. Người ta định nghĩa cách mắc này là cách mắc theo logic AND.
* Ở kiểu mắc song song, thì chỉ khi cả 2 khóa điện cùng hở, đèn mới tắt, chỉ cần cho kín một
khóa điện là đèn sẽ sáng. Người ta gọi cách mắc này là cách mắc theo logic OR.
Luật Ohm, một định luật cực kỳ quan trọng của môn Điện Tử Học
Luật Ohm cho thấy mối quan hệ định lượng của 3 tham số trên các điện trở, đó là: Điện áp V đo
trên hai đầu của điện trở, là cường độ dòng điện I chảy qua điện trở và trị sức cảng Ohm của điện
trở.

Để nhớ mối quan hệ của 3 tham số này, Bạn có thể dùng hình vẽ trên. Nếu biết trước 2 tham số
thì luôn tính được tham số thứ 3. Bạn lấy ngón tay che chữ V sẽ thấy IxR, Bạn lấy ngón tay che
chữ I sẽ thấy V/R và Bạn lấy ngón tay che chữ R sẽ thấy V/I.
Họ các điện trở:
Hình vẽ cho thấy biến trở, chiết áp quay, chiết áp tinh chỉnh.
* Biến trở là một điện trở mà trị số Ohm của nó có thể thay đổi được.
* Chiết áp là một vành điện trở than trên đó có một điểm chạy, Bạn dùng chiết áp để cho lấy ra
một phần điện áp từ mức áp đưa vào ở hai đầu của chiết áp.
* Chiết áp tinh chỉnh cũng hoạt động như chiết áp nhưng nó có độ chỉnh "nhuyển hơn", ứng với
một vòng quay số Ohm thay đổi tương ứng rất nhỏ.
Hình vẽ cho thấy các loại bóng đèn tim. Bóng đèn tim cũng là các điện trở, khi có dòng chảy qua
tim đèn, tim đèn vốn là các sợi kim loại sẽ bị nung nóng, ở mức nóng cao, các sợi kim loại sẽ
phát ra ánh sáng, để tránh sợi tim tiếp xúc với dưỡng khí nên người ta đặt các sợi tim trong

các vỏ bọc thủy tinh trong đó không có dưỡng khí.
Hình vẽ cho thấy nhiệt trở, quang trở, loa gốm, loa điện động và còi báo.
* Nhiệt trở là điện trở có trị số Ohm thay đổi theo mức nóng.
* Quang trở là điện trở có trị số Ohm thay đổi theo mức sáng.
* Các loại loa dùng để chuyển đổi tín hiệu điện ra dạng sóng âm. Loa gốm, còi thường dùng phát
tín hiệu nhạc, tín hiệu tiếng hú. Loa điện động dùng phát tín hiệu lời ca tiếng nói.
Dùng trình PSpice để khảo sát vai trò của các điện trở trong mạch:
Bạn có thể dùng trình PSpice để phân tích các mạch điện. Ở trạng thái tĩnh, trình PSpice sẽ xác
định mức áp DC trên các đường mạch và xác định cường độ dòng điện chảy vào ra trên các chân
của các linh kiện.
Chúng ta dùng PSpice để biết áp và dòng và rồi tính ra điện trở đẳng hiệu:
* 2 điện trở 10K mắc nối tiếp sẽ cho ra điện trở tương đương là 20K
* 2 điện trở 10K mắc song song sẽ cho ra điện trở tương đương là 5K
Một ứng dụng quan trọng của các điện trở là cầu chia volt. Với 2 điện trở mắc nối tiếp, chúng ta
có thể lấy ra một phần mức áp của nguồn nuôi.
Trong mạch: trên điện trở R2, chúng ta lấy ra mức áp 1.579V từ nguồn nuôi 9V
Đồ thị cho thấy, khi nguồn vào cho biến đổi từ 0V đến 40V (đường màu xanh), PSpice tính ra
cho chúng ta đường biến đổi của mức áp lấy ra trên điện trở R2 (đường màu đỏ). Với đồ thị này,
khi Bạn cấp nguồn cho mạch, có mức áp trong khoảng từ 0V đến 40V, Bạn sẽ luôn có thể nhìn
thấy được mức áp lấy ra trên R2. Ngược lại, khi Bạn muốn có mức áp lấy ra trên R2, dùng đồ thị
này Bạn sẽ biết được phải cấp mức nguồn cho mạch là bao nhiêu. Dùng cách thiết kế theo các đồ
thị như trên, quen gọi là cách thiết kế "đồ tính".
2. Tụ điện
Trong mạch: Tụ điện là các kho chứa điện năng theo mức áp

Tụ hóa là loại tụ có điện môi là một lớp oxid nhôm rất mỏng, tụ hóa có điện dung lớn và thường
có cực tính âm dương. Khi gắn các tụ hóa có cực tính vào mạch điện, bên có mức áp cao là cực
dương và bên có mức áp thấp là cực âm, gắn sai cực sẽ tạo dòng rĩ lớn và dòng rĩ sẽ làm nóng tụ
và sẽ làm nổ tụ. Loại tụ hóa Tantalum là tụ có mức tiếng ồn rất nhỏ nên thường được dùng làm
các tụ liên lạc ở các tầng đầu của các mạch khuếch đại. Khi cằm trên tay một tụ điện Bạn phải

biết 2 tham số:
* Sức chứa điện của tụ, tính theo đơn vị Faraday.
* Sức chịu áp của tụ tính theo đơn vị Volt. Thường người ta ghi trên tụ mức áp làm việc WV
Vì tụ là phần tử kho dùng để chứa điện năng, nên khi làm việc nó có 2 quá trình: Quá trình nạp
và quá trình xả. Các tụ trong mạch không bị đốt nóng như các điện trở. Khi rờ tay thấy có tụ điện
bị nóng, đó là dấu hiệu "bất thường", phải tắt nguồn và kiểm tra mạch điện.
Tụ thường là loại tụ không có cực tính âm dương, điện môi thường là các chất cách điện, như
mica, gốm, chất poly Điện dung của các tụ thường thường không lớn, nhưng tụ thường có mức
chịu áp cao. Người ta thường dùng tụ thường trong các mạch mà tần số nguồn kích thích cao.
Tụ xoay hay các tụ tinh chỉnh là các loại tụ điện mà điện dung của nó thay đổi được. Người ta
thường dùng các tụ xoay trong các mạch cộng hưởng, chúng ta biết khi tụ C kết hợp với ống dây
L sẽ tạo ra dạng mạch cộng hưởng dùng để tạo ra tín hiệu dạng Sin, có tần số lấy theo trị của tụ C
và trị của cuộn cảm L, mạch cộng hường LC còn dùng làm bẩy sóng, dùng để bắt giữ các sóng
điện có trong không gian.
Với các tụ dùng màu ghi trị điện dung, cách đọc trị điện dung cũng tương tự như điện trở.
Hình vẽ cho thấy ký hiệu của các tụ điện. Đơn vị của tụ là Faraday, nhưng trong thực tế thường
là micro, nano và pico
Tụ vốn là các kho chứa điện, các hệ thức sau cho thấy cách tính lượng điện chứa trong tụ.
* Dòng điện chính là sự chảy của các hạt điện, trên các hạt điện nó mạng một lượng điện
tích, với hệ thức Q = C x V, chúng ta có thể xác định được lượng điện tích Q chứa trong tụ C
bằng cách lấy C nhân cho mức áp V hiện có trên tụ.
* Điện năng chứa trong tụ, tính theo Joule, nó là 1/2 của trị điện dung C và bình phương của mức
áp V hiện có trong tụ. Hệ thức này cho thấy, mức áp trên tụ càng cao, cho biết tụ đang chứa
lượng điện năng càng lớn. Do đó với các tụ hóa có trị điện dung C lớn, có mức áp WV làm việc
cao, lượng điện năng chứa trong các tụ điện này sẽ rất lớn, nên khi làm việc với các loại tụ điện
này, Bạn nên thận trọng, nên dùng một điện trở lớn Watt, vài trăn Ohm cho xả điện để tránh sự
vô ý để tụ phóng điện có thể gây ra cháy da, cháy thịt.
Khi Bạn cho kích thích tụ với các nguồn điện xoay chiều dạng Sin, có tần số f, lúc đó tụ có tác
dụng cản dòng, sức cản dòng của tụ C gọi là dung kháng. Hệ thức dưới đây, cho thấy cách tính
dung kháng của tụ C với nguồn tín hiệu dạng Sin, có tần số f.

Hệ thức cho thấy: Với nguồn Sin có tần số f càng cao, dung kháng Xc của tụ càng nhỏ, hay dòng
xoay chiều dạng Sin có tần số càng cao, càng dễ chảy qua tụ. Và đối với nguồn điện DC, có tần
số f = 0Hz, dung kháng của tụ sẽ vô cùng lớn, chúng ta nói tụ có tác dung "như hở mạch" đối với
nguồn DC. Do sức cản dòng của các tụ điện thay đổi theo tần số, do đó người ta dùng các tụ điện
trong các mạch lọc tần. Trong môn điện tử các mạch lọc tần đóng vai trò rất quan trọng. Cơ bản
có 4 loại mạch lọc tần:
1. Mạch lọc thấp qua, mạch lọc này lọc lấy các tín hiệu có tần số thấp: "lọc lấy thấp bỏ cao"
2. Mạch lọc cao qua, mạch lọc này lọc lấy các tín hiệu có tần số cao: "lọc lấy cao bỏ thấp"
3. Mạch lọc dãi qua, mạch lọc này lọc lấy các tín hiệu ở khoảng giữa, bỏ thấp, bỏ cao.
4. mạch lọc dãi chắn, mạch lọc này lọc lấy các tín hiệu có tần thấp, tần cao, bỏ các tín hiệu có tần
số ở khoảng giữa.
Cũng như điện trở, với các tụ điện, chúng ta cũng có 2 cách mắc tụ, mắc nối tiếp và cách mắc tụ
song song.
Hình dưới đây cho thấy cách tính tụ đẳng hiệu của cách mắc tụ nối tiếp và cách mắc tụ
song song.
* 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.
Khái niệm về thời hằng (hằng số thời gian)
Chúng ta thấy: Khi tụ điện ở thời kỳ nạp điện, dòng điện tích I chảy vào tụ C và lúc này mức áp
Vc trên tụ điện tăng dần lên. Chúng ta có hệ thức dùng xác định cường độ dòng điện đang chảy
vào tụ.
* Ở thời điểm khởi đầu: Khi mức áp trong tụ bằng 0V. Lúc này dòng điện chảy vào tụ có biên độ
lớn nhất. Io = Vs/R
* Ở thời điểm đủ lâu: Khi mức áp trên tụ đã lên cao bằng mức áp của nguồn Vs, lúc này chúng ta
nói tụ đã nạp đầy và dòng nạp Is = 0
* Ở thời điểm đang nạp: Lúc này dòng chảy vào tụ sẽ làm mức áp trên tụ dân cao dần và cường
độ dòng điện cũng giảm dần.

Ở đây, qua phép toán, người ta thấy: Sau khoảng thời gian R x C, thì mức áp trên tụ C đã lên đến
mức bằng 63% mức áp của nguồn. Người ta gọi R x C là hằng số thời gian.