›
›

Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 3: Vật liệu điện từ - Cuộn dây

ppt 70 trang ngocly 2640
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 3: Vật liệu điện từ - Cuộn dây", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_vat_lieu_va_linh_kien_dien_tu_chuong_3_vat_lieu_di.ppt

Nội dung text: Bài giảng Vật liệu và linh kiện điện tử - Chương 3: Vật liệu điện từ - Cuộn dây

  1. Chương 3: VẬT LIỆU ĐIỆN TỪ - CUỘN DÂY 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 1
  2. I/. cơ sở từ học 1/. Nam châm Một số kim loại hay các hợp kim của chúng khi bị từ hóa sẽ giữ từ và trở thành các nam châm vĩnh cửu. Nam châm có khả năng hút được sắt và các kim loại khác. Nếu cắt đôi ta sẽ có hai nam châm nhỏ có đủ hai cực nam và bắc. - Nếu hai cực cùng tên đặt gần nhau sẽ đẩy nhau. - Nếu hai cực khác tên đặt gần nhau sẽ hút nhau. N höôùng baéc B N höôùng nam B N B N B 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 2
  3. 2. Từ trường Các nam châm có một từ trường bao xung quanh. Thí nghiệm với thanh nam châm và các bụi sắt trên một tấm bìa người ta thấy các hạt bụi sắt do lực hút của nam châm sẽ được sắp xếp theo những đường cong đặc sắc, các đường này được gọi là đường sức. B N 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 3
  4. - Từ trường có chiều vào Nam ra Bắc. - Số đường sức càng nhiều thì cường độ tự trường càng mạnh. - Cường độ từ trường đơn vị là A/m. - Trong vật liệu dẫn từ người ta thường dùng cảm ứng từ +  là hệ số từ thẩm tương đối của vật liệu - Đơn vị: Weber/m2 (Wb/m2) còn gọi là Tesla. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 4
  5. 3. Từ thông Từ thông là số đường sức đi qua một mặt có diện tích S. B: cường độ từ trường (Wb/m2) 2  = BScos S: diện tích (m ) : góc hợp bởi và đường thẳng góc với mặt phẳng S : từ thông (Wb) B B S B S 0 900 cos 1  B . S cos 0  0 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 5
  6. 4. Dòng điện và từ trường Thí nghiệm: I I N B N B N B Thí nghiệm cho thấy dòng điện tạo ra một từ trường Chiều của từ trường do dòng điện tạo ra được xác định theo qui tắc vặn nút chai: Nếu chiều tiến của nút chai là chiều dòng điện thì chiều xoay của nút chai là chiều của từ trường. Ngược lại, nếu chiều xoay của nút chai là chiều dòng điện thì chiều tiến của nút chai là chiều của từ trường. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 6
  7. a/.Từ trường của dòng điện trên dây dẫn thẳng: I I Dòng điện qua một dây dẫn thẳng sẽ tạo ra từ trường có đường sức là những vòng tròn đồng tâm. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 7
  8. b/. Từ trường của dòng điện qua cuộn dây: B N Dòng điện chạy qua cuộn dây quấn sẽ tạo ra từ trường có đường sức giống như một thanh nam châm. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 8
  9. 5. Lực điện từ Khi dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều sẽ bị tác dụng bởi một lực gọi là lực điện từ. B: cường độ từ trường Wb/m2 I: dòng điện (A) F = B.I.l.sin l: chiều dài đoạn dây (m) : góc hợp bởi B và I F: lực (Newton- N) Chiều của lực điện từ được xác định theo qui tắc bàn tay trái. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 9
  10. Qui tắc bàn tay trái ➢ Töø tröôøng B ñi vaøo loøng baøn tay. ➢ Doøng ñieän I ñi theo chieàu boán ngoùn tay. ➢ Löïc ñieän töø F theo chieàu ngoùn tay caùi. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 10
  11. •1/. Cuộn dây Cuộn dây là một dây dẫn điện (bên ngoài có sơn một lớp cách điện) quấn lại thành nhiều vòng trên một cái lõi. Lõi của cuộn dây có thể là lõi không khí, vật liệu dẫn từ hay thép kỹ thuật. Tùy loại lõi, cuộn dây có các ký hiệu như sau: Loõi khoâng khí Loõi saét buïi Loõi saét laù 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 11
  12. Cuộn dây lõi sắt lá dùng cho các dòng điện xoay chiều tần số thấp, lõi sắt bụi cho tần số cao và lõi không khí cho tần số rất cao. • Khi cuộn dây có lõi từ thì cường độ từ trường lớn hơn rất nhiều so với cuộn dây không có lõi (lõi không khí). Tỉ số giữa từ trường khi có lõi và khi không có lõi là hệ số từ thẩm tương đối của vật liệu làm lõi (). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 12
  13. •2/. Tạo ra từ trường bằng dòng điện Thí nghiệm : cho cuộn dây có n vòng, quấn trên một lõi từ khép kín làm bằng sắt lá. Chieàu daøi l I + • n - • 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 13
  14. • Khi cho dòng điện một chiều vào cuộn dây, dòng điện sẽ tạo ra một từ trường đều trong lõi từ có chiều xác định theo qui tắc vặn nút chai. Theo công thức: n : số vòng dây quấn I : cường độ dòng điện n.I = H.l H : cường độ từ trường l : chiều dài trung bình lõi từ H . l : gọi là từ áp • Do lõi từ có hệ số từ thẩm tương đối  nên cường độ n . I từ cảm B được tính là: B  . H   l Nếu IDC thì H và B là từ trường đều, nếu IAC thì H và B có cường độ từ trường thay đổi và chiều của từ trường cũng thay đổi theo chiều dòng điện AC. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 14
  15. •3/. Tạo ra dòng điện bằng từ trường Thí nghiệm : cho một cuộn dây đặt nằm yên trong từ trường của thanh nam châm. Ta nhận thấy không có dòng điện chạy qua cuộn dây. Như vậy, khi cuộn dây nằm yên trong một từ trường có cường độ không đổi thì cuộn dây không phát sinh ra dòng điện. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 15
  16. • Khi di chuyển cuộn dây lại gần nam châm rồi kéo cuộn dây ra xa thì ta thấy có dòng điện chạy qua cuộn dây gọi là dòng điện cảm ứng. Chiều của dòng điện cảm ứng khi đẩy cuộn dây lại gần ngược chiều với dòng điện cảm ứng khi kéo cuộn dây ra xa. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 16
  17. Khi kéo cuộn dây ra xa thì từ trường giảm xuống và từ thông qua cuộn dây cũng giảm xuống, dòng điện cảm ứng sẽ có chiều mà từ trường do nó tạo ra cùng chiều với chiều từ trường của nam châm. Như vậy, dòng điện cảm ứng tạo ra một từ thông chống lại từ thông của nam châm qua vòng dây đang giảm xuống. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 17
  18. Định luật Lentz phát biểu: chiều dòng điện cảm ứng luôn luôn có khuynh hướng chống lại sự thay đổi từ thông qua mạch bởi từ trường bên ngoài. •Khảo sát chiều dòng điện cảm ứng cho thấy: Khi đẩy cuộn dây lại gần thì từ trường tăng lên và từ thông qua cuộn dây cũng tăng lên, dòng điện cảm ứng sẽ có chiều mà từ trường do nó tạo ra ngược chiều với từ trường của nam châm. Như vậy, dòng điện cảm ứng tạo ra một từ thông chống lại từ thông của nam châm qua vòng dây đang tăng lên. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 18
  19. Sức điện động cảm ứng (còn gọi là điện áp cảm ứng) được tính theo công thức: n: số vòng dây  e − n  : lượng từ thông biến thiên t t: khoảng thời gian biến thiên Hiện tượng vật lý qua thí nghiệm trên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 19
  20. • 4/ . Hệ số tự cảm (Điện cảm) • Khi cho dòng điện I qua cuộn dây n vòng sẽ tạo ra từ thông . Để tính quan hệ giữa dòng điện I và từ thông , ta có hệ thức:  L n  I • L được gọi là hệ số tự cảm của cuộn dây, đơn vị là henry, viết tắt là H. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 20
  21.   e − n  L n  • Ta có: t và I • Suy ra:  − n  e I t − L  t n  I I e − L  t 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 21
  22. • Hệ số tự cảm L có trị số tùy thuộc cấu tạo của cuộn dây và được tính theo công thức: - Cuộn dây không có lõi: L : hệ số tự cảm (H) n2 L 4  S10−7 l : chiều dài lõi (m) l S : tiết diện lõi (m2) - Cuộn dây có lõi: n : số vòng dây 2 n −7 L  r  4  S10 r : hệ số từ thẩm tương đối l của vật liệu đối với chân không 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 22
  23. • 5/ . Năng lượng nạp vào cuộn dây • Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra năng lượng trữ dưới dạng từ trường. Năng lượng trữ được tính theo công thức: 1 W: năng lượng (j) W  L  I2 L: hệ số tự cảm (H) 2 I: dòng điện (A) • Lưu ý: Năng lượng trữ vào cuộn dây tỉ lệ với bình phương của dòng điện trong khi năng lượng trữ vào tụ tỉ lệ với bình phương điện áp. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 23
  24. • 6/. Hiện tượng cảm ứng • Khi có hai cuộn dây quấn chung trên một lõi hay hai cuộn dây đặt gần nhau thì dòng điện biến thiên ở cuộn này sẽ làm phát sinh sức điện động cảm ứng ở cuộn kia, được tính theo công thức: I • e − M  M: hệ số cảm ứng (H) t 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 24
  25. • M gọi là hệ số cảm ứng, nói lên sự liên hệ về từ của hai cuộn dây, M tùy thuộc vào cách quấn và vị trí của hai cuộn dây và được tính theo công thức: (K  0  1) M K  L1 − L2 I • • L1 L2 e • • 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 25
  26. • Trong đó, K là một hệ số tùy thuộc cách ghép. Nếu hai cuộn dây quấn chung một lõi thì K = 1, nếu hai cuộn dây ở xa nhau và không ảnh hưởng nhau về từ trường thì K = 0. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 26
  27. Thí nghiệm Khi ñoùng coâng taéc K thì cuoän daây choáng laïi doøng ñieän do nguoàn VDC cung caáp baèng caùch taïo ra ñieän aùp caûm öùng baèng ñieän aùp nguoàn VDC nhöng ngöôïc daáu neân doøng ñieän baèng 0. Sau ñoù, doøng ñieän qua cuoän daây taêng leân theo soá muõ: t V − i(t) DC (1 − e  ) R 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 27
  28. Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần (do cuộn dây sinh ra cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng, năng lương nạp trong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiện tượng cuộn dây xả điện. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 28
  29. L • Trong đó:  gọi là hằng số thời gian nạp điện của cuộn dây, Rđơn vị tính của  là giây. • Biểu thức tính điện áp trên cuộn dây là: t −  v(t) VDC  e 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 29
  30. I VDC VDC R • •0 ,98 • 0,99 • 0,95 0,8 0,86 i(t) 0,6 • 0,63 0,4 • 0,37 v 0,2 • 0,14 0,05 0,02 0,01 • • • t  2 3 4 5 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 30
  31. • Ngược lại với dòng điện, điện áp trên cuộn dây lúc đầu bằng nguồn VDC và sau đó điện áp giảm dần theo hàm số mũ. t −  v(t) VDC  e • Nhận xét: đặc tính nạp của cuộn dây có i(t) và v(t) ngược với đặc tính nạp của tụ điện (xem lại chương 2). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 31
  32. • - Thí nghiệm trên cho thấy điện áp trên cuộn dây ngược dấu với điện áp cảm ứng nên: I di • V − e L  L  (dạng vi phân) L • - Nếu dòng điện vàot cuộndt dây là dòng điện xoay chiều ta có: • i(t) = Im.sint • - Thay i(t) vào biểu thức VL và lấy đạo hàm ta có: 0 • VL = .L.Im cost = .L.Imsin(t + 90 ) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 32
  33. 0 • Như vậy: điện áp vL sớm pha 90 so với dòng điện vào cuộn dây và cũng là một trị số thay đổi theo dòng điện xoay chiều hình sin. • 1/. Biên độ cực đại • Dòng điện xoay chiều có dạng: • v(t) = Vm.sint và i(t) = Im.sint • So sánh v(t) và vL ï ta có: • Vm = .L.Im = 2 f.L.Im • Đây là điện áp cực đại trên cuộn dây. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 33
  34. • 2/. Sức cản của cuộn dây đối với AC V • Theo định luật Ohm ta có: R • Từ biên độ cực đại ta có: I Vm Vm L  Im L 2 f L Im • XL = L = 2 fL L: hệ số tự cảm (H) • f: tần số (Hz) • XL: cảm kháng () • So sánh hai trường hợp ta thấy L có nghĩa như là điện trở, gọi là cảm kháng, ký hiệu là XL. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 34
  35. • Cảm kháng XL của cuộn dây tỉ lệ với tần số f và hệ số tự cảm L. Cảm kháng cũng có đơn vị là ohm giống như điện trở 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 35
  36. • 3/. Góc pha giữa điện áp và dòng điện • - Ta có điện áp trên cuộn dây VL và dòng điện vào cuộn dây tính theo công thức: 0 • vL = Lim.sin(t + 90 ) • và i(t) = Im.sint • - Như vậy, điện áp VL có góc pha sớm hơn dòng điện i(t) 0 là 90 . Có thể biểu diễn góc pha của vL và i(t) như sau : 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 36
  37. VL Vm Im VL VL i(t) • • • t 0 0 2 VL sôùm pha hôn I 90 0 2 I treã pha hôn VL 90 - Im - Vm I 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 37
  38. • 4/. Áp dụng định luật Ohm vào mạch thuần cảm rs RL i(t) L v(t) v(t) (XL) L (XL) Hình 4.17 Hình 4.18 • Trong một mạch điện chỉ có cuộn dây và nguồn xoay chiều, ta có thể dùng định luật Ohm để tính các thông số của mạch. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 38
  39. • - Giả sử nguồn điện xoay chiều có: • vs(t) = Vm.sint • - Dòng điện vào cuộn dây trễ pha hơn 900 nên: 0 • iL(t) = Im . sin(t - 90 ) • - Biên độ cực đại là: Vm Vm Im X L  L 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 39
  40. • - Biên độ hiệu dụng: V V V I I m m m X L 2  X L 2  L 2 • - Như vậy, trong mạch thuần cảm việc tính các thông số giống như trong mạch thuần trở chỉ khác ở góc pha vL sớm pha hơn i(t) 900 trong khi mạch thuần trở thì đồng pha. • - Thật ra trong mạch điện hình 4.17 đã bỏ qua điện trở của nguồn vs là rs và điện trở của dây quấn cuộn L là RL vì trị số rất nhỏ không đáng kể (hình 4.18). Nếu tính cả rs và RL thì mạch có cả L và R, việc tính toán sẽ phức tạp hơn mà chương này không đề cập tới. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 40
  41. • 1/. Ghép nối tiếp • Hai cuộn dây L1 - L2 ghép nối tiếp có hệ số tự cảm tương đương là L tính như điện trở nối tiếp. L L1 + L2 L1 L2 L1 L2 Hình 4.19: Hình 4.20: 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 41
  42. • 2/. Ghép song song • Hai cuộn dây L1 - L2 ghép song song có hệ số tự cảm tương đương là L tính như điện trở mắc song song: 1 1 1 + L L1 L2 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 42
  43. • Bộ biến áp là linh kiện dùng để tăng hoặc giảm điện áp (hay cường độ dòng điện) của các dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. • 1- Cấu tạo • Biến áp gồm hai hay nhiều cuộn dây tráng sơn cách điện quấn chung trên một lõi thép (mạch từ). Lõi của biến áp có thể là loại sắt lá, sắt bụi hay có trường hợp là lõi không khí. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 43
  44. • Cuộn dây nhận dòng điện xoay chiều vào là cuộn sơ cấp L1, cuộn dây lấy dòng điện xoay chiều ra là cuộn thứ cấp L2. • • L1 L2 • • (sô caáp) (thöù caáp) 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 44
  45. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 45
  46. • 2/. Nguyên lý • Khi cho dòng điện xoay chiều có V1 vào cuộn sơ cấp, dòng điện I1 sẽ tạo ra từ trường biến thiên chạy trong mạch từ, từ trường biến thiên này sẽ làm từ thông qua cuộn dây thay đổi, cuộn thứ cấp cảm ứng cho ra dòng điện xoay chiều có điện áp là V2. N1 N2 I1 V2 V1 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 46
  47. Ở cuộn sơ cấp ta có: N1 N2 I  1 V e − N  1 1 1 t V Ở cuộn thứ cấp ta có: 2 V1  V2 e2 − N2  t Hình 4.22 Trong đó: N1 là số vòng dây của cuộn sơ cấp và N2 là số vòng dây của cuộn thứ cấp. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 47
  48. • 3/. Các tỉ lệ của biến áp N N • a/. Tỉ lệ về điện áp: 1 2 I1 R 1 V2 R2 V1 Hình 4.23 • Do từ thông ở sơ cấp và thứ cấp bằng nhau nên từ biểu thức tính V và V ta có tỉ lệ: 1 2 V N 1 1 V2 N2 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 48
  49. • b/.Tỉ lệ về dòng điện: • Khi cuộn thứ cấp có điện trở tải R2 sẽ có dòng điện I2 từ cuộn thứ cấp chạy qua tải. • Từ áp trong mạch từ được tính theo công thức: • N1.I1 = H.l và N2.I2 = H.l • Do từ áp bằng nhau nên: I1 N2 • N1.I1 = N2.I2 I2 N1 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 49
  50. • c/. Tỉ lệ về công suất: • - Công suất tiêu thụ ở thứ cấp: • P2 = V2.I2 • - Công suất của nguồn cung cấp vào sơ cấp: • P1 = V1.I1 • - Một biến áp lý tưởng được coi như không tiêu hao trên hai cuộn dây sơ cấp, thứ cấp và mạch từ nên công suất ở sơ cấp và thứ cấp bằng nhau. • P1 = P2 V1  I1 V2  I2 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 50
  51. • Thực tế công suất tiêu thụ ở thứ cấp luôn nhỏ hơn công suất của nguồn cung cấp cho sơ cấp. Lý do: các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có điện trở của dây dẫn nên tiêu hao năng lượng dưới dạng nhiệt, lõi từ có dòng điện cảm ứng do từ thông thay đổi sẽ tự kín mạch trong lõi (gọi là dòng điện Foucault) cũng tiêu hao một phần năng lượng dưới dạng nhiệt. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 51
  52. • Biến áp khi có nguồn cung cấp vào cuộn sơ cấp, ở thứ cấp không tải cũng có tổn hao trên biến áp gọi là tổn hao không tải. Thường tổn hao không tải khoảng 5% công suất danh định của biến áp. • Khi biến áp có tải lớn nhất theo công suất danh định (gọi là đầy tải) thì hiệu suất cao nhất khoảng 80% đến 90%. P2 max  100% (80  90) % P1 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 52
  53. • d/. Tỉ lệ về tổng trở: • Xét mạch điện hình 4.23 với tải là R2 ở thứ cấp. Ta có: V2 R 2 I2 • Khi ở thứ cấp có dòng tiêu thụ I2 thì ở sơ cấp có dòng điện từ nguồn cung cấp vào là I1. Như vậy coi như có tải là R1 ở sơ cấp. V1 R1 I1 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 53
  54. • R1 được gọi là tải R2 ở thứ cấp phản ánh về sơ cấp. Ta có tỉ lệ: V1 R I V I V I N N 1 1 1  2 1  2 1  1 V R2 2 I1 V2 V2 I1 N2 N2 I2 • Suy ra: 2 R1 N1 R 2 N2 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 54
  55. • Thí dụ: Biến áp có tỉ lệ 25/1, ở thứ cấp có tải là R2 = 4. Tính điện trở tải R1 phản ánh về sơ cấp. 25/1 Nguoàn L1 L2 R2 = 4 Nguoàn R1 = 2500 Hình 4.24 2 2 • Ta có: N 25 1 R1 R 2  4  2500 N2 1 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 55
  56. 4. PhânBiến loạiáp nguồn biến và biếnáp áp âm tần: Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply , biến áp này hoạt động ở tần số điện lưới 50Hz, lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này có tỷ số vòng / vol lớn. Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa trong các mạch khuyếch đại công xuất âm tần,biến áp cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như biến áp nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm tần hoạt động ở tần số cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz - đến 3KHz. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 56
  57. Biến áp xung & Cao áp . Biến áp xung Cao áp Biến áp xung là biến áp hoạt động ở tần số cao khoảng vài chục KHz như biến áp trong các bộ nguồn xung, biến áp cao áp. Lõi biến áp xung làm bằng ferit, do hoạt động ở tần số cao nên biến áp xung cho công xuất rất mạnh, so với biến áp nguồn thông thường có cùng trọng lượng thì biến áp xung có thể cho công xuất mạnh gấp hàng chục lần. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 57
  58. • 1/. Micro điện động • Micro là loại linh kiện điện từ dùng để đổi tín hiệu âm thanh ra dòng điện xoay chiều (còn gọi là tín hiệu xoay chiều). 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 58
  59. • + Cấu tạo • Micro gồm có một màn rung làm bằng polystirol có gắn một ống dây nhún đặt nằm trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. nam chaâm cuoän daây • • maøng run 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 59
  60. • Hoạt động: Khi coù chaán ñoäng aâm thanh taùc ñoäng vaøo maøn rung cuûa micro thì cuoän daây seõ dao ñoäng trong töø tröôøng cuûa nam chaâm. Luùc ñoù, töø thoâng qua cuoän daây thay ñoåi vaø cuoän daây seõ caûm öùng cho ra doøng ñieän xoay chieàu. Doøng ñieän xoay chieàu naøy do aâm thanh taïo ra neân goïi laø doøng ñieän aâm taàn. nam chaâm cuoän daây • • maøng run 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 60
  61. • Dòng điện âm tần do micro tạo ra có biên độ cao hay thấp tùy thuộc cường độ âm thanh tác động vào lớn hay nhỏ, tần số của dòng điện cao hay thấp tuỳ thuộc vào âm điệu bổng hay trầm. • Micro có các đặc tính sau: • - Độ nhạy mV/bar ở tần số f = 1kHz • - Dãy tần số 50 Hz  15kHz • - Tổng trở: micrô có tổng trở thấp từ 200 đến 600, tổng trở cao từ 2k đến 20k. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 61
  62. • 2/. Loa điện động • Loa là linh kiện điện từ dùng để đổi dòng điện xoay chiều ra chấn động âm thanh. Loa cũng được gọi là linh kiện điện thanh. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 62
  63. • Cấu tạo: • Loa gồm có một nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường đều, một cuộn dây được đặt nằm trong từ trường của nam châm và cuộn dây được gắn dính với màng loa, màng loa có hình dạng hình nón làm bằng loại giấy đặc biệt. Cuộn dây có thể rung động trong từ trường của nam châm. nam chaâm + maøng loa • • - cuoän daây 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 63
  64. • Hoạt động: • Khi có dòng điện xoay chiều vào cuộn dây loa thì cuộn dây sẽ tạo ra từ trường tác dụng lên từ trường của nam châm vĩnh cửu sinh ra lực điện từ hút hay đẩy cuộn dây làm rung màn loa và tạo ra các chấn động âm thanh lan truyền trong không khí 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 64
  65. • Âm thanh do loa phát ra lớn hay nhỏ là do dòng điện xoay chiều vào cuộn dây mạnh hay yếu, âm điệu trầm hay bổng là do dòng điện xoay chiều có tần số thấp hay cao. • Loa có các đặc tính sau: • - Tổng trở: thường là 4, 8, 16, 32 • - Công suất định mức: từ vài trăm mW đến vài trăm W. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 65
  66. • - Dãy tần làm việc: • Loa trầm (woofer): màng loa có khối lượng nặng và phát ra các âm trầm tần số từ 20Hz  1000Hz. • Loa bổng (tweeter): dạng còi, màng kim loại chuyên phát ra âm bổng tần số từ 3kHz  15kHz. • Loa trung bình (midium range) tròn hay dẹp màng giấy phát ra các tần số từ 200Hz  10kHz. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 66
  67. 3/. Relay Rơ le cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lý hoạt động của Rơle là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút để thực hiện một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 67
  68. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 68
  69. 21/05/2021 69 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử
  70. 21/05/2021 402057 – Vật liệu và Linh Kiện Điện Tử 70