Tải bản đầy đủ

giáo trình điện tử cơ bản

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................. 1
GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN ............................................................................... 2
CHƢƠNG 1: ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ ................................................................ 4
BÀI 1: ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ ....................................................... 4
1.1. HỆ DO LƢỜNG QUỐC TẾ (SI) ....................................................... 4
1.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN ...................................................... 6
1.2.1. Điện tích (Q) ............................................................................ 6
1.2.2. Dòng điện (I) ........................................................................... 6
1.2.3. Điện áp (U) .............................................................................. 6
1.2.4. Suất điện động (E) ................................................................... 6
1.2.5. Điện trở, điện trở xuất, điện dẫn. .............................................. 6
1.2.6. Điện dung (C) .......................................................................... 7
1.2.7. Điện cảm (L) ........................................................................... 7
1.2.8. Công suất của thiết bị điện. ...................................................... 7
1.2.9. Chu kỳ (T) ............................................................................... 8
1.2.10. Độ rộng xung (vuông) ............................................................ 8
1.2.11. Tần số .................................................................................... 9
1.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH ................................................................... 9
BÀI 2: ĐO LƢỜNG VÀ CÁC SAI SỐ TRONG ĐO LƢỜNG ..................... 10
2.1. ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ .................................................................. 10

2.1.1. Định nghĩa ............................................................................. 10
2.1.2. Thông số của thiết bị đo lƣờng điện tử ................................... 11
2.1.2.1. Độ chính xác ............................................................................ 11
2.1.2.2. Độ phân giải. ........................................................................... 11
2.1.2.3. Độ nhạy ................................................................................... 12
2.1.3. Giới hạn của thiết bị đo. ......................................................... 12
2.1.3.1. Giới hạn về thang đo ............................................................... 12


2.1.3.2. Độ mở rộng thang đo .............................................................. 12
2.1.3.3. Giới hạn về công suất .............................................................. 13
2.1.3.4. Giới hạn về tần số ................................................................... 13
2.1.3.5. Giới hạn về trở kháng.............................................................. 13
2.2. SAI SỐ .......................................................................................... 13
2.2.1. Nguyên nhân gây sai số .......................................................... 13
2.2.1.1. Khách quan.............................................................................. 13
2.2.1.2. Chủ quan ................................................................................. 13
2.2.2. Sai số tuyệt đối và sai số tƣơng đối ........................................ 14
2.2.1.1. Sai số tuyệt đối X .................................................................. 14
2.2.1.2. Sai số tương đối X .................................................................. 14
2.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH................................................................. 14
BÀI 3: CÁC THIẾT BỊ ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ.......................................... 15
3.1. ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG ................................................................ 15
3.1.1. Đồng hồ vạn năng hiển thị kim ............................................... 15
3.1.1.1. Cấu tạo chức năng .................................................................. 15
3.1.1.2. Cách sử dụng ........................................................................... 16
3.3.2. Đồng hồ vạn năng hiển thị số ................................................. 20
3.2. MÁY HIỆN SÓNG (OSCILLOSCOPE) ......................................... 22
3.2.1. Chức năng của các nút điều chỉnh trên MHS .......................... 23
3.2.2. Cách thức vận hành ................................................................ 24
3.3. THỰC HÀNH ................................................................................ 25
BÀI 4: PHƢƠNG PHÁP ĐO DÕNG ĐIỆN, ĐIỆN ÁP ............................... 26
4.1. PHƢƠNG PHÁP ĐO DÕNG ĐIỆN ................................................ 26
4.2. PHƢƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP ...................................................... 28
4.3. BÀI TẬP CHƢƠNG 1 .................................................................... 29
CHƢƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ............................................................... 31
BAI 1: ĐIỆN TRỞ ..................................................................................... 31
1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỆN TRỞ ......................................................... 31
1.2. ĐỊNH LUẬT OHM ........................................................................ 33



1.3. CÁC THAM SỐ KỸ THUẬT ĐẶC TRƢNG CỦA ĐIỆN TRỞ ....... 33
1.3.1. Trị số điện trở và dung sai ...................................................... 33
1.3.2. Công suất của điện trở: .......................................................... 34
1.3.3. Hệ số nhiệt của điện trở ......................................................... 35
1.4. CÁCH GHÉP NỐI ĐIỆN TRỞ ....................................................... 36
1.4.1. Ghép nối tiếp ......................................................................... 37
1.4.2. Ghép song song ..................................................................... 37
1.4.3. Ghép hỗn hợp ........................................................................ 38
1.5. CÁC LOẠI ĐIỆN TRỞ VÀ CÔNG DỤNG..................................... 38
1.5.1. Các loại biến trở (gọi chung là chiết áp): ................................ 38
1.5.1.1. Chiết áp có nút vặn.................................................................. 38
1.5.1.2. Chiết áp vi chỉnh...................................................................... 39
1.5.2. Điện trở nhiệt ......................................................................... 39
1.5.3. Điện trở ổn áp (VDR: Voltage Dependenter Resistor)............. 39
1.5.4. Quang trở LDR (Light Dempendent Resistor) ........................ 40
1.5.5. Điện trở cầu chì (Fusistor) ..................................................... 40
1.5.6. Điện trở khối (Mạng điện trở – Resistor network) .................. 40
1.6. ỨNG DỤNG CỦA DIỆN TRỞ ....................................................... 41
1.6.1. Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. ............................. 41
1.6.2. Mắc điện trở thành cầu phân áp .............................................. 41
1.6.3. Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động .................................... 42
1.6.4. Tham gia vào các mạch tạo dao động ..................................... 42
1.7. CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ VÕNG MÀU .............................. 43
1.7.1. Bảng quy ƣớc vòng màu ......................................................... 43
1.7.2. Cách đọc điện trở vòng màu ................................................... 44
1.8. CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ QUY ƢỚC BẰNG SỐ ................ 45
1.9. CÁCH ĐO ĐIỆN TRỞ ................................................................... 46
1.10. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................... 47
BAI 2: TỤ DIỆN ........................................................................................ 50
2.1. KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG ..................................................... 50


2.2. CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI .......................................................... 50
2.2.1. Cấu tạo .................................................................................. 50
2.2.2. Phân loại ................................................................................ 51
2.2.2.1. Tụ hóa ...................................................................................... 51
2.2.2.2. Tụ gốm ..................................................................................... 52
2.2.2.3. Tụ mica: ................................................................................... 52
2.2.2.4. Tụ tantalum: ............................................................................ 52
2.2.2.5. Tụ xoay .................................................................................... 53
2.2.2.6. Tụ vi chỉnh ............................................................................... 53
2.3. CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA TỤ ............................................... 54
2.3.1. Trị số điện dung và dung sai .................................................. 54
2.3.2. Dung kháng của tụ điện .......................................................... 54
2.3.3. Điện áp làm việc (U lv) ............................................................ 55
2.4. CÁCH XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA TỤ ĐIỆN .............................. 55
2.5. CÁCH GHÉP NỐI TỤ ĐIỆN ......................................................... 57
2.5.1. Ghép nối tiếp ......................................................................... 57
2.5.2. Ghép song song ..................................................................... 57
2.6. CÁC SAI HỎNG THƢỜNG GẶP Ở TỤ ĐIỆN VÀ CÁCH ĐO KIỂM
.................................................................................................................. 58
2.6.1. Các sai hỏng thƣờng gặp ........................................................ 58
2.6.2. Cách kiểm tra tụ điện trong mạch điện ................................... 58
2.7. BÀI TẬP THỰC HÀNH................................................................. 59
BÀI 3: CUỘN CẢM .................................................................................. 61
3.1. KHÁI NIỆM VÀ KÝ HIỆU ............................................................ 61
3.2. CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐẶC TRƢNG CỦA CUỘN DÂY .................... 62
3.2.1. Hệ số tự cảm (định luật Faraday) ............................................ 62
3.2.2. Trở kháng của cuộn dây ......................................................... 62
3.2.3. Điện trở thuần của cuộn dây ................................................... 62
3.2.4. Tính chất nạp, xả của cuộn cảm .............................................. 63
3.2.5. Tần số làm việc giới hạn của cuộn dây ................................... 63


3.3. CÁC CÁCH GHÉP CUỘN DÂY .................................................... 63
3.3.1. Ghép nối tiếp ......................................................................... 63
3.3.2. Ghép song song ..................................................................... 64
3.3.3. Đo kiểm cuộn dây bằng VOM ................................................ 64
3.3.4. Các ứng dụng của cuộn dây .................................................... 64
3.5. BÀI TẬP THỰC HÀNH................................................................. 66
BÀI 4: DIODE ........................................................................................... 67
4.1. CHẤT BÁN DẪN .......................................................................... 67
4.1.1. Chất bán dẫn loại N ............................................................... 68
4.1.2. Chất bán dẫn loại P ................................................................ 68
4.2. TIẾP GIÁP P - N ........................................................................... 68
4.2.1. Dòng điện trong nối P – N khi đƣợc phân cực ........................ 69
4.2.1.1. Mối nối P – N được phân cực thuận ....................................... 69
4.2.1.2. Mối nối P – N phân cực ngược. .............................................. 70
4.2.2. Đặc tuyến volt – ampe của mối nối P – N. .............................. 71
4.3. DIODE........................................................................................... 72
4.3.1. Cấu tạo và ký hiệu ................................................................. 72
4.3.1.1. Cấu tạo .................................................................................... 72
4.3.1.2. Ký hiêu ..................................................................................... 72
4.3.1.3. Hình dạng thực tế của một số loại diode: ............................... 73
4.3.2. Phân cực cho Diode. .............................................................. 73
4.3.2.1. Phân cực thuận ........................................................................ 73
4.3.2.2. Phân cực ngược ....................................................................... 73
4.3.3. Đặc tuyến Volt – ampe của diode. .......................................... 74
4.3.4. Phƣơng pháp đo kiểm diode ................................................... 76
4.3.5. Phân loại và ứng dụng ............................................................ 76
4.3.5.1. Diode chỉnh lưu (nắn điện – Rectifier).................................... 76
4.3.5.2. Diode ổn áp (zener) ................................................................. 77
4.3.5.3. Diode thu quang ...................................................................... 78
4.3.5.4. Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED) ..................... 78


4.3.5.5. Diode Varicap ( Diode biến dung) .......................................... 79
4.3.5.6. Diode xung .............................................................................. 79
4.3.5.7. Diode tách sóng. ...................................................................... 80
4.3.5.8. LED 7 thanh ............................................................................ 80
4.4. BÀI TẬP THỰC HÀNH................................................................. 80
BAI 6: TRANSISTOR LƢỠNG CỰC (BJT) .............................................. 87
6.1. GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................... 87
6.2. CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU BJT ........................................................ 88
6.3. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BJT ....................................... 89
6.4. KÝ HIỆU TRÊN THÂN BJT ......................................................... 90
6.5. CÁCH XÁC DDỊNH CHÂN CỦA BJT .......................................... 91
6.6. PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA BJT .................................................. 91
6.7. PHÂN CỰC CHO BJT ................................................................... 92
6.7.1. Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) ................. 93
6.7.2. Định thiên (phân cực) cho Transistor ..................................... 93
6.8. ỨNG DỤNG CỦA BJT .................................................................. 94
6.8.1. Mạch khuếch đại dòng ........................................................... 94
6.8.2. Khóa điện tử .......................................................................... 94
6.8.3. Mạch cảm biến ánh sáng ........................................................ 95
6.8.4. Mạch ổn áp ............................................................................ 95
6.8.5. Cổng logic ............................................................................. 95
6.8.6. Mạch tạo dao động ................................................................. 97
6.9. CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA BJT ........................................ 98
6.9.1. Chế độ bão hòa ...................................................................... 98
6.9.2. Chế độ khuếch đại.................................................................. 99
6.10. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................... 99
BAI 7: MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HAI DÙNG BJT.................................... 102
7.1. GIỚI THIỆU ................................................................................ 102
7.2. NGUYÊM TẮC HOẠT ĐỘNG .................................................... 103
7.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................... 105


BAI 8: TRANSISTOR TRƢỜNG (FET) .................................................. 107
8.1. PHÂN LOẠI, KÝ HIỆU FET ....................................................... 107
8.2. ƢU ĐIỂM VÀ NHƢỢC ĐIỂM CỦA FET SO VỚI BJT................ 107
8.2.1. Ƣu điểm ............................................................................... 107
8.2.2. Nhƣợc điểm ......................................................................... 108
8.3. SO SÁNH FET VA BJT ............................................................... 108
8.3.1. Giống nhau .......................................................................... 108
8.3.2. Một số sự khác nhau ............................................................ 108
8.4. MOSFET KÊNH CẢM ỨNG (E-MOSFET) ................................. 108
8.4.1. Cấu tạo Mosfet kênh N ........................................................ 108
8.4.2. Nguyên lý hoạt Động ........................................................... 109
8.4.3. Kiểm tra Mosfet ................................................................... 110
8.4.4. Ứng dụng ............................................................................. 111
8.5. BÀI TẬP THỰC HÀNH............................................................... 111
BÀI 9: SCR, DIAC, TRIAC ..................................................................... 112
9.1. SCR (THYSISTOR) ..................................................................... 112
9.1.1. Công dụng ........................................................................... 112
9.1.2. Cấu tạo và ký hiệu ............................................................... 112
9.1.3. Đặc tuyến volt/ampe của SCR .............................................. 113
9.1.4. Cách đo và kiểm tra SCR ..................................................... 113
9.2. DIAC ........................................................................................... 114
9.2.1. Công dụng ........................................................................... 114
9.2.2. Cấu tạo và ký hiệu ............................................................... 114
9.2.3. Đặc tuyến volt/ampe của DIAC ............................................ 114
9.2.4. Cách đo kiểm DIAC ............................................................. 115
9.3. TRIAC ......................................................................................... 115
9.3.1. Công dụng ........................................................................... 115
9.3.2. Cấu tạo và ký hiệu ............................................................... 115
9.3.3. Đặc tuyến volt/ampe của TRIAC .......................................... 116
9.3.4. Cách đo và kiểm tra TRIAC ................................................. 117


9.4. BÀI TẬP THỰC HÀNH............................................................... 117
BAI 10: VI MẠCH ỔN ÁP ...................................................................... 119
10.1. GIỚI THIỆU .............................................................................. 119
10.2. IC ỔN AP NGUỒN HỌ 78XX, 79XX ........................................ 119
10.2. IC ỔN AP HỌ LMXXX ............................................................. 120
10.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................. 121
BAI 11: MẠCH TẠO XUNG VUÔNG DÙNG IC555 .............................. 122
11.1. CẤU TẠO VA CHỨC NĂNG CHÂN CỦA IC555 ..................... 122
11.1.1. Cấu tạo bên trong của IC555 .............................................. 122
11.1.2. Chức năng các chân của IC555 ........................................... 123
11.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ................................................................ 124
11.2.1. Chức năng của các linh kiện trong mạch ............................. 124
11.2.2. Nguyên lý hoạt động .......................................................... 124
11.3. CÁC MẠCH ỨNG DỤNG ......................................................... 126
11.3.1. Mạch dao động .................................................................. 126
11.3.2. Mạch tạo xung PWM dùng IC555 ..................................... 127
11.3.3. Mạch hẹn giờ ..................................................................... 128
11.3.4. Mạch cảm biến ánh sáng .................................................... 128
11.4. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................. 128
CHƢƠNG 3: KỸ THUẬT HAN MẠCH ĐIỆN TỬ ....................................... 130
3.1. DỤNG CỤ HÀN VÀ THÁO HÀN ............................................... 130
3.1.1. Máy hàn và mũi hàn ............................................................. 130
3.1.2. Thiếc hàn, kem thiếc ............................................................ 131
3.1.3. Dung dịch hàn ...................................................................... 132
3.1.4. Panh, kìm............................................................................. 132
3.1.5. Kẹp mạch và kính núp .......................................................... 132
3.1.6. Que hút kinh kiện................................................................. 133
3.1.7. Súng hút thiếc và dây hút thiếc ............................................. 133
3.1.8. Băng dính chịu nhiệt ............................................................ 133
1.1.9. Máy khò .............................................................................. 134


3.2. KỸ THUẬT HÀN GHÉP NỐI ...................................................... 135
3.2.1. Hàn đấu hai đầu dây ............................................................. 135
3.2.2. Mối hàn ghép song song ....................................................... 135
3.2.3. Mối hàn ghép vuông góc ...................................................... 135
3.3. KỸ THUẬT HÀN XUYÊN LỖ .................................................... 135
3.3.1. Các bƣớc thực hiện. ............................................................. 135
3.3.2. Yêu cầu về mối hàn.............................................................. 136
3.3.3. Phƣơng pháp kiểm tra mối hàn ............................................. 136
3.3.3.1. Kiểm tra bằng mắt ................................................................. 136
3.3.3.2. Kiểm tra bằng đầu ngón tay .................................................. 137
3.4. XỬ LÝ MẠCH SAU HÀN ........................................................... 137
3.5. BÀI TẬP THỰC HÀNH ............................................................... 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 139


LỜI NÓI ĐẦU
Điện tử cơ bản là môn học nghiên cứu cấu tạo, nguyên tắc làm việc cũng nhƣ
những ứng dụng điển hình của các linh kiện điện tử cơ bản. Đây đƣợc coi là một
môn cơ sở quan trọng trƣớc khi tiếp cận sâu hơn vào phần kỹ thuật điện tử. Môn
học trang bị kiến thức nền tảng để sinh viên tiếp thu kiến thức các môn học tiếp
theo nhƣ Kỹ thuật mạch điện tử, kỹ thuật xung, điện tử nâng cao, v.v. . .
Giáo trình Điện tử cơ bản đƣợc biên soạn với mục đích nhƣ trên và dựa trên
các giáo trình và tài liệu tham khảo mới nhất hiện nay, đƣợc dùng làm tài liện
tham khảo cho sinh viên chính quy các chuyên ngành: Điện tử công nghiệp, Kỹ
thuật sửa chữa và lắp ráp máy tính, Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí,
Điện công nghiệp. Ngoài ra, đây cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên
ngành Cơ khí, Cơ điện tử, v.v… khi cần tìm hiểu sâu hơn về điện tử cơ bản.
Nội dung giáo trình Điện tử cơ bản gồm:
Chƣơng 1: ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ
Chƣơng 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
Chƣơng 3: KỸ THUẬT HÀN MẠCH ĐIỆN TỬ
Mặc dù đã đƣợc kiểm tra cẩn thận nhƣng tài liệu chắc chắn còn có sai sót.
Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp trong bộ môn
Điện tử công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quí báu cho tài liệu này.
Để giáo trình đƣợc hoàn thiện hơn nữa, nhóm tác giả chúng tôi rất mong
nhận đƣợc sự đóng góp của bạn đọc.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018
Các tác giả

1


GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN
Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun:
 Vị trí: là mô đun cơ sở nghề đƣợc bố trí dạy ngay từ đầu khóa học, trƣớc
khi học tất cả các môn chuyên môn.
 Ý nghĩa: là mô đun bắt buộc.
 Vai trò: là mô đun cơ sở ngành, là cơ sở để tiếp cận sâu hơn về phần kỹ
thuật điện tử.
Mục tiêu của mô đun:
 Về kiến thức:
 Trình bày cấu tạo, ký hiệu, tính chất, ứng dụng các linh kiện thụ động.
 Trình bày cấu tạo, ký hiệu. Tính chất, ứng dụng các linh kiện bán dẫn,
các cách mắc linh kiện trong mạch điện, cách xác định thông số kỹ thuật
của linh kiện.
 Trình bày cấu tạo một số mạch điện tử đơn giản ứng dụng linh kiện điện
tử và nguyên lý hoạt động của chúng.
 Biết cách sử dụng các thiết bị đo, các thiết bị hàn.
 Về kỹ năng:
 Gọi tên các linh kiện trên sơ đồ mạch điện và thực tế. Vẽ, phân tích các
sơ đồ mạch điện cơ bản ứng dụng linh kiện điện tử
 Sử dụng thành thạo các thiết bị đo để đo, kiểm tra các linh kiện điện tử,
các thành phần của mạch điện, các tham số của mạch điện.
 Hàn và tháo lắp thành thạo, đúng kỹ thuật các mạch điện tử.
 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
 Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề
phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi.
 Hƣớng dẫn tối thiểu, giám sát những ngƣời khác thực hiện nhiệm vụ xác
định; chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm.
 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm sau khi hoàn thành và kết quả thực hiện
của các thành viên trong nhóm.

2


Yêu cầu về kiểm tra, đánh gía hoàn thành mô đun
 Phƣơng pháp kiểm tra trắc nghiệm
 Phƣơng pháp kiểm tra tự luận
 Phƣơng pháp thực hành kiểm tra tại chỗ
 Thi kết thúc thực hành

YÊU CẦU VỀ VẬT TƢ, THIẾT BỊ
1. Trang thiết bị máy móc:
 Bảng , phấn bàn, ghế học tập.
 Đồng hồ VOM kim và số, máy hiện sóng(oscilloscope), máy phát tín hiệu.
 Mỏ hàn nhiệt, mỏ hàn xung, máy khò, hút thiếc.
 PC, Projector.
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:
 Học liệu:
 Giáo trình, tài liệu
 Dụng cụ:
 Bộ đồ nghề điện, cơ khí cầm tay.
 VOM, M, Ampe kìm.
 Ủng, găng tay, thảm cao su.
 Nguyên vật liệu:
 Linh kiện điện tử, dây điện
 Bo hàn, thiếc, nhựa thông

3


CHƢƠNG 1: ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ

BÀI 1: ĐƠN VỊ ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ
MỤC TIÊU CỦA BÀI:
Sau khi học xong bài này ngƣời học có khả năng:
 Về kiến thức: Trình bày đƣợc các đơn vị đo lƣờng cơ bản của dòng điện,
điện tích, sức điện động, hiệu điện thế và điện áp, điện trở và điện dẫn, từ
thông và cƣờng độ từ thông, độ tự cảm, điện dung. Trình bày đƣợc thang
đo tiền tố trong hệ SI.
 Về kỹ năng: Chuyển đổi đƣợc thành thạo các đơn vị đo lƣờng trong hệ SI.
 Về thái độ: Bảo đảm an toàn cho ngƣời và thiết bị. Làm việc nhóm hiệu
quả. Giữ gìn vệ sinh công nghiệp.
NỘI DUNG CHI TIẾT:
1.1. HỆ DO LƢỜNG QUỐC TẾ (SI)
Là hệ đo lƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Nó đƣợc sử dụng trong hoạt
động kinh tế, thƣơng mại, khoa học, giáo dục và công nghệ của phần lớn các nƣớc
trên thế giới ngoại trừ Mỹ, Liberia, Myanma.
 Các đơn vị cơ sở: trong hệ SI có 7 đơn vị đo lƣờng cơ bản, độc lập nhau.
Ký hiệu

Tên

Đại lƣợng

mét

m

Chiều dài

kilôgam

kg

Khối lƣợng

giây

s

Thời gian

ampe

A

Cƣờng độ dòng điện

kelvin

K

Nhiệt độ

mol

mol

Số hạt

candela

cd

Cƣờng độ chiếu sáng

4


 Một số đơn vị dẫn xuất với tên đặc biệt mà chúng ta sẽ thƣờng gặp (ngoài
ra còn một số đơn vị khác)
Ký hiệu

Tên

Đại lƣợng đo

héc

Hz

Tần số

jun

J

Công

oát

W

Công suất

vôn

V

Hiệu điện thế

ohm

Ω

Điện trở

farad

F

Điện dung

weber

Wb

Từ thông

henry

H

Cƣờng độ tự cảm

siemens

S

Độ dẫn điện

 Các tiền tố của SI: đƣợc sử dụng để tạo ra các bội số hay ƣớc số của đơn vị
đo lƣờng gốc.
p
f

n



m

đơn vị
gốc K

10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 100
Trong đó:

103

M

G

106

109
Bội số

Ƣớc số
 m: mili

 K: kilo

 : micro

 M: mega

 n: nano

 G: giga

 p: pico

 T: tera

 f: femto

 P: peta

Ví dụ: 2000m = 200010-3 m = 210310-3 Km = 2Km
0,01A = 10-2A = 10-2103 mA = 10mA
0,000005s = 510-6s = 510-6109ns = 5103 ns
5

T

P

1012 1015


1.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.2.1. Điện tích (Q)
Điện tích đƣợc hiểu một cách đơn giản
nhất là "vật tích điện". Mọi vật đều trung hòa
về điện, khi cho hay nhận điện tử âm (e  :
electron) sẽ trở thành điện tích.
Khi vật nhận điện tử âm vật sẻ trở thành điện tích âm ()
Khi vật cho điện tử âm vật sẻ trở thành điện tích dƣơng (+)
 ĐN: Là các hạt mang điện
 Ký hiệu: Q
 Đơn vị: Cu – lông (C)
1.2.2. Dòng điện (I)
 ĐN: Là dòng chuyển dịch có hƣớng của các điện tích.
 Ký hiệu: I
 Đơn vị: Ampe (A)
1.2.3. Điện áp (U)
 ĐN: Là hiệu điện thế giữa hai điểm. UAB = VA - VB
 Ký hiệu: U
A
 Đơn vị: Volt (V)
VA
1.2.4. Suất điện động (E)

B
VB

 ĐN: Sức điện động E là phần tử lý tƣởng, có trị số bằng điện áp U đo giữa
hai cực của nguồn khi hở mạch ngoài. Chiều của sức điện động quy ƣớc có
chiều từ điểm có điện thế thấp đến điểm có điện thế cao (cực
âm tới cực dƣơng).
 Ký hiệu: E
 Đơn vị: Volt (V)
1.2.5. Điện trở, điện trở xuất, điện dẫn.
Điện trở (R):
 ĐN: Là đại lƣợng vật lý đặc trƣng cho tính chất cản trở dòng điện của một
vật thể dẫn điện.
R
 Ký hiệu: R
 Đơn vị: Ohm ()
6


 Công suất tiêu thụ trên điện trở: P = I2R =

= U.I (W)

 Điện năng tiêu thụ trên điện trở trong khoảng thời gian t là:
A = R.I2 .t

(Wh hoặc kWh)

Điện trở xuất ()
 ĐN: Là đại lƣợng đặc trƣng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất.
 Ký hiệu: 
 Đơn vị: Ohm.meter (.m)
 Công thức:
Điện dẫn ( )
 ĐN: Là khả năng của một môi trƣờng cho phép sự di chuyển của các hạt
điện tích qua nó khi có lực tác động vào các nguyên tử nhƣ áp suất, nhiệt
độ, ma sát tĩnh điện, tác động của từ trƣờng, v.v... Sự di chuyển có thể tạo
thành dòng điện.
 Ký hiệu:
 Đơn vị: Siemens/meter (S/m)
 Công thức:
1.2.6. Điện dung (C)
 ĐN: Là đại lƣợng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện.
C
 Ký hiệu: C
 Đơn vị: Farad (F)
1.2.7. Điện cảm (L)
 ĐN: Là khái niệm vất lý dùng để chỉ hiện tƣợng xuất hiện hiệu điện thế ở
cuộn dây trong từ trƣờng biến đổi.
 Ký hiệu: L
L
 Đơn vị: Henry (H)
1.2.8. Công suất của thiết bị điện.
Công suất truyền từ nguồn tới tải luôn tồn tại hai thành phần P và Q.
Công suất tiêu thụ (P)
 ĐN: Là phần năng lƣợng điện đƣợc chuyển hóa sang các dạng năng lƣợng
khác trong một giây. Đặc trƣng cho khả năng sinh công hữu ích của thiết
bị.
 Ký hiệu: P
7


 Đơn vị: watt (W)
 Công thức:
Công suất phản kháng (Q)
 ĐN: Là khái niệm trong ngành kỹ thuật điện dùng để chỉ phần công suất
điện đƣợc chuyển ngƣợc về nguồn cung cấp năng lƣợng trong mỗi chu kỳ
do sự tích lũy năng lƣợng trong các thành phần cảm kháng và dung kháng.
Không sinh công hữu ích nhƣng cần thiết cho quá trình biến đổi năng
lƣợng.
 Ký hiệu: Q
 Đơn vị: var (volt amperes reactive)
 Công thức:
Công suất biểu kiến (S)
 ĐN: Là khái niệm trong ngành kỹ thuật điện dùng để chỉ sự cung ứng điện
năng từ nguồn. Công suất biểu kiến có thể xem nhƣ công suất tổng của thiết
bị.
 Ký hiệu: S
 Đơn vị: VA (Volt – Amperes)

S

Q



 Công thức:

P

1.2.9. Chu kỳ (T)
 ĐN: Là khoảng thời gian ngắn nhất để

T

tín hiệu lặp lại trị số và chiều biến thiên.
 Ký hiêu: T
 Đơn vị: s (giây)
 Công thức: T = 1/f
1.2.10. Độ rộng xung (vuông)

Ton

 ĐN: Là tỉ lệ giữa khoảng thời gian tồn
tại mức cao (Ton) của xung so với với chu
kỳ xung (T).
 Ký hiệu: D (duty cycle)
 Đơn vị: %

T off
20% duty cycle

50% duty cycle

 Công thức:
80% duty cycle

8


1.2.11. Tần số
 ĐN: Là số chu kỳ lặp lại của sự thay đổi tín hiệu trong một đơn vị thời
gian.
 Ký hiệu: f
 Đơn vị: Hz
 Công thức: f = 1/T
1.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH
Bài 1: Sử dụng thang tiền tố SI để chuyển đổi một số đơn vị sau:
1) 1MHz = ............................... Hz
2) 500Hz = ............................... KHz
3) 0,05V = ............................... mV
4) 500KV = .............................. V
5) 10A = .................................. mA
6) 0,1mA = .............................. A
7) 22pF = ................................. F
8) 100nF = ............................... F
9) 1mH = ................................. H
10) 100H = .............................. mH
Bài 2: Một tải có điện trở R = 10K đấu vào nguồn điện một chiều có E =
100V. Tính dòng điện I, điện áp U và công suất P của tải.
Bài làm : ............................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
9


BÀI 2: ĐO LƢỜNG VÀ CÁC SAI SỐ TRONG ĐO
LƢỜNG
MỤC TIÊU CỦA BÀI:
Sau khi học xong bài này ngƣời học có khả năng:
 Về kiến thức: Trình bày đƣợc các khái niệm về đo lƣờng, các nguyên nhân
gây ra sai số, cách khắc phục và trình bày đƣợc các công thức tính sai số cơ
bản trong đo lƣờng.
 Về kỹ năng: Tính toán đƣợc sai số đo lƣờng của các phép đo.
 Về thái độ: Bảo đảm an toàn cho ngƣời và thiết bị. Làm việc nhóm hiệu
quả. Giữ gìn vệ sinh công nghiệp.
NỘI DUNG CHI TIẾT:
2.1. ĐO LƢỜNG DIỆN TỬ
2.1.1. Định nghĩa
Là phƣơng pháp xác định trị số của một thông số nào đó ở một cấu kiện
điện tử trong mạch điện tử hay thông số của hệ thống thiết bị điện tử. Thiết bị
điện tử dùng để xác định giá trị đƣợc gọi là “thiết bị đo điện tử”.
Ví dụ nhƣ đồng hồ vạn năng dùng để đo giá trị điện trở, điện áp, dòng điện,
v.v ...

Hay máy hiện sóng Oscilloscope để hiển thị dạng sóng, tần số, biên độ của
tín hiệu, .v.v…

10


Kết quả đo tùy thuộc vào giới hạn của thiết bị đo. Các giới hạn đó sẽ làm
cho giá trị đo đƣợc (giá trị biểu kiến) hơi khác so với giá trị đúng (giá trị tính toán
theo thiết kế). Do vậy, để quy định hiệu suất của thiết bị đo cần phải có các định
nghĩa về độ chính xác (accuracy), độ phân giải (resolution), độ nhạy (sensitivity)
và sai số (error).
2.1.2. Thông số của thiết bị đo lƣờng điện tử
2.1.2.1. Độ chính xác
Độ chính xác chỉ mức độ gần
đúng mà giá trị đo đƣợc sẽ đạt so với
giá trị đúng của đại lƣợng cần đo.
Ví dụ: Khi ta sử dụng đồng hồ
vạn năng số đo giá của điện trở 1K
nhƣ trong hình dƣới đây và đọc đƣợc
kết quả là 0,981K, thì ta có thể nói
rằng giá trị đo đƣợc gần bằng với giá
trị đúng trong khoảng 1,9%. Vậy độ
chính xác của thiết bị đo là 1,9%.
Trong thực tế, giá trị 1,9% của
ví dụ trên là “độ không chính xác của phép đo”. Nhƣng dạng biểu diễn trên của độ
chính xác đã trở thành chuẩn thông dụng và cũng đƣợc các nhà sản xuất thiết bị
đo dùng để quy đinh khả năng chính xác của thiết bị đo lƣờng.
2.1.2.2. Độ phân giải.
Độ phân giải là sự thay đổi nhỏ nhất ở các giá trị
đo đƣợc mà một thiết bị đo có thể đáp ứng để cho một
số đo xác định. Độ phân giải thƣờng là vạch chia nhỏ
nhất trên thang đo độ lệch.
Ví dụ: Nếu một ampe kế nhƣ hình dƣới đây có
50 vạch chia thì đối với thang đo từ 0  10A thì độ
phân giải sẽ là 10A/50 = 200mA. Có nghĩa là mỗi vạch
chia tƣơng ứng với 200mA.

11


2.1.2.3. Độ nhạy
Độ nhạy là tỷ số của độ thay đổi nhỏ nhất ở đáp ứng ra của thiết bị đo theo
độ thay đổi nhỏ nhất ở đại lƣợng đầu vào. Thông thƣờng, độ nhạy của thiết bị số
sẽ nhạy hơn thiết bị tƣơng tự.
Ví dụ: Nếu độ lệch đầy tháng (fsd: full scale deflection) của một ampe kế
A là 10A, ampe kế B là 20A, thì ta nói ampe kế A nhay hơn so với ampe kế B.

Độ nhạy đƣợc thể hiện cho volt kế dƣới dạng Ohm/volt. Một đồng hồ đo có
fsd là 10A sẽ có điện trở 0,1 mắc nối tiếp để cho fsd ở mức 1V. Trong khi đồng
hồ có fsd là 20A sẽ có điện trở 0,05 mắc nối tiếp để cho fsd ở mức 1V. Vậy volt
kế 0,1/V có độ nhạy cao hơn so với volt kế 0,05/V.
2.1.3. Giới hạn của thiết bị đo.
2.1.3.1. Giới hạn về thang đo
 Mỗi thiết bị đo có khoảng đo lớn nhất về
một thông số cần đo.
Ví dụ: Ampe kế ghi giá trị 20A thì độ lệch
cực đại của nó chỉ lên đến mốc 20A trên mặt.
 Khoảng đo sẽ đƣợc chia thành các thang
đo nhỏ thích hợp.
Ví dụ: Một volt kế có thể đo cao nhất là
30V chia thành 3 thang đo: 10V, 20V và 30V.
2.1.3.2. Độ mở rộng thang đo
Là thuật ngữ đƣợc sử dụng chỉ sự chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và giá trị
nhỏ nhất của một thang đo.

12


Ví dụ: Đồng hồ có mức nhỏ nhất là 10mA, lớn nhất là 100mA thì độ mở
rộng than đo là 100mA – 10mA = 90mA.
2.1.3.3. Giới hạn về công suất
Mỗi thiết bị đo đều có khả năng xử lý công suất lớn nhất nên công suất của
tín hiệu vào không vƣợt quá giới hạn công suất đo. Công suất vƣợt quá có thể làm
hỏng thiết bị đo.
2.1.3.4. Giới hạn về tần số
Phần lớn cơ cấu động ở đồng hồ đo tƣơng tự có vai trò nhƣ một điện cảm
mắc nối tiếp và do vậy sẽ suy giảm ở dải tần số cao.
 Cơ cấu đo điện động: max 1000Hz
 Cơ cấu đo từ điện: max 10000Hz
 Millivoltmeter xoay chiều : một vài MHz.
 Máy hiện sóng có thể sử dụng để đo các tín hiệu có tần số ở dải MHz,
nhƣng giá thành sẽ tăng khi cần độ rộng băng tần cao hơn.
2.1.3.5. Giới hạn về trở kháng
Các thiết bị đo đƣợc dùng để đo các tín hiệu xoay chiều, có trở kháng ra
phụ thuộc vào mạch ra của transistor đƣợc sử dụng. Các thiết bị đo nhƣ volt kế và
máy hiện sóng có trở kháng vào cao.
2.2. SAI SỐ
2.2.1. Nguyên nhân gây sai số
2.2.1.1. Khách quan
 Do dụng cụ, thiết bị đo không chính xác
 Do đối tƣợng đo bị can nhiễu:
+ Để dây điện AC song song với đầu que đo.
+ Đo ở nơi có các nguồn phát tia lửa điện (động cơ, rơ le ...)
2.2.1.2. Chủ quan
 Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo chƣa chính xác.
 Phƣơng pháp đo chƣa đúng
 Thao tác đo chƣa hợp lý.

13


2.2.2. Sai số tuyệt đối và sai số tƣơng đối
2.2.1.1. Sai số tuyệt đối X
Là hiệu giữa đại lƣợng đo X và giá trị thực X th:
X = |X – Xth|
2.2.1.2. Sai số tương đối X
Là tỉ số giữa sai đố tuyệt đối và giá trị thực tính bằng %:

2.3. BÀI TẬP THỰC HÀNH
Bài 1: Một tải có điện trở R = 10K đấu vào nguồn điện một chiều có E =
100V. Biết dòng điện đo đƣợc là 9,5mA. Tính dòng điện I theo lý thuyết và sai số
tuyệt đối của phép đo.
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Bài 2: Một tải có điện trở R = 10K đấu vào nguồn điện một chiều có E =
100V. Biết điện áp đo đƣợc trên điện trở là 101V. Tính điện áp UR theo lý thuyết
và sai số tƣơng đối của phép đo.
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
14


BÀI 3: CÁC THIẾT BỊ ĐO LƢỜNG ĐIỆN TỬ
MỤC TIÊU CỦA BÀI:
Sau khi học xong bài này ngƣời học có khả năng:
 Về kiến thức: Trình bày đƣợc các thiết bị đo lƣờng điện tử thông dụng, nêu
đƣợc phƣơng pháp sử dụng các thiết bị đo lƣờng nhƣ: Đồng hồ vạn năng,
máy hiện sóng.
 Về kỹ năng: Sử dụng thành thạo các thiết bị đo lƣờng nhƣ: Đồng hồ vạn
năng, máy hiện sóng.
 Về thái độ: Bảo đảm an toàn cho ngƣời và thiết bị. Làm việc nhóm hiệu
quả. Giữ gìn vệ sinh công nghiệp.
NỘI DUNG CHI TIẾT :
3.1. ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG
3.1.1. Đồng hồ vạn năng hiển thị kim
3.1.1.1. Cấu tạo chức năng
Đồng hồ vạn văng (VOM – Volt OhmMeter) là thiết bị đo không thể thiếu
đối với bất kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào.
Thang hiển thị giá trị R
Thang hiển thị giá trị U, I
Thang đo VDC
Thang đo I

Thang đo VAC
Thang đo R
Hình 3 -1: Cấu tạo chức năng của VOM hiển thị kim
15


Màn hình hiển thị
Núm xoay lựa chọn thang đo
Núm xoay hiệu chỉnh lệch 0 của thang đo điện áp và dòng điện
Núm xoay hiệu chỉnh lệch 0 của thang đo điện trở
Que đo
Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim có 4 chức năng chính là: đo Điện trở (R), đo
điện áp một chiều (VDC), đo điện áp xoay chiều (VAC) và đo dòng điện (I).
Ƣu điểm của đồng hồ này là đo nhanh, kiểm tra đƣợc nhiều loại linh kiện,
thấy đƣợc sự phóng nạp của tụ điện. Tuy nhiên loại đồng hồ này cũng có mặt hạn
chế về độ chính xác, bị sụt áp khi đo dòng điện yếu, độ bền kém và dễ hƣ hỏng cơ
cấu kim và mạch điện tử bên trong nếu sử dụng không đúng cách.
3.1.1.2. Cách sử dụng
3.1.1.2.1. Cách đo điện áp xoay chiều (VAC)
 Khi đo điện áp AC, ta chuyển thang đo về các thang AC.
 Chọn thang AC cao hơn điện áp cần đo một nấc vì nếu để thang thấp hơn
điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, còn nếu để thang quá cao thì kim
báo thiếu chính xác. Ví dụ: nếu muốn đo điện áp 120V thì ta phải để thang
300V.
 Nếu để thang đo VDC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không báo,
nhƣng đồng hồ không ảnh hƣởng.
Lƣu ý: Tuyệt đối không để thang đo R hay thang đo I khi đo vào điện áp
AC  Nếu nhầm, đồng hồ sẽ bị hỏng ngày lập tức!
3.1.1.2.2. Cách đo điện áp một chiều (VDC)
 Khi đo điện áp DC, ta chuyển thang đo về thang DC.
 Để thang đo cao hơn điện áp cần đo một nấc.
 Khi đo ta đặt que đỏ vào cực dƣơng (+) nguồn, que đen vào cực âm (-)
nguồn.
 Nếu để sang thang AC thì mặc dù đồng hồ không bị hỏng nhƣng đồng hồ sẽ
báo sai, thông thƣờng giá trị báo sai cao cấp 2 lần giá trị thực của điện áp
DC.
16


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×