Bài 2: Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm

1.1.1. Công dụng, cấu tạo, phân loại, ký hiệu

a. Công dụng

• Dùng nhiều nhất trong các mạch điện tử
• Hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện
• Phân chia điện áp trong mạch điện

b. Cấu tạo

Bằng kim loại có điện trở suất cao hoặc dùng bột than phun lên lõi sứ

Hình 1.1 Hình dạng một số loại điện trở, chiết áp

c. Phân loại

Theo:

• Công suất điện trở: Công suất nhỏ, công suất lớn
• Trị số điện trở: Cố định, thay đổi (biến trở - chiếp áp)
• Đại lượng vật lý tác động lên điện trở: Điện trở nhiệt (thermistor), quang điện trở, điện trở biến đổi theo điện áp (varistor)

d. Kí hiệu

Hình 1.2 Kí hiệu điện trở trong mạch điện

1.1.2. Các số liệu kĩ thuật của điện trở

a. Trị số điện trở

• Cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở
• Đơn vị: Ôm ( \(\Omega\) )
• Bội số thường dùng:
  • 1 Kilô ôm (\(K\Omega\)) = 10³ (\(\Omega\))
  • 1 Mêga ôm (\(M\Omega\)) = 10⁶ (\(\Omega\))
  • 1 Ghiga ôm (\(G\Omega\)) = 10⁹ (\(\Omega\))
  • 1 Têta ôm (\(\Omega\)) = 10¹² (\(\Omega\))

b. Công suất định mức

• Là công suất tiêu hao trên điện trở mà nó có thể chịu đựng được trong thời gian dài mà không hỏng
• Đơn vị đo là Oát (W)

Hình 1.3. Công suất định mức

1.1.3. Cách đọc điện trở

Bảng 1. Qui ước màu và cách đọc trị số điện trở

Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu

• Loại 4 vòng màu:

^{\(R = AB.10^{C}\pm\)} sai số

Hình 1.4. Điện trở có 4 vòng màu

• Loại 5 vòng màu:

\(R = ABC.10^{D}\pm\) sai số

Hình 1.5. Điện trở có 5 vòng màu

1.2.1. Công dụng, cấu tạo, phân loại, kí hiệu

a. Công dụng

• Không cho dòng điện 1 chiều đi qua
• Cho dòng điện xoay chiều đi qua
• Phối hợp cuộn cảm thành mạch cộng hưởng

b. Cấu tạo

Gồm 2 hay nhiều vật dẫn điện, ngăn cách nhau bởi lớp điện môi

Hình 2.1. Cấu tạo tụ điện

c. Phân loại

Theo vật liệu làm chất điện môi giữa 2 bản cực ta có các loại tụ điện: tụ xoay, tụ giấy, tụ mica, tụ gốm, tụ nilon, tụ hóa, tụ dầu

Hình 2.2. Hình dạng một số loại tụ điện

d. Kí hiệu

Hình 2.3. Kí hiệu tụ điện trong mạch điện

1.2.2. Các số liệu kỷ thuật của tụ điện

a. Trị số điện dung (C)

• Cho biết khả năng tích luỹ điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ điện
• Đơn vị đo là fara (F)
• Thực tế thường dùng ước số Fara:
  • 1 micro Fara (\(\mu F\)) = 10^-6 F
  • 1 nano Fara (\(nF\)) = 10^-9 F
  • 1 pico Fara (\(pF\)) = 10^-12 F

b. Điện áp định mức (U_đm­)

• Điện áp lớn nhất cho phép đặt lên 2 cực tụ điện mà tụ không hỏng
• Tụ hóa phải mắc đúng chiều điện cực, nếu ngược tụ sẽ hỏng

c. Dung kháng của tụ điện (X_C)

Là đại lượng biểu hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó.

\(X_{C}=\frac{1}{2\pi fC }\)

Trong đó:

• X_C: Dung kháng (\(\Omega\))
• f: Tần số dòng điện qua tụ điện (\(Hz\))
• C: Điện dung của tụ điện (\(F\))

Nhận xét:

• Nếu là dòng điện một chiều (f = 0) -> X_C = ∞
• Nếu là dòng điện xoay chiều (f càng cao) -> X_C càng thấp
• Người ta dùng tụ điện để phân chia điện áp xoay chiều

1.3.1. Công dụng, cấu tạo, phân loại, ký hiệu

a. Công dụng

Dùng để dẫn dòng điện một chiều và ngăn chặn  dòng điện cao tần đi qua. Tạo thành mạch cộng hưởng khi mắc phối hợp với tụ điện.

b. Cấu tạo:

Người ta dùng dây dẫn điện có vỏ bọc để cuốn thành cuộn cảm.

c. Phân loại và kí hiệu:

Tùy theo cấu tạo và phạm vi sử dụng người ta phân loại như sau:

• Cuộn cảm cao tần: 

Hình 3.1. Hình dạng một số cuộn cảm cao tần

• Cuộn cảm trung tần: 

Hình 3.2. Hình dạng một số cuộn cảm trung tần

• Cuộn cảm âm tần: 

Hình 3.3. Hình dạng một số cuộn cảm âm tần

• Cuộn cảm có giá trị thay đổi:  ,, 

1.3.2. Các số liệu kỷ thuật của cuộn cảm

a. Trị số điện cảm

• Cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường của cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua. Trị số điện cảm phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, vật liệu lõi, số vòng dây và cách quấn dây
• Đơn vị đo là Henry (\(H\))
  • 1 Mili henry     (\(mH\)) = 10^-3 (\(H\))
  • 1 Micrô henry   (\(\mu H\)) = 10^-6 (\(H\))

b. Hệ số phẩm chất (\(Q\))

Đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn cảm.

\(Q=\frac{2\pi f L }{r}\)

c. Cảm kháng của cuộn cảm ( X_L)

Là đại lượng biểu hiện sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện chạy qua nó.

\(X_{L}=2 \pi f L \)

Trong đó:

• X_L: Cảm kháng (\(\Omega\))
• f: Tần số dòng điện qua cuộn cảm (\(Hz\))
• L: Trị số điện cảm của cuộn cảm (\(H\))

Nhận xét:

• Nếu là dòng điện một chiều (f = 0) -> X_L = 0
• Nếu là dòng điện xoay chiều (f càng cao) -> X_L càng lớn

Câu 1

Hãy nêu công dụng của điện trở.

Gợi ý trả lời:

Hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện.

Câu 2

Hãy nêu công dụng của tụ điện

Gợi ý trả lời:

Ngăn cản dòng điện 1 chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua.

Câu 3

Hãy nêu công dụng của cuộn cảm.

Gợi ý trả lời:

Thường dùng để dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện cao tần.

Câu 4

Dung kháng của tụ điện là gì? Biểu thức dung kháng?

Gợi ý trả lời:

• Dung kháng của tụ điện X_C  là đại lượng biểu hiện sự cản trở của tụ điện đối với dòng điện chạy qua nó.
• Biểu thức: \(X_{C}=\frac{1}{2\pi fC}\)

Câu 5

Cảm kháng của cuộn cảm là gì? Biểu thức cảm kháng?

Gợi ý trả lời:

Cảm kháng của cuộn cảm X_L Là đại lượng biểu hiện sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện chạy qua nó      

Biểu thức: \(X_{L}=2\pi fL\)

Câu 6

Nêu qui ước màu và cách đọc trị số điện trở.

Gợi ý trả lời:

• Qui ước màu trên điện trở:

• Hai vòng đầu chỉ chữ số thứ nhất và thứ hai, vòng thứ ba chỉ số số 0 tiếp sau hai chữ số trên.
• Vòng thứ tư chỉ sai số:
  • Không màu: ± 20%                     
  • Nhũ bạc: ± 10%                    
  • Nhũ vàng: ± 5%
  • Nâu: ± 1%                                  
  • Đỏ: ± 2%                              
  • Xanh lục: ± 0.5%

Sau khi học xong Bài 2: Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm các em cần nắm vững cấu tạo, ký hiệu, số liệu kĩ thuật và công dụng của các linh kiện điện tử cơ bản như: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Phát biểu nào sau đây là sai?

  • A. Điện trở dùng hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp trong mạch điện
  • B. Tụ điện có tác dụng ngăn cản dòng điện 1 chiều và cho dòng điện xoay chiều đi qua
  • C. Cuộn cảm thường dùng để dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện cao tần
  • D. Điện áp định mức của tụ là trị số điện áp đặt vào hai cực tụ điện để nó hoạt động bình thường

• Câu 2:

  Phát biểu nào sau đây là sai?

  • A. Trị số điện trở cho biết mức độ cản trở dòng điện của điện trở
  • B. Trị số điện dung cho biết khả năng tích luỹ điện trường của tụ điện khi có điện áp đặt lên hai cực của tụ điện
  • C. Công suất định mức của điện trở là công suất tiêu hao trên điện trở mà nó có thể chịu đựng được trong thời gian ngắn mà không hỏng
  • D. Trị số điện cảm cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường khi có dòng điện chạy qua

• Câu 3:

  Thông số kỹ thuật nào sau đây đặc trưng cho tụ điện?

  • A. Cảm kháng
  • B. Độ tự cảm
  • C. Điện dung
  • D. Điện cảm

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Điện trở - Tụ điện - Cuộn cảm để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 14 SGK Công nghệ 12

Bài tập 2 trang 14 SGK Công nghệ 12

Bài tập 3 trang 14 SGK Công nghệ 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Công Nghệ Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!