Công Nghệ 12 Bài 7: Khái Niệm Về Mạch điện Tử - Chỉnh Lưu

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Khái niệm, phân loại mạch điện tử

- Khái niệm: Mạch điện tử là mạch điện mắc phối hợp giữa các linh kiện điện tử với các bộ phận nguồn,dây dẫn để thực hiện một chức năng nào đó trong kỹ thuật điện tử.

- Phân loại: Mạch điện tử có nhiều cách phân loại khác nhau , về cơ bản được phân theo hình 7.1

1.2. Mạch chỉnh lưu và nguồn một chiều

a. Mạch chỉnh lưu

- Nguồn điện một chiều cung cấp cho các thiết bị điện tử có thể dùng pin, acquy hoặc chỉnh lưu đổi điện xoay chiều thành điện một chiều.

- Mạch chỉnh lưu dùng các Điot tiếp mặt để đổi điện xoay chiều thành điện một chiều. Có nhiều cách mắc mạch chỉnh lưu”

- Mạch chỉnh lưu nửa chu kì

+ Trong khoảng 0 ÷ ∏, nguồn u2 ở nửa chu kì dương, điot Đ phân cực thuận, dẫn điện, cho dòng điện I chạy qua tải theo chiều từ trên xuống dưới về cuộn thứ cấp của biến áp, khép kín mạch.

+ Trong khoảng ∏ ÷ 2∏, nguồn u2 đổi chiều sang nửa chu kì âm, Điot Đ bị phân cực ngược, không dẫn điện, không có dòng điện chạy qua tải, điện áp Rtải bằng không. Các chu kì sau cứ thế tiếp diễn.

- Như vậy điot Đ đã đổi điện xoay chiều trong biến áp thành điện một chiều qua tải. Nguồn điện một chiều U sau khi chỉnh lưu có cực dương (+) luôn luôn ở phía catot của điot chỉnh lưu.

- Nhận xét:

+ Ưu điểm: Mạch đơn giản, chỉ dùng 1 điot

+ Nhược điểm: Hiệu suất sử dụng biến áp nguồn thấp. Dạng sóng ra có độ gợn lớn nên việc lọc san bằng độ gợn khó khăn. Hiệu quả kém, thực tế ít sử dụng.

- Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì

+ Mạch chỉnh lưu 2 điot

- Nhận xét về mạch điện:

+ Mạch điện phải dùng 2 diot tiếp mặt Đ1và Đ2 để luân phiên chỉnh lưu theo từng nửa chu kì.

+ Cuộn thứ cấp của biến áp nguồn phải được quấn làm hai nửa cân xứng nhau.

- Hai nửa cuộn thứ cấp cho hai điện áp u2a và u2b có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau 1800 đặt lên hai đầu anot của điot Đ1và Đ2

+ Điện áp một chiều U_ lấy ra trên tải có cực dương (+) luôn ở phía hai catot của điot chỉnh lưu.

+ Điện áp một chiều U_ lấy ra có gợn sóng nhỏ, tần số gợn sóng 100Hz, dễ lọc, hiệu quả tốt.

+ Các diot Đ1 và Đ2khi phân cực thuận dẫn điện, điện áp làm việc chỉ là u2a hoặc u2b; nhưng khi chúng bị phân cực ngược không dẫn điện, điện áp ngược phải chịu gấp đôi biên độ điện áp khi làm việc

+ Mạch điện không được dùng nhiều như mạch chỉnh lưu cầu.

- Mạch chỉnh lưu cầu (dùng 4 diot)

+ Giả sử trong khoảng 0 ÷ ∏, nguồn u2 ở nửa chu kì dương. Điot Đ1 và Đ3 phân cực thuận, dẫn điện; điot Đ2 và Đ4 bị phân cực ngược, không dẫn điện (khoá). Dòng điện từ cực dương nguồn chạy qua Đ1, Rtải, Đ3 sau đó trở về cực âm nguồn.

+ Trong khoảng ∏ ÷ 2∏, nguồn u2 đổi chiều ở nửa chu kì âm. Điot Đ2và Đ4 dẫn điện; diot Đ1 và Đ3 khoá. Dòng điện từ cực dương nguồn chạy qua Đ2, Rtải, Đ4 sau đó trở về cực âm nguồn.

- Trong sơ đồ mạch điện, có thể dùng kí hiệu sau biểu thị mạch chỉnh lưu cầu

b. Nguồn một chiều

- Sơ đồ khối chức năng của mạch nguồn

+ Là mạch điện quan trọng trong một thiết bị điện tử. Nó có nhiệm vụ biến đổi điện xoay chiều từ mạng lưới quốc gia thành điện một chiều có mức điện áp ổn định và công suất cần thiết để nuôi toàn bộ các thiết bị điện tử.

- Mạch nguồn điện thực tế:

+ Khối 1 là biến áp nguồn: đổi điện xoay chiều 220V thành mức điện áp lên cao hoặc xuống thấp.

+ Khối là 2 mạch chỉnh lưu: dùng các diot tiếp mặt để đổi điện xoay chiều thành một chiều

+ Khối 3 là mạch lọc nguồn: dùng các tụ hoá có trị số điện dung lớn phối hợp cuộn cảm L có trị số điện cảm lớn để lọc, san bằng độ gợn sóng, giữ cho điện áp một chiều ra trên tải được bằng phẳng

+ Khối 4 là mạch ổn áp điện một chiều: dùng để giữ cho điện áp một chiều ra trên tải luôn luôn ổn định.

+ Mạch ổn áp dùng IC như hình được sử dụng rất phổ biến vì vừa đơn giản, gọn nhẹ và chất lượng cao.

2. Bài tập minh họa

Trình bày cách phân loại mạch điện tử.

Hướng dẫn giải:

- Phân loại mạch điện tử theo chức năng và nhiệm vụ:

• Mạch khuếch đại.
• Mạch tạo sóng hình sin.
• Mạch tạo xung.
• Mạch nguồn chỉnh lưu, mạch lọc và mạch ổn áp.

+ Phân loại mạch điện tử theo phương thức gia công, xử lí tín hiệu:

• Mạch điện tử tương tự.
• Mạch điện tử số.

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Trình bày về nguồn điện một chiều.

Câu 2: Vẽ sơ đồ khối chức năng của mạch một chiều và nêu nhiệm vụ của từng khối.

Câu 3: Nếu tụ điện C1 hoặc C2 trên hình 7 - 7 bị đánh thủng thì sẽ xảy ra hiện tượng gì?

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng:

A. Mạch chỉnh lưu dùng điôt tiếp điểm để đổi điện xoay chiều thành một chiều

B. Mạch chỉnh lưu dùng điôt tiếp mặt để đổi điện xoay chiều thành một chiều

C. Mạch chỉnh lưu dùng pin để tạo ra dòng điện một chiều

D. Mạch chỉnh lưu dùng ac quy để tạo ra dòng điện một chiều

Câu 2: Mạch chỉnh lưu nửa chu kì:

A. Là mạch chỉnh lưu chỉ sử dụng một điôt

B. Hiệu suất sử dụng biến áp nguồn thấp

C. Trên thực tế ít được sử dụng

D. Cả 3 đáp án đều đúng

Câu 3: Nhiệm vụ của khối biến áp nguồn là

A. Đổi điện xoay chiều thành điện một chiều

B. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp cao hơn

C. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp thấp hơn

D. Đổi điện xoay chiều 220 V thành điện xoay chiều có mức điện áp cao hay thấp tùy theo yêu cầu của tải.

Câu 4: Mạch chỉnh lưu được sử dụng nhiều trên thực tế:

A. Mạch chỉnh lưu dùng một điôt

B. Mạch chỉnh lưu dùng hai điôt

C. Mạch chỉnh lưu dùng 4 điôt

D. Cả 3 đáp án đều đúng

Câu 5: Phát biểu nào sau đây sai:

A. Mạch chỉnh lưu nửa chu kì chỉ dùng một điôt

B. Mạch chỉnh lưu dùng một điôt sóng ra có độ gợn sóng lớn

C. Mạch chỉnh lưu cầu có cấu tạo phức tạp do dùng bốn điôt

D. Mạch chỉnh lưu cầu có cấu tạo đơn giản do biến áp nguồn không có yêu cầu đặc biệt

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Khái niệm về mạch điện tử - chỉnh lưu - nguồn một chiều Công nghệ 12 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

- Sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Biết được khái niệm, phân loại mạch điện tử
• Hiểu được chức năng và nguyên lý làm việc của mạch chỉnh lưu, mạch lọc, mạch ổn áp.
• Nhận biết các khối chính trong mạch nguồn một chiều và chức năng các khối chính trong mạch nguồn một chiều. Nhận biết các linh kiện trong mạch nguồn một chiều.