BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 2
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
MẠCH AMPLY
GVHD: ThS.Trần Minh Hồng
SVTH:
Trần Quốc Quân 11384091
Phạm Đình Sơn 11384141
Lớp: DHDT7TN
TP. Hồ Chí Minh, 01/2015
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015
Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015
Giáo viên phản biện
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Định nghĩa mạch khuếch đại 1
1.2. Sơ lược về đặc tính mạch khuếch đại 1
1.3. Phân loại chế độ hoạt động của mạch khuếch đại 6
1.3.1. Khuếch đại công suất loại A 6
1.3.2. Khuếch đại công suất loại B 7
1.3.3. Khuếch đại công suất loại AB 7
1.3.4. Khuếch đại công suất loại C 7
1.4. Các loại mạch khuếch đại công suất âm tần 8
1.4.1. OTL (Output Transformer-Less) 8
1.4.2. OCL (Output Capacitor-Less) 9
1.4.3. BTL (Bridge Transistor Line Out) 10
1.5. Sơ lược về mạch khuếch đại thuật toán (Op-Amp) 10
1.5.1. Mạch khuếch đại đảo 10
1.5.2. Mạch khuếch đại không đảo 11
1.5.3. Mạch cộng 11
1.5.4. Mạch trừ 11
1.5.5. Mạch so sánh 12
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN TRONG MẠCH
2.1. IC TDA2030 13
2.2. Điện Trở 14
2.3. Tụ điện……………………………………………………………………… 20
2.4. Diode………………………………………………………………………… 23
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
3.1. Sơ đồ khối 26
3.2. Chức năng và hoạt động từng khối 27
3.3. Mạch thực tế 29
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4.1. Kết luận 31
4.2. Hướng phát triển đề tài 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
LỜI CÁM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Điện tử,
trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu,
cũng như đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đồ án 2A này.
Em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn, thầy NGUYỄN MINH HỒNG đã
tận tình giúp đỡ em trong quá trình chọn đề tài và thực hiện đề tài. Với thời gian thực hiện
đề tài ngắn, kiến thức còn hạn hẹp, dù chúng em đã cố gắng nhưng vẫn không tránh khỏi
những sai sót, chúng em rất mong nhận được sự chỉ dẫn thêm của quý thầy cô.
Sinh viên thực hiện
Trần Quốc Quân
Phạm Đình Sơn
LỜI MỞ ĐẦU
Điện tử là một trong những ngành quan trọng góp phần vào sự phát triển của đất nước.
Sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ làm cho ngành điện tử ngày càng đạt
được nhiều thành tựu mới. Nhu cầu của con người ngày càng cao, đòi hỏi ngành điện tử
phải không ngừng phát minh ra các sản phẩm mới có tính ứng dụng cao, có tính năng mới
với độ bền cũng như độ ổn định cao. Một điều cơ bản là các sản phẩm đó đều bắt nguồn
từ những linh kiện điện tử tương tự như điện trở, tụ điện, cuộn cảm, diode, transistor
Có thể nói, mạch khuếch đại âm thanh (Power Amplifier – hay còn gọi là mạch amply)
là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của kĩ thuật điện tử. Ngày nay, các bộ tăng
âm được cải tiến đến mức hoàn hảo, cho âm thanh trung thực và hiệu suất cao.
Mạch khuếch đại công suất âm tần nói chung khá đơn giản, nhưng để làm được một
mạch khuếch đại có chất lượng cao không hề đơn giản. Bởi lẽ, bản thân bộ khuếch đại có
khả năng tiêu tán một lượng lớn công suất, nên nó phải được thiết kế sao cho nhiệt độ mà
nó tạo ra khi hoạt động ở mức điện áp cao, dòng điện lớn sẽ được tản ra môi trường xung
quanh để tránh bị hỏng. Ngoài ra còn phải tránh sự ảnh hưởng của méo, nhiễu, dẫn đến
tín hiệu ra không trung thực.
Sau hơn 3 năm học, với sự tích lũy kiến thức từ các môn học như: Linh Kiện Điện Tử,
Mạch Điện Tử 1 Và Mạch Điên Tử 2 đã cho phép chúng em có thể phân tích và thiết kế
một mạch khuếch đại công suất âm tần.
Hiện nay mạch khuếch đại âm thanh rất phổ biến trên thị trường, mà tầng khuếch đại
công suất được thiết kế sử dụng BJT (hoặc FET) công suất như: mạch khuếch đại OTL
(Output Transformer Les), mạch khuếch đại OCL (Output Capacitor Les), mạch khuếch
đại BTL (Bridge Transistor Line Out). Để đơn giản hơn có thể dùng các IC tích hợp như
TDA, LA, LM, TL Ở đây chúng em chọn mạch khuếch đại âm tần đơn giản dùng IC
với công suất 30W cho đồ án 2 của mình.
Chương 1
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Định nghĩa mạch khuếch đại
Mạch khuếch đại công suất là mạch được thiết kế sao cho cung cấp một lượng lớn
công suất cho tải, tức là mạch khuếch đại sẽ tạo ra điện áp cao và dòng điện lớn để lái tải
cần công suất lớn. Mạch khuếch đại công suất được ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực
điện – điện tử. Ở đây chỉ xét đến mạch khuếch đại công suất dùng trong lĩnh vực âm
thanh (hay còn gọi là mạch khuếch đại công suất âm tần).
Mạch khuếch đại công suất âm tần dùng để tạo ra một lượng công suất đủ cung cấp
cho tải (thường là loa vì nó đòi hỏi một lượng công suất lớn để biến đổi tín hiệu điện
thành sóng âm). Mạch khuếch đại công suất thường được sử dụng rộng rãi trong các máy
radio, máy thu hình, máy nghe băng casette, máy tăng âm, các hệ thống stereo, loa phát
thanh
1.2. Sơ lược về đặc tính của mạch khuếch đại
Thông thường một mạch khuếch đại là một thiết bị hoặc linh kiện bất kỳ nào, sử dụng
một lượng công suất rất lớn ở đầu vào để điều khiển một luồng công suất lớn ở đầu ra.
Trong các ứng dụng thông thường, thuật ngữ này được dùng chủ yếu cho các bộ khuếch
đại điện tử và thông thường là là các ứng dụng thu và tái tạo âm thanh. Mối liên quan
giữa đầu vào và đầu ra của một bộ khuếch đại thường được diễn giải như là một hàm của
tần số được gọi là hàm truyền và biên độ của hàm truyền được gọi là độ lợi.
Những đặc tính chung
Hầu hết các mạch khuếch đại được định giá bằng các thông số:
8
Chương 1
• Độ lợi
Độ lợi của mạch khuếch đại là tỉ số giữa công suất đầu vào và công suất đưa vào điều
khiển, thông thường được tính trên thang đo decibel (dB)
G
(dB)
= 10log
• Dải động ngõ ra
Dải động ngõ ra là một dải biên độ, thường sử dụng đơn vị dB, là khoảng cách giữa tín
hiệu lớn nhất và tín hiệu nhỏ nhất mà đầu ra có thể phản ánh được. Vì tín hiệu nhỏ nhất
thường bị giới hạn bởi biên độ nhiễu, nên người ta lấy luôn tỉ số giữa biên độ tín hiệu lớn
nhất và nhiễu làm dải động ngõ ra.
• Băng thông và thời gian đáp ứng của mạch khuếch đại
Băng thông của một mạch khuếch đại thường được xác định theo sự khác biệt giữa tần
số số này còn gọi là băng thông −3 dB. Trong trường hợp những băng thông ứng với
những độ chính xác khác nhau thường phải ghi chú thêm, thí dụ như (−1 dB, −6 dB, v.v.).
Thí dụ như một mạch khuếch đại âm tần tốt phải có đáp ứng bằng phẳng từ 20 Hz đến
20 kHz (dải âm thanh mà người ta nghe được), như vậy đáp ứng tần số của nó phải mở
rộng thêm ra bên ngoài dải này từ 1 đến 2 bát độ mỗi bên. Thông thường một mạch
khuếch đại âm tần tốt có băng thông từ 10 Hz đến 65 kHz.
Thời gian đáp ứng (còn gọi là thời gian tăng trưởng) của một mạch khuếch đại là thời
gian cần thiết để nâng mức điện áp ngõ ra từ 10% đến 90% tín hiệu đỉnh khi đặt ở đầu vào
một điện áp bước (hàm đơn vị).
Nhiều mạch khuếch đại bị giới hạn bởi tốc độ tăng, thường là do trở kháng của mạch
dòng điện điều khiển phải chịu hiệu ứng tụ điện ở vài điểm trong mạch. Điều này làm cho
băng thông ở công suất lớn nhất sẽ thấp hơn so với đáp ứng tần số ở mức tín hiệu nhỏ.
9
Chương 1
Đối với một mạch đơn giản chỉ có RC, còn gọi là đáp ứng Gauss, thời gian tăng trưởng
được tính gần đúng:
T
r
× BW = 0,35
trong đó T
r
là thời gian đáp ứng tính bằng giây, và BW là băng thông tính bằng Hz.
• Thời gian trả về và sai số
Đó là thời gian để ngõ ra trả về đến một mức nào đó (ví dụ 0,1%) của tín hiệu hoàn
chỉnh. Điều này thường được đặt ra với các mạch khuếch đại trục tung của máy hiện sóng
và các mạch khuếch đại trong các hệ thống đo lường chính xác.
• Tốc độ đáp ứng
Tốc độ đáp ứng là tốc độ thay đổi tín hiệu cao nhất ở ngõ ra, thường được tính bằng
volt/giây (hoặc mili giây, micro giây).
• Tạp âm
Tạp âm (còn gọi là tiếng ồn hay nhiễu) hiển thị số đo có bao nhiêu tạp âm được tạo ra
trong quá trình khuếch đại. Tạp âm là những thành phần không mong muốn, nhưng cũng
không tránh khỏi của các linh kiện và các thành phần trong mạch. Nó được đo bằng thang
dB hoặc bằng điện áp đỉnh của nhiễu đầu ra, khi không có tín hiệu đầu vào.
• Hiệu suất
Hiệu suất là một số đo biểu thị mức độ bao nhiêu công suất ở đầu vào đã được chuyển
hóa thành năng lượng hữu ích ở đầu ra của mạch khuếch đại. Các mạch khuếch đại lớp A
có hiệu suất rất thấp, trong khoảng từ 10 đế 20%, và hiệu suất tối đa là 25%. Các mạch
khuếch đại lớp B hiện đại có hiệu suất trong khoảng 35 đến 55%, với hiệu suất cao nhất
theo lý thuyết là 78,5%. Các mạch khuếch đại lớp D tiên tiến sử dụng kỹ thuật điều biến
10
Chương 1
độ rộng xung cho hiệu suất lên đến 97%. Hiệu suất của một mạch khuếch đại giới hạn độ
lớn của công suất hữu dụng ở ngõ ra. Lưu ý rằng các mạch khuếch đại có hiệu suất cao sẽ
chạy mát hơn, và có thể không cần đến quạt làm mát ngay cả khi thiết kế lên đến nhiều
kilowatt.
• Độ tuyến tính
Một mạch khuếch đại lý tưởng phải là một thiết bị tuyến tính hoàn toàn, nhưng những
mạch khuếch đại thực tế thường chỉ tuyến tính trong một phạm vi giới hạn nào đó. Khi tín
hiệu được đưa đến đầu vào tăng, thì đầu ra cũng tăng theo cho đến khi đạt đến một điểm
mà một linh kiện nào đó trong mạch bị bão hòa, và không thể cho thêm tín hiệu ra. Ta nói
tín hiệu bị cắt xén, và đây là một trong những nguyên nhân gây ra méo dạng.
Một số mạch khuếch đại được thiết kế để hoạt động theo kiểu chấp nhận giảm bớt độ lợi
thay vì phải chịu méo dạng. Kết quả là tín hiệu chịu một hiệu ứng nén, và nếu là tín hiệu
âm thanh thì hiệu ứng này không làm thỏa mãn người nghe lắm. Đối với các mạch khuếch
đại này, điểm nén 1 dB được đặt ra, xác định là độ lợi ở tín hiệu 1 dB sẽ nhỏ hơn độ lợi ở
các tín hiệu nhỏ.
Tuyến tính hóa là một lĩnh vực nổi bật. Có rất nhiều kỹ thuật được sử dụng để giảm bớt
méo dạng do không tuyến tính.
• Tỉ số tín hiệu trên tạp âm
Tỉ số = Tín hiệu / Tạp âm = S / N
trong đó:
S: Tín hiệu hữu ích
N: Tạp âm (nhiễu)
11
Chương 1
• Đáp ứng tần số
Đáp ứng tần số (hay dải tần hoạt động của mạch) được định nghĩa là một khoảng tần số
mà khi tần số tín hiệu ngõ vào nằm trong khoảng tần số này thì độ khuếch đại của mạch
sẽ là cực đại.
-Khoảng tần số này được giới hạn bởi:
f
H
: tần số cắt cao.
f
L
: tần số cắt thấp.
Hiệu số giữa f
H
và f
L
được gọi là băng thông của mạch: BW = f
H
- f
L
Hình 1.1: Đáp ứng tần số của một mạch khuếch đại
- -Nếu tín hiệu ngõ vào nằm ngoài băng thông của mạch thì độ khuếch đại của
mạch sẽ thay đổi theo tần số.
- -Nếu tín hiệu ngõ vào ở tần số f
H
hay f
L
thì độ khuếch đại của mạch ở tần số đó sẽ
giảm đi lần hay suy giảm -3dB với độ lớn cực đại.
- -Dải tần số hoạt động lý tưởng của mạch khuếch đại âm tần nằm trong khoảng từ
20Hz đến 20kHz.
• Hệ số khuếch đại
Hệ số khuếch đại là khả năng khuếch đại của 1 mạch được đặc trưng bằng một thông
số gọi là độ lợi khuếch đại. Gồm nhiều loại như:
12
Chương 1
• Độ lợi điện áp (A
V
) :
I
O
V
V
V
A =
• Độ lợi dòng điện (A
I
) :
I
O
I
I
I
A =
• Độ lợi công suất (A
P
) :
I
O
P
P
P
A =
• Hiệu suất của mạch khuếch đại(
η
):
Hiệu suất của bộ khuếch đại công suất được định nghĩa là tỉ số giữa công suất tín hiệu
trung bình được phân bố trên tải với công suất trung bình được kéo từ nguồn:
%100.(%)
CC
L
P
P
=
η
với:
P
L
: công suất tín hiệu trung bình được phân phối trên tải.
P
CC
: công trung bình được kéo từ nguồn DC.
• Độ méo
Biểu thị cho sự thay đổi hình dạng của tín hiệu ra so với tín hiệu vào của mạch. Độ méo
phân thành nhiều loại:
• Méo tần số: là dạng méo xuất hiện do hệ số khuếch đại thay đổi khi tần số tín hiệu
thay đổi gây nên sự biến đổi âm sắc. Nguyên nhân là do thành phần cuộn cảm hoặc
tụ điện từ mạch khuếch đại.
• Méo pha: là do sự dịch góc pha ban đầu của tín hiệu ra so với tín hiệu vào.
Méo pha gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng âm thanh.
• Méo xuyên tâm: chủ yếu xảy ra ở mạch hoạt động lớp B.
13
Chương 1
1.3. Phân loại các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại
Tùy theo chế độ làm việc của Transistor, người ta thường phân mạch khuếch đại công
suất ra thành các loại chính sau:
1.3.1. Khuếch đại công suất loại A
Tín hiệu được khuếch đại gần như tuyến tính, nghĩa là tín hiệu ngõ ra thay đổi tuyến
tính trong toàn bộ chu kỳ 360
o
của tín hiệu ngõ vào (Transistor hoạt động cả 2 bán kỳ của
tín hiệu ngõ vào).
• Ưu điểm:
- Khuếch đại cả 2 bán kỳ của tín hiệu.
- Tín hiệu ít bị méo dạng.
• Khuyết điểm:
- Hiệu suất thấp: η≤ 25% nếu dùng tải là R và η≤ 50% nếu dùng tải là biến áp.
- Công suất tiêu hao lớn.
1.3.2. Khuếch đại công suất loại B
Transistor được phân cực tại V
BE
=0 (vùng ngưng). Chỉ một nửa chu kỳ âm hoặc dương
của tín hiệu ngõ vào đươc khuếch đại.
• Ưu điểm:
- Hiệu suất cao η≤ 78,54%.
- Ở chế độ tĩnh có tiệu thụ điện áp nên không có hao tổn trên Transistor.
• Khuyết điểm:
- Tín hiệu chỉ tồn tại trong nửa chu kỳ.
- Méo phi tuyến lớn.
1.3.3. Khuếch đại công suất loại AB
14
Chương 1
Transistor được phân cực ở gần vùng ngưng. Tín hiệu ngõ ra thay đổi hơn một nửa chu
kỳ của tín hiệu vào (Transistor hoạt động hơn một nửa chu kỳ dương hoặc âm của tín hiệu
ngõ vào).
• Đặc điểm:
- Kết hợp cả hai đặc tính của chế độ loại A & B nên khắc phục được nhược điểm
của chế độ loại A lẫn loại B.
- Hiệu suất khá cao η≤ 70%.
1.3.4. Khuếch đại công suất loại C
Transistor được phân cực trong vùng ngưng chỉ để một phần nhỏ hơn nửa chu kỳ của
tín hiệu ngõ vào được khuếch đại. Mạch này thường được dùng khuếch đại công suất ở
tần số cao với tải cộng hưởng.
• Đặc điểm: Hiệu suất rất cao η≤ 90 %.
• Khuyết điểm: Méo phi tuyến lớn (70%). Để hạn chế méo, tải phải là khung cộng
hưởng ghép LC.
15
Chương 1
Hình 1.2. Phân loại mạch khuếch đại công suất
1.4. Các loại mạch khuếch đại công suất âm tần
1.4.1. OTL (Output Transformer-Less)
• Đặc điểm:
- Được cấp nguồn đơn +Vcc và mass (0V).
- Tầng khuếch đại công suất đẩy kéo dùng transistor bổ phụ đối xứng nên điện thế
điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn.
- Ngõ ra loa phải ghép với một tụ điện C
0
.
• Ưu điểm:
- Âm thanh đạt chất lượng cao hơn do đáp do đáp tuyến tần số rộng.
- Không bị suy giảm tín hiệu tần số cao do tụ kí sinh của biến áp.
- Hiệu suất cao vì không tổn hao trên biến thế. Giá thành rẻ, kích thước nhỏ so với
khi dùng biến áp ngõ ra.
• Khuyết điểm:
- Phải chỉnh điện thế DC của điểm giữa ra loa bằng nửa nguồn cung cấp thì tín hiệu
ngõ ra mới không bị méo.
- Cặp transistor công suất nếu không phải là cặp transistor bổ phụ thì dễ gây méo
phi tuyến.
16
Chương 1
- Tín hiệu ra bị méo ở tần số thấp do tụ C
out
gây ra (do tụ C
out
không thể tiến tới vô
cùng).
1.4.2. OCL (Output Capictor-Less)
• Đặc điểm:
- Được cấp nguồn đối xứng +Vcc & -Vcc nên điện thế điểm giữa bằng 0.
- Tín hiệu vào mạch khuếch đại trực tiếp không cần qua tụ.
- Không có tụ C
0
ở ngõ ra loa.
• Ưu điểm:
- Khả năng chống nhiễu tốt do dùng kiểu khuyeesch đại vi sai ở ngõ vào.
- Đáp tuyến tần số rộng do không dùng tụ và biến thế ngõ ra
• Khuyết điểm:
- Cần dùng 2 nguồn.
- Tín hiệu ra loa trực tiếp nên điện thế DC ở điểm giữa ngõ ra khác 0V sẽ gây cháy
loa vì vậy cần có mạch bảo vệ loa.
1.4.3. BTL (Bridge Transistor Line Out)
• Đặc điểm:
BTL có hai loại:
- Dùng nguồn đơn là mạch ampli ghép từ hai mạch khuếch đại công suất OTL.
- Dùng nguồn đơn là mạch ampli ghép từ hai mạch khuếch đại công suất OCL.
• Ưu điểm:
- Cho ra công suất lớn (gấp 4 lần so với OTL hay OCL) khi sử dụng với nguồn điện
áp thấp hoặc dùng cho các Ampli có công suất rất lớn từ 500W đến vài nghìn
Walt.
• Khuyết điểm:
- Giá thành cao.
17
Chương 1
- Tín hiệu ra dễ bị méo, hai mạch khuếch đại không giống nhau, dễ bị cháy nếu điện
thế điểm giữa không bằng 0.
1.5. Sơ lược về mạch khuếch đại thuật toán (Op-Amp)
1.5.1. Mạch khuếch đại đảo
1.5.2. Mạch khuếch đại không đảo
1.5.3. Mạch cộng
18
Chương 1
1.5.4. Mạch trừ
1.5.5. Mạch so sánh
Khi E
d
> 0 : v
1
> v
2
thì V
0
= +V
sat
Khi Ed < 0 thì V
0
= -V
sat
Trong mạch điều chỉnh âm sắc có dạng mạch so sánh mức zero đảo
19
Chương 1
20
Chương 2
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN
SỬ DỤNG TRONG MẠCH
2.1 IC TDA 2030
Hình 2.1.1: Sơ đồ chân IC TDA 2030
. Cấu trúc của ICTDA 2030 bao gồm hai bộ khuếch đại thuật toán (Op-Amp) đôi.
Đặc tính và thông số kĩ thuật:
- Có chế độ bảo vệ ngắn mạch
- Điện năng tiêu thụ thấp
- Nhiễu thấp
- Điện áp nguồn V
CC
= ± 24V
- Tần số làm việc f = 2MHz
- Trở kháng đầu vào Z
in
= 1MΩ
- Công suất tối đa P
max
= 14W
- Nhiệt độ hoạt động -55
0
C ÷ 150
0
C
Đặc tính: TDA 2030 là một mạch tích hợp khối trong gói phiên bản của PENTAWATT, được sử
dụng như một khuếch đại tần số thấp ở chế độ AB. Thông thường nó cung cấp suất ra
14w (d = 0.5%) tại 12V áp vào.
± 12V hoặt 24V, đảm bảo công suất đầu ra là 12W trên tải 4Ω
Và trên tải 8Ω (DIN45500).
21
R
Chương 2
TDA 2030 đảm bảo dòng ra cao ra ổn định và méo thấp. thêm vào đó các thiết bị của doanh
nghiệp( và được cấp bằng sang chế ) ngắn mạch được để bảo về loa bao gồm một hệ thống tự
động sắp xếp để hạn chế công suất tiêu thụ đột biến để giữ cho công suất điểm làm việc của bán
dẫn (transistor) đầu ra luôn vận hành trong điều kiện an toàn nhất. Một hệ thống tắt trở nhiệt cũng
được tích hợp trong đó.
2.2 Điện trở
+ Điện trở là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật
thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với
cường độ dòng điện đi qua nó:
Trong đó:
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng Vôn (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng Ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
+ Ohm (đọc là ôm) là đơn vị đo điện trở trong SI. Đại lượng nghịch đảo của điện trở là
điện thuận G được đo bằng siêmen. Giá trị điện trở càng lớn thì độ dẫn điện càng kém.
Khi vật dẫn cản trở dòng điện, năng lượng dòng điện bị chuyển hóa thành các dạng
năng lượng khác, ví dụ như nhiệt năng.
+ Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều,
khái niệm sự cản trở dòng điện được mở rộng ra thành trở kháng, trong đó điện trở là
phần trở kháng thuần của trở kháng tổng cộng.
+ Đối với nhiều chất dẫn điện, trong điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt độ) ổn định, điện
trở không phụ thuộc vào giá trị của cường độ dòng điện hay hiệu điện thế. Hiệu điện
thế luôn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và hằng số tỷ lệ chính là điện trở. Trường
hợp này được miêu tả theo định luật Ohm và các chất dẫn điện như thế gọi là các thiết
bị ohm. Các thiết bị này nhiều khi cũng được gọi là các điện trở, như một linh kiện
điện tử thụ động trong mạch điện, được ký hiệu với chữ R.
+ Cấu tạo:
Lõi được làm bằng vật liệu trở dòng khi có dòng điện qua nó, trên được phủ màng (tạo
giá trị), hai đầu có bao mũ đồng, được hàn chân sơn in lên thân để phân biệt giá trị.
+ Kí hiệu:
22
Chương 2
+ Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ
+ Cách đọc giá trị:
Màu biểu thị Trị Số Số mũ Sai số
Đen 0 10
0
±1%
Nâu 1 10
1
±2%
Đỏ 2 10
2
Cam 3 10
3
Vàng 4 10
4
Lục (Xanh lam) 5 10
5
Lam (Xanh dương) 6 10
6
Tím 7 10
7
Xám 8 10
8
Trắng 9 10
9
Nhũ vàng 10
-1
±5%
Nhũ bạc 10
-2
±10%
Bảng 2.2.1: Quy luật vòng màu
+Cách đọc:
- Điện trở 4 vạch màu
1,2: là trọng số.
3 : là số mũ.
4 : là sai số
Chú ý: Vòng 3 có thể là nhũ bạc hoặc nhũ vàng
VD: Nâu, đỏ, nhũ vàng, nhũ bạc ⇒ giá trị R=12.10
-1
±10% =1.2 ±10%(Ω)
- Đối với điện trở 5 vạch màu
1, 2, 3 : là trọng số.
4 : là số mũ.
5 : là sai số
VD: Xanh dương, xám, đỏ, nâu, nhũ bạc ⇒ giá trị R =6820±5%(Ω)
Ý nghĩa các vòng màu
- Vòng 4 : sai số (dung sai)
+ Vàng kim (kim nhũ) ±5%
+ Bạc ( ngân nhũ) ±10%
23
R 2
R 3
R 1
R 2
R 1
R n
Chương 2
+ Không có vòng 4: ±25%
Ghi chú:
Nếu vòng 3 là màu đen thì không có số 0 thêm vào
Nếu vòng 3 là màu vàng kim thì hai số trên chia cho 10
Nếu vòng 3 là màu bạc thì hai số trên chia cho 100
+ Một số cách ghép điện trở
- Ghép nối tiếp:
R 2
R 1
R n
R
td
= R
1
+ R
2
+ … + R
n
- Ghép song song:
21
11
RR
R
td
+=
- Ghép hỗn hợp:
2
31
11
R
RR
R
td
+
+=
Các thông số kỹ thuật
+ Trị số danh định:
Trị số này được tính bằng Ohm(Ω), thường được ghi ngay trên thân của điện trờ bằng
chữ hoặc bằng vòng màu. Trị số của điện trở có thể từ vài Ohm đến vài triệu Ohm
+ Công suất danh định:
- Đó là công suất tiêu tán trên điện trở mà điện trở có thể chịu đựng được trong thời
gian dài, không bị quá nóng làm biến đổi hẳn trị số điện trở
24
Chương 2
-Trong công nghiệp các điện trở được sản xuất có các trị số công suất danh định:
1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W, 5W, 7W, 10W.
- Điện trở có công suất tiêu tán lớn thì kích thước lớn.
+ Điện áp làm việc tới đa:
Đó là trị số lớn nhất của điện áp một chiều hoặc trị số hiệu dụng của điện áp xoay
chiều có thể đặt vào hai đầu điện trở mà điện trở vẫn có thể chịu đựng và làm việc
bình thường.
+ Dung sai của điện trở:
- Dung sai là độ sai số của điện trở.
- Có ba cấp dung sai thường dùng là: . Ngoài ra, với những điện trở cần dùng trong
những mạch yêu cầu độ chính xác cao như mạch đo lường thì mức sai số nhỏ hơn: .
+ Công dụng và bảo quản:
- Công dụng: Điện trở là linh kiện điện tử thụ động, rất phổ biến trong kỹ thuật điện tử
nhằm mục đích: phân bố lại hiệu điện thế trong mạch điện, hạn chế dòng điện, điều
chỉnh điện áp v.v…
+Bảo quản:
- Không dùng vượt quá trị số danh định và công suất danh định
- Tránh các tác dụng hóa học( ảnh hưởng đến chân điện trở, màng dẫn điện của
điện trở v.v…)
- Để nơi thoáng mát
Phân loại và cấu tạo
Người ta chia điện trở làm:
- Điện trở có trị số không đổi
- Điện trở có trị số biến đổi được, gọi là biến trở
Điện trở có trị số không đổi:
Tùy theo cấu tạo của điện trở mà người ta phân loại:
+ Điện trở màng than:
Cấu tạo:
25
Lõi sứ
Giá trị
R
Dây đồng tráng