Bài 1: Sử dụng VOM và linh kiện thụ động
1
Bài 1:
SỬ DỤNG VOM VÀ LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
I.THIẾT BỊ SỬ DỤNG:
- Mô hình thực tập.
- Đồng hồ VOM.
- Đồng hồ DMM (Digital Multi Meter).
- Dao động ký (Oscilocope).
- Máy tạo tín hiệu (Signal Generator).
- Các linh kiện thụ động: Các loại điện trở than loại 1/4w,1/2w,1w và điện trở
công suất ; Các loại tụ điện; Cuộn dây, relay 12VDC, 220VAC, loa loại 4Ω hoặc
8Ω.
II.MỤC TIÊU:
- Sử dụng thành thạo dồng hồ VOM
- Nhận dạng và đọc được trò số các loại điện trở, tụ điện, cuộn dây.
- Biết kiểm tra hư hỏng và vận dụng chúng trong mạch điện tử.
III.NỘI DUNG:
3.1. Sử dụng VOM
3.1.1. Các loại dụng cụ đo trong điện tử:
Có 4 thiết bò cơ bản:
3.1.1.1. Đồng hồ VOM có cấu tạo cơ-điện thường dùng để đo 4 đại lượng điện:
- Điện thế một chiều (VDC)
- Điện thế xoay chiều (VAC)
- Điện trở (Ohm)
- Dòng điện một chiều (mADC).
Tuy VOM là thiết bò đo cổ điển nhưng vẫn rất thông dụng.
3.1.1.2. Đồng hồ DMM là đồng hồ đo hiển thò bằng số, có nhiều tính ưu điểm hơn
đồng hồ VOM như tính đa năng, chính xác, dễ đọc kết quả, khả năng đo tự động,
trở kháng ngõ vào lớn
3.1.1.3. Dao động ký (còn gọi là dao động nghiệm hay máy hiện sóng) là thiết bò
3
Lỗ cắm que đo (+), lỗ cắm que đo (-) –COM Output (nối tiếp với tụ điện).
Núm chỉnh 0 Ω (0 Ω Adj).
Pano của máy, kim chỉ số.
Vít mở máy, nắp sau.
3.1.2.3. Các thang đo:
Để chọn đúng thang đo cho 1 thông số cần đo phải thực hiện các bước sau.
Trước khi tiến hành đo phải xác đònh các thông số cần đo là gì?
Đo điện áp 1 chiều: chọn DCV
Đo điện áp xoay chiều chọn ACV
Đo cường độ dòng điện: DCmA
Đo chỉ số điện trở: Ω
Sau đó xác đònh khoảng giá trò: để chọn thang đo. Trò số thang đo chính là trò
số có thể đo được lớn nhất.
Đo điện trở(đo nguội hay còn gọi là đo khơng có điện áp )
+ Vặn núm chọn thang đo vào một trong các vò trí x1, x10, x1k, x10k
+ Chập hai đầu que đo lại nếu kim chỉ thò nhảy lên chỉnh 0Ω Adj (chỉnh 0) để
kim chỉ đúng số 0 (phía phải).
+ Trước khi chấm hai que đo vào 2 điểm đo, phải bảo đảm giữa 2 điểm này
không có điện thế.
+ Chấm 2 que đo vào hai điểm điện trở và đọc trò số trên mặt chia, sau đó nhân
với thang đo để kết quả.
Chỉ số điện trở = giá trò kim chỉ * giá trò thang đo.
Vd: Chọn thang đo Rx10, kim chỉ vạch lớn ở vò trí 30 và vạch nhỏ ở vò trí 3
vạch nhỏ. Tính nhẫm từ 30 đến 50 có 20 đơn vò mà có 10 vạch như vậy mỗi
vạch là 2 đơn vò → giá trò kim chỉ 30 + (3x2) = 36.
chỉ số điện trở = 36x10= 360Ω
Chú ý: khi đo không được chạm tay vào hai đầu que đo. Tại sao?
METER VOLT
R
Đo cường độ dòng điện ta mắc ampe kế nối tiếp với điểm cần đo.
I
+
.
R
.
A
METER AMP
Cách đọc giá trò (GT) đo:
GT đo = (GT thang đo/GT vạch đọc)* GT kim chỉ số
Vd: chọn thang đo 1000, đọc theo vạch 10, giá trò kim chỉ số là 2,2.
V = (1000/10) x 2,2 = 220V.
Đặc tính kỹ thuật độ nhạy của VOM 10KΩ/VDC thì điều này có ý nghóa là ở
thang đo 1VDC điện trở nội là 10k, ở thang đo 10VDC điện trở nội là 100kΩ.
Điện trở nội / VDC càng lớn đo điện thế càng chính xác.
Nhắc lại một số đònh luật: Ohm, Jun-Lensơ.
-Nếu chưa rõ nơi nào có điện thế thấp cao ta vặn thang đo cao nhất (vd 1000VDC)
rồi đo nhanh, nếu quan sát thấy kim giật ngược, đảo que đo lại.
-Thường ta đo điện thế ở các nơi trong mạch so với đất (ground, mass) trong
trường hợp này nên kẹp que nối đến lỗ cắm (-) vào đất (mass) của mạch cần đo.
3.1.3 .CÁC BÀI THỰC TẬP
3.1.3.1 Đo và ghi lại một số trường hợp sau:
Điện trở
x1
x10
x100 R6 R7 R8
Nhận xét:
3.1.3.2 Đo điện áp và dòng điện
mA
METER MA
330Ω
R=U/I
Vẽ đồ thò:
Nhận xét: Bài 1: Sử dụng VOM và linh kiện thụ động
6 3.1.3.3 Đo điện áp và dòng điện cùng một lúc trong mạch đối với tải có điện trở
cao sử dụng mạch V-A, đối với tải có điện trở nhỏ sử dụng mạch A-V.
mA
METER MA
+
+
5V
V
METER VOLT
R
R
+
mA
METER MA
+
V
I
C
+
D
R1
B
R2
Kiểm nghiệm lại công thức (1.1):
U = U
R1
+ U
R2
+ U
R3
= U
AD
= (1.1)
3.1.3.4.2 Mạch song song:
R3
I2 I3
I
I1
10K1K560
R1
12V
R2
+
Đo các giá trò I
=
Bài 1: Sử dụng VOM và linh kiện thụ động
7
Nhận xét:
3.2 : LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
3.2.1 . ĐIỆN TRỞ:
3.2.1.1 Cấu tạo – ký hiệu:
Ký hiệu:
- Than ép: bột than + chất lk (1/8W ÷ 1W)
- Than (1/20W ÷ vàiW), độ ổn đònh cao 10Ω ÷ 22MΩ
- Magie kim loại Ni-O
2
: ổn đònh
- Oxide kim loại: Oxide thiếc và SiO
2
1/2W chống nhiệt độ, ẩm
- Dây quấn: giá trò thấp, 1W÷25W
Hình dạng thực tế:
#
3.2.1.2 Phân loại:
-Than ép: <3W tần số thấp.
Vàng
4 4 x10
4
4%
Lục
5 5 x10
5
Dương
6 6 x10
6
Tím
7 7 x10
7
Xám
8 8 x10
8
Trắng
9 9 x10
9
Vàng kim
x10
-1
5%
Bạc kim
x10
-2
10%
Bảng mã vạch màu quy ước
Ω
Đen (chục Ω)
100 999
Ω
Nâu (trăm Ω)
1 9.9
KΩ
Đỏ (KΩ)
10 99
KΩ
Cam (chục KΩ)
100 999
KΩ
Vàng (trăm KΩ)
1 9.9
MΩ
Lục (MΩ)
Điện trở 4 vòng màu vạch thứ tư là màu đen, trường hợp này ta xem như sai số
là 20%
Điện trở có các giá trò danh đònh: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 43, 47, 51, 56,
68, 75, 82, 91
Loại điện trở tích hợp gọi là IC điện trở, có kích thước rất nhỏ.
3.2.1.4 Đo điện trở:
3.2.1.5 Hư hỏng thường gặp:
Tình trạng điện trở đo Ω không lên điện trở bò đứt.
Điện trở cháy (bò sẫm màu khó phân biệt các vòng màu và có mùi khét) là do
làm việc quá công suất quy đònh.
Tăng trò số: bột than bò biến chất làm tăng.
Giảm trò số: điện trở dây quấn bò chạm.
Giá trò điện dung là khả năng chứa điện của tụ.
Giá trò điện áp trên thân tụ là khả năng chòu đựng điện áp cực đại cho phép
của tụ.
Tụ hóa: có cực tính dương và âm, lưu ý cực dương mắc ở nơi có mức điện thế
cao.
Hình dạng thự tế:
Bài 1: Sử dụng VOM và linh kiện thụ động
11 3.2.2.3 Phân loại:
Tụ Mica, tụ Selen và tụ gốm là các tụ hoạt động ở mạch cao tần.
Tụ sứ, tụ sành, tụ giấy và tụ dầu là các tụ hoạt động ở mạch trung tần.
Tụ hoá là tụ hoạt động ở mạch hạ tần.
- Đọc trò số tụ có các chấm màu như cách đọc điện trở.
- Tụ Mica có sáu vòng màu, vòng đầu tiên bên trái hàng trên cùng có màu
trắng. Tụ có 5 vòng màu vòng thứ 5 xác đònh dãy nhiệt độ của tụ.
- Trường hợp tụ có ghi giá trò, ký hiệu tận cùng là 1 chữ cái thể hiện giá trò
sai số J: ± 5% K: ± 10% L: ± 20% , đơn vò đo tính bằng pF.
3.2.2.4 Cách đo kiểm tra tụ điện:
Đo nguội: vặn VOM ở thang đo Ω
x1 tụ > 100 F
x10 10F 100F
x100 1F 10F
x1K 104 10F
x10K 102 104F
Thực hiện thao tác đo 2 lần và có đổi chiều đo, ta thấy:
Vd: I: Đỏ
II: Vàng
L: Đen
S: Vàng
L = 24x10
0
H 4% = 24 H 4%
3.2.3.3 Ứng dụng:
Relay: máy phát, vô tuyến …
Biến thế
3.2.3.4 Đo thử cuộn dây:
- Đo thử biến thế.
Bài 1: Sử dụng VOM và linh kiện thụ động
13
- Đo thử Relay.
3.2.4. CÁC BÀI THỰC TẬP
3.2,4.1. Nhận dạng, đo và đọc các điện trở:
Điện
trở
Vòng màu
Trị số tương ứng với
màu
Giá trò đo bằng
VOM
R1
R9
R10
Nhận xét: Thực hành đọc và lấy các điện trở theo yêu cầu.
Đo biến trở: đo 2 chấu bìa, giữa chấu bìa với hai chấu ngoài. Khi xoay trục
chú ý chiều tăng giảm.
3.2.4.2 Nhận dạng, đo kiểm tra tụ, đọc trò số tụ:
Tụ điện
Đọc giá trị ghi
trên thân tụ
Thang
đo
Hiện tượng
Nhận xét
C1
- Đo thử biến thế:
+ Đo Ω cuộn sơ cấp, thứ cấp.
+ Đo cách điện giữa 2 cuộn sơ và thứ cấp.
- Đo thử loa: chọn thang đo Rx1, một que đo chấm sẵn trên loa, que còn lại
kích thích lên chấu còn lại, kim nhảy theo và loa phát tiếng rẹt rẹt là tốt.
Tại sao?
3.1.1.2 Chì hàn, nhựa thông:
- Chì hàn được dùng trong quá trình lắp ráp các mạch điện tử. Chì hàn dễ nóng
chảy ở nhiệt độ khoảng 60
0
C ÷ 80
0
C, có đường kính 1mm, ruột rỗng chứa nhựa
thông, hoặc được bọc nhựa thông bên ngoài.
- Nhựa thông (chloro-phyll) ở dạng rắn màu vàng nhạt. Ta nên đựng nhựa thông
vào hộp để tránh tình trạng vỡ vụn và dễ bảo quản hơn. Nhựa thông có hai công
dụng: rửa sạch (chất tẩy) nơi cần hàn để chì dễ bám chặt, bảo vệ mối hàn với môi
trường (nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất…).
3.1.1.3 Các loại kềm:
- Kềm cắt:
- Kềm mỏ vòt:
3.1.1.4 Dao, giấy nhám nhuyễn:
3.1.2 Cách chuẩn bị mỏ hàn:
- Kiểm tra đầu mỏ hàn nếu lỏng phải bắt lại vít đầu mỏ hàn. Kiểm tra dây cấp
nguồn điện.
- Làm sạch đầu mỏ hàn bằng giấy nhám.
- Cấp điện, đợi mỏ hàn nóng phải tiến hành xi chì lên đầu mỏ hàn ngay, tránh
để mỏ hàn nóng lâu sẽ bị oxy hóa.
- Nếu chưa sử dụng phải gác mỏ hàn vào đồ gác mỏ hàn.
3.2.2. Trình tự thực hiện thao tác xi chì trên dây dẫn:
- Tuốt lớp vỏ nhựa cách điện trên dây.
- Dùng dao hay giấy nhám đánh sạch lớp oxide hay lớp men cách điện bao
quanh dây dẫn. Nếu sử dụng dao phải đặt lưỡi dao nghiêng 45
0
so với mặt
dây để tránh trầy xướt dây đồng. Dây được xem là sạch khi dây ửng màu
18
3.1.4.4 Hàn xoắn: dùng để hàn gộp các dây dẫn nhiều sợi.
3.1.4.5 Hàn linh kiện lên mạch in:
Khi hàn dùng chì hàn chấm nhanh lên chân linh kiện tại mối hàn. Không để
mỏ hàn quá lâu tại mối hàn sẽ làm tróc đường mạch in. Chân linh kiện không để
thò dài qua mối hàn. Đối với linh kiện không chịu được nhiệt phải dùng kẹp tản
nhiệt.
3.1.5 CÁC BÀI THỰC TẬP
- Học sinh tiến hành xi chì lên dây dẫn theo các bước đã được hướng dẫn. Thực
hiện đúng các thao tác kỹ thuật cho đến khi đạt yêu cầu.
- Thực hiện các mối hàn dây cơ bản. Khi thực tập cố gắng không để rơi vào các
mối hàn không đạt yêu cầu.
- Sinh viên dùng dụng cụ uốn cong, kết hợp với các cách hàn ghép tiến hành hàn
tên của mình và các hình theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Thực hành hàn linh kiện lên board mạch nổi.
3.2 KỸ THUẬT MẠCH IN
3.2.1 Một số quy tắc khi thiết kế một mạch in:
- Đơn giản hóa sơ đồ nguyên lý.
- Phải biết nhận dạng và chân linh kiện, yêu cầu bố trí linh kiện.
- Các linh kiện phải có chổ hàn chân linh kiện riêng, không hàn hai chân linh
kiện vào một lỗ.
- Đường mạch in có thể đi vào giữa hai chân linh kiện nhưng hai linh kiện
không được nằm chồng chéo lẫn nhau.
- Các đường mạch không tiếp xúc ở sơ đồ nguyên lý thì trên mạch sơ đồ mạch
in không được giao nhau.
Bài 2: Kỹ thuật xi hàn và thiết kế mạch in
19
3.2.2 . Quy trình thiết kế mạch in trên giấy:
- Dùng một tờ giấy chia ô ly và đặt các linh kiện lên đó. Sắp xếp hợp lý vị trí
20
- Dùng dao bén cạo sửa các biên của đường mạch sao cho đường mạch an tồn
và đẹp.
- Khi đã vẽ hoàn chỉnh, chờ cho mưc khô rồi cho bảng mạch ngâm vào dung
dịch thuốc ngâm mạch in. Mặt đồng cho hướng xuống phía dưới, hố chất tẩy sẽ
ăn mòn lớp đồng tại các vị trí không bám mực và để nguyên lớp đồng tại các vị
trí được bao phủ bằng các đường vẽ mực. Muốn lớp đồng bị “ăn nhanh” thì nên
pha bột ngâm với nước ấm, khi tẩy nên lắc tấm mạch in trong chậu thuốc.
- Sau khi tẩy xong các vùng đồng không cần thiết, rửa mạch in với nước sạch
nhiều lần, dùng xăng hoặc cồn lau sạch các đường mực.
- Dung khoan (mũi khoan có đường kính 0,8mm ÷1mm) để khoan các lổ cắm
chân linh kiện (có thể dùng máy đục lỗ).
- Đánh sơ mạch in bằng giấy nhám nhuyễn và nước, làm sạch rồi sơn phủ lên
một lớp dung dịch nhựa thông (nhựa thông có pha xăng) để có thể bảo quản
mạch lâu ngày không bị lên lớp ten xanh hoặc ố đen.
3.2.4 CÁC BÀI THỰC TẬP:
3.2.4.1 Vẽ sơ đồ mạch in từ sơ đồ nguyên lý:
Học sinh tiến hành thiết kế mạch in trên giấy từ một số sơ đồ mạch nguyên lý
sau:
-
GND
+VDC
C
2200µF/25V
R
560Ω
led
VAC
+
220VAC
- Khảo sát hoạt động của Diode.
III.NỘI DUNG:
3.1 Công dụng:
- Dùng để chuyển đổi điện xoay chiều AC thành điện một chiều DC (nắn điện
hay chỉnh lưu).
- Ổn đònh điện áp.
- Hạn biên tín hiệu (tránh được nhiễu).
- Tách tín hiệu ra khỏi sóng mang cao tần.
- Chọn cộng hưởng đài.
3.2 Phân loại - ký hiệu – hình dạng :
3.2.1 Diode nắn điện:
Ký hiệu:
Diode nắn điện chỉ hoạt động dẫn dòng điện từ cực P (anot) sang cực N (catot)
khi và chỉ khi điện áp cực P lớn hơn điện áp cực N (V
P
>V
N
) tức U
PN
> 0, gọi là
phân cực thuận của diode. Khi đặt vào 2 đầu P-N của diode giá trò điện thế phân
cực ngược lại tức U
PN
<0 (V
P
<V
Loại công suất lớn
(chạy dòng cao):
Loại này thường
gặp ở khu vực nguồn
cấp có công suất lớn
hơn 5KVA, trong các thiết bò nguồn
dự phòng. Do hoạt động với dòng cao nên rất mau nóng vì vậy vỏ của chúng làm
bằng kim loại để bắt giải nhiệt ra sườn máy.
Hình dạng thự tế:
3.2.2 Diode ổn áp ( diode Zener):
Ký hiệu: Diode ổn áp hoạt động ở chế độ phân cực ngược, tức U
PN
<0
(V
P
<V
N
). Khi sử dụng để lắp ráp thay thế phải chú ý điện áp Zener và dòng tải.
Bài 3: Diode
24
Được chế tạo thường bằng thuỷ tinh trong, sơn đỏ hoặc bạc, vòng sơn đánh dấu
màu đen.
- Diode bò thủng mối nối P-N (còn gọi là chạm, nối tắt): do làm việc quá áp.
Để kiểm tra diode tốt xấu: vặn đồng hồ VOM ở thang đo Rx1 (hoặc Rx10), ta
tiến hành đo 2 lần có đảo chiều que đo.
- Nếu quan sát thấy một lần lên hết kim và một lần kim không lên: diode còn
tốt.
- Nếu kim đồng hồ một lần lên hết kim và một lần lên khoảng 1/3 vạch chia:
diode bò rỉ.
- Nếu kim đồng hồ lên mút kim cả 2 lần đo: diode bò đánh thủng.
- Nếu kim không lên cả hai lần đo: diode bò đứt.
Đối với Led thì khi que đen ở P que đỏ ở N thì Led sẽ phát sáng.
Đối với diode quang khi đo nhớ đưa ra ngoài ánh sáng hoặc rọi sáng vào thì mới
đủ điều kiện để nó hoạt động.
IV.CÁC BÀI THỰC TẬP
4.1 Thực hành nhận dạng và đo thử các loại diode.
4.2 Khảo sát hoạt động của diode.
- Mắc mạch như hình 4.1.
- Thay đổi điện áp đầu vào và đo các thông số, ghi vào bảng giá trò.
V
A
Uin
R
0.5/1W
Hình 4.1: khảo sát diode.
Bảng 4.1: khảo sát Diode
U
in
(V)
-12
-6