Khái niệm cơ bản về điện trở

Điện trở là linh kiện được sử dụng nhiều nhất trong hầu hết các mạch điện tử . Bạn sẽ tìm thấy ứng dụng của nó từ các mạch và dự án DIY cho đến các sản phẩm thương mại.

Nói tóm lại, bạn phải tìm hiểu những điều cơ bản về điện trở nếu bạn muốn tạo dựng sự nghiệp trong lĩnh vực điện tử hoặc để hiểu thế giới điện tử kỹ thuật số mà chúng ta đang sống.

Về cơ bản, điện trở là một linh kiện điện tử thụ động hai cực mà chúng ta sử dụng trong các mạch của mình để giới hạn dòng điện, phân chia điện áp, phản hồi dương, v.v.

Chúng ta đo giá trị điện trở trong Ohms. Và công cụ Chúng ta sử dụng để đo và kiểm tra điện trở được gọi là đồng hồ vạn năng và máy kiểm tra linh kiện. Những công cụ này chỉ cho đi giá trị điện trở của điện trở của Chúng ta ngay lập tức.

Trong phần còn lại của bài viết này, mình sẽ chia sẻ một số kiến thức cơ bản về điện trở, điện trở là gì, chức năng của nó trong mạch, một số thiết kế mạch quan trọng được chấp nhận, cách đo và kiểm tra nó trước khi đặt nó lên bảng mạch thực, và nhiều hơn nữa.

Khái niệm cơ bản về điện trở & thử nghiệm

Nếu chúng ta cố gắng hiểu khái niệm điện trở một cách đơn giản. Nó nên như thế này. Bạn biết mọi thứ đều phản đối một sự thay đổi mới. Giống như con người chúng ta phản đối những thay đổi mới trong cuộc sống của mình, chúng ta phản đối việc áp dụng những thói quen và lối suy nghĩ mới. Sự kháng cự này giống như bản chất của mọi thứ.

Điều tương tự cũng xảy ra với dây dẫn điện tử. Dây dẫn điện trở khi chúng ta muốn thay đổi chúng bằng cách đặt một hiệu điện thế lên nó. Điện áp này tạo ra một dòng điện mà dây dẫn thực sự không thích và do đó chống lại nó.

Sự đối lập với dòng chảy dòng điện thực sự là điện trở. Vì hiện tượng này được phát hiện bởi Ohm, đó là lý do tại sao Chúng ta đo điện trở này bằng Ohms (để vinh danh sự đóng góp của ông).

Bây giờ, điện trở này thực sự quan trọng và chúng ta có thể sử dụng chúng cho nhiều tình huống hữu ích. Ví dụ, nếu không có điện trở thì một dòng điện vô hạn sẽ chạy qua, nó sẽ đốt cháy và làm hỏng mọi thứ, và không thể có thiết bị điện tử nào.

Chúng ta hiểu tầm quan trọng của điện trở và đã tạo ra một linh kiện riêng biệt trong phòng thí nghiệm của Chúng ta gọi là điện trở cung cấp khả năng chống lại dòng điện chạy qua.

Điện trở là một thiết bị thụ động hai cực chống lại dòng điện chạy qua nó.

ĐỊNH NGHĨA ĐIỆN TRỞ

Về cơ bản, nó được làm bằng những vật liệu chống lại dòng chảy dòng điện.

Bây giờ bạn có thể nghĩ rằng Chúng ta đang nói về điện trở của dây dẫn, bây giờ Chúng ta đã tạo ra linh kiện của riêng mình. Và bạn nói đúng không. Dây dẫn cung cấp sự phản đối, nhưng nó rất thấp và Chúng ta cần linh kiện riêng có giá trị điện trở riêng (được thiết kế theo nhu cầu và yêu cầu cụ thể của Chúng ta).

Tóm lại, chúng ta đã học hiện tượng điện trở của dây dẫn. Nhưng đặt một dây dẫn trong mạch thời gian thực là không thực tế. Vì vậy, Chúng ta đã thiết kế linh kiện của riêng mình được gọi là điện trở cung cấp điện trở theo thông số kỹ thuật của riêng Chúng ta. Và chúng ta có thể đưa chúng vào mạch của chúng ta một cách hiệu quả.

mình đoán bạn có một ý tưởng đơn giản về một điện trở. Hãy tiếp tục với chủ đề của Chúng ta.

Kí hiệu mạch điện trở

Trong điện tử, mọi linh kiện đều có ký hiệu mạch của nó. Ký hiệu mạch điện giúp chúng ta vẽ mạch điện trên giấy để phân tích và thiết kế. Ngoài ra, với ký hiệu mạch, chúng ta có thể thiết kế mạch của mình một cách đơn giản trong phần mềm mô phỏng.

Sau đây là ký hiệu mạch điện trở và một số điện trở vật lý thực tế.

Bạn thấy đấy, biểu tượng là zig zag. Nó được chọn theo cách này để minh họa rằng đó là một con đường khó khăn để dòng điện chạy qua.

Hãy xem cách xác định điện trở trên bảng mạch thời gian thực. Bởi vì đây là mục đích của Chúng ta để sử dụng một điện trở trong mạch của Chúng ta cho giải pháp mà Chúng ta gặp phải.

Bây giờ bạn có khả năng xác định các điện trở trong bảng mạch. Mọi người bỏ lỡ điều này và tập trung quá nhiều vào lý thuyết. Lý thuyết là tốt nhưng ở đây Chúng ta tập trung vào những điều thực tế và các khía cạnh của điện trở điện tử.

Đo giá trị điện trở

Điều tiếp theo là làm thế nào chúng ta có thể đo giá trị điện trở của bất kỳ điện trở nào. Đáp án đơn giản. Chúng ta có thể làm điều này bằng các phương pháp đã được chứng minh sau đây:

Theo mã màu
Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số
Sử dụng máy kiểm tra linh kiện

Hãy cùng khám phá phương pháp này từng cái một.

Mã màu

Phương pháp này yêu cầu chúng ta đọc mã trên thân điện trở. Nếu để ý đến điện trở phía trên bạn sẽ thấy trên mỗi điện trở đều có sọc màu. Những sọc này thực sự là mã màu.

Bằng cách đọc mã màu này, bạn thực sự có thể biết giá trị của bất kỳ điện trở nào. Nó rất hữu ích khi chúng ta kiểm tra điện trở của mình.

Đọc một màu sắc là dễ dàng và đơn giản. Màu đầu tiên trong sọc là chữ số đầu tiên của bạn, màu thứ hai là chữ số thứ hai, màu thứ ba là lũy thừa 10 và màu cuối cùng là giá trị dung sai.

Trong thực tế, Chúng ta thường không thích phương pháp này vì nó rất tốn thời gian. Nhưng mình đã chia sẻ nó cho những ai là sinh viên và đang tìm hiểu về những điều cơ bản về điện trở cho khóa học học kỳ của họ hoặc những thứ tương tự.

Sử dụng đồng hồ vạn năng

Đây là một cách thực tế để đo giá trị của điện trở đã cho của bạn. Để thực hiện phương pháp này trước hết chúng ta cần biết đồng hồ vạn năng là gì.

Đồng hồ vạn năng là một thiết bị đo điện tử mà Chúng ta sử dụng để đo các giá trị sau:

Điện áp
Dòng điện
Điện trở
điện dung
Tính thường xuyên
Điện cảm
Sự liên tục mạch
Kiểm tra điốt

mình sẽ không đi vào chi tiết về cách sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện trở vì đây không phải là chủ đề của Chúng ta. mình chia sẻ nó, vì vậy bạn biết về các phương pháp khác nhau.

Sử dụng máy kiểm tra linh kiện

Phương pháp này rất thú vị và rất dễ thực hiện. Đối với phương pháp này, bạn cần một thiết bị kiểm tra linh kiện.

Máy kiểm tra linh kiện là một thiết bị giống như đồng hồ vạn năng ở trên với khả năng kiểm tra và xác định các linh kiện điện tử khác nhau. Sau đây là một trong những công cụ kiểm tra linh kiện tốt nhất hiện có trên thị trường. Nó được gọi là máy thử M328.

Nó thân thiện với người dùng và có thể đo giá trị điện trở của bất kỳ điện trở nào ngay lập tức. Chỉ cần đặt điện trở vào đó, nhấn nút kiểm tra và nhận kết quả trên màn hình. Nó chỉ là đơn giản.

Công thức điện trở đơn giản

Ở cấp độ mới bắt đầu, chúng ta có thể rút ra công thức điện trở từ Định luật Ohm. Nhưng khi bạn nghiên cứu về điện tử tiên tiến, bạn sẽ thấy công thức này là không đủ và nó chỉ giới hạn ở các điện trở tuyến tính.

Sau đây là công thức kháng đơn giản:

Các loại điện trở

Chủ yếu có hai loại điện trở mà Chúng ta sử dụng trong hầu hết các dự án điện tử của mình. Họ là những điều sau đây:

Điện trở giá trị cố định
Giá trị biến điện trở (Chiết áp)

Hãy nói chi tiết về những kẻ này.

Điện trở giá trị cố định

Như tên cho thấy đây là những điện trở có giá trị điện trở cố định. Và giá trị này không thay đổi trong mọi trường hợp. Nếu có thì điều đó có nghĩa là điện trở của bạn đã bị hỏng và cần được thay thế.

Sau đây là các giá trị cố định điện trở:

Bạn sẽ xác định chúng khi chúng được gọi là điện trở 1K Ohm, 10KOhm, v.v.

biến trở

Giá trị của điện trở thay đổi, đó là lý do tại sao chúng được gọi là điện trở thay đổi. Chúng ta cần điện trở thay đổi trong các dự án điện tử khác nhau như dự án cảm biến và phân chia điện áp.

Bạn thấy đấy, điện trở này có ba cực. 1 và 3 được cố định và 2 có thể trượt qua chịu trách nhiệm về các giá trị điện trở thay đổi.

Tại sao chúng ta cần điện trở trong mạch

Đây là một câu hỏi rất quan trọng trong việc học những điều cơ bản về điện trở. Giống như nó thực sự cần thiết để bạn hiểu tại sao bạn cần một điện trở trong mạch của Chúng ta ngay từ đầu.

Sau đây là một số lý do mà mình nghĩ rằng điện trở rất quan trọng trong các mạch điện tử của chúng ta.

Giới hạn dòng điện

Giá trị điện trở của điện trở xác định lượng dòng điện có thể dễ dàng chạy qua điện trở đến phần còn lại của linh kiện hoặc mạch.

Do đó, giá trị của điện trở đối với một điện trở cố định là cố định, nghĩa là cường độ dòng điện là cố định.

Vì vậy, nếu bạn không muốn dòng điện vượt quá một giá trị nhất định trong mạch của mình. Sau đó, sử dụng một điện trở có giá trị điện trở tương ứng theo Định luật Ohm.

Phân áp

Đôi khi Chúng ta yêu cầu nhiều mức điện áp trong một mạch tín hiệu. Vấn đề là, chúng ta không thể đặt các nguồn năng lượng của các giá trị khác nhau.

Nếu Chúng ta làm như trên, bạn có thể hình dung mạch điện và sản phẩm của Chúng ta sẽ cồng kềnh, nặng nề và hạn chế về kiểu dáng. Và quan trọng nhất, rất hiệu quả trong thời gian dài.

Vì vậy, Chúng ta sử dụng điện trở trong cấu hình bộ chia điện áp để đạt được các mức điện áp khác nhau tùy theo yêu cầu của mạch điện.

Hãy nhớ rằng, phân chia điện áp được sử dụng tốt nhất cho các giá trị nhỏ và cấp nguồn cho các thiết bị nhỏ. Bạn không nên mong đợi nó sử dụng cho dòng điện lớn, vì nó không được thiết kế cho mục đích này.

Tham chiếu điện áp

Tham chiếu điện áp là một giá trị không đổi được đặt trước mà Chúng ta so sánh các giá trị khác của mình hoặc sử dụng nó làm trạng thái.

Tham chiếu điện áp là một khái niệm rất quan trọng và đóng vai trò chính trong các mạch kỹ thuật số.

Chúng ta sử dụng các mạch phân chia điện áp ở trên để tạo ra các mức điện áp mà Chúng ta sử dụng cho mục đích tham khảo trong các mạch của mình.

Phản hồi

Thuật ngữ phản hồi chủ yếu được sử dụng khi Chúng ta làm việc với các bộ khuếch đại thuật toán, ngắn gọn là op-amps. Chúng ta cũng sử dụng khái niệm này trong các mạch khác.

Bộ khuếch đại thuật toán có mức tăng mở hàng nghìn (đôi khi còn nhiều hơn) khiến chúng dễ dàng bị bão hòa.

Để kiểm soát mức tăng này của op-amp, Chúng ta sử dụng điện trở trong cơ chế phản hồi. Phản hồi có thể là tiêu cực hoặc tích cực, tùy thuộc vào mục tiêu của mạch.

Phản hồi được tạo khi bạn kết nối đầu ra của một mạch với đầu vào của cùng một mạch. Mạch này giống như một vòng lặp đưa đầu ra đến đầu vào và xem có lỗi không.

Điểu chỉnh khuếch đại

Độ lợi là một giá trị gia tăng cho tín hiệu đầu vào sắp tới bởi một phần tử hoặc khối mạch. Giống như nếu bạn đang thiết kế một bộ khuếch đại có mức tăng 1000. Đầu vào của bộ khuếch đại này là 10mV. Vì vậy, ở đầu ra của bộ khuếch đại này, bạn sẽ có 0,0001×1000, tức là 1V

Điện trở được sử dụng để giúp Chúng ta đặt giá trị khuếch đại này cho bộ khuếch đại bằng cách sử dụng nguyên tắc phản hồi tích cực hoặc tiêu cực.

Điểu chỉnh khuếch đại là rất quan trọng. Giá trị của độ lợi xác định phạm vi và chi phí sản xuất của mạch.

Xử lý điện áp trôi

Trôi là một hiện tượng rất phổ biến trong vi điều khiển khi chân cắm bị bỏ trôi hoặc không sử dụng.

Ví dụ: bạn có một bộ vi điều khiển (MCU) với một chân được định cấu hình làm đầu vào.

Nếu không có gì được kết nối với chân và chương trình của bạn đọc trạng thái của chân, nó sẽ ở mức cao (được kéo xuống VCC) hay thấp (được kéo xuống đất)? Thật khó để nói. Hiện tượng này được gọi là Trôi.

Để ngăn chặn trạng thái không xác định này, một điện trở kéo lên hoặc kéo xuống sẽ đảm bảo rằng chân ở trạng thái cao hoặc thấp, đồng thời sử dụng một lượng dòng điện thấp.

Điều chỉnh mức tín hiệu

Đôi khi chúng ta cần điều chỉnh mức tín hiệu để chúng phù hợp với yêu cầu của các linh kiện khác hoặc các khối khác của mạch.

Nói một cách đơn giản, giả sử bạn có tín hiệu trên đường y=0, nhưng yêu cầu là điều chỉnh nó thành đường y=3.

Trong tình huống đã nói, Chúng ta sử dụng các điện trở trong các cấu hình khác nhau để đạt được điều trên.

Chấm dứt tải

Kết thúc tải có nghĩa là kết thúc hoặc đóng một mạch với một số đầu ra. Thông thường, khi chúng ta thiết kế mạch, chúng ta đang thiết kế cho một số giá trị đầu ra nhất định.

Để có được chính xác các giá trị đầu ra đó, Chúng ta sử dụng các điện trở làm tải để kết thúc các mạch của mình, vì vậy Chúng ta có thể xác minh kết quả của mình.

Ví dụ, bạn muốn xuất dòng điện là 2Amp. Để xác minh điều đó, bạn sẽ kết nối một tải điện trở theo giá trị đã nói và xem hiệu suất của mạch của bạn.

Kết thúc tải điện trở rất hữu ích, đặc biệt khi chúng ta đang làm việc với các mạch tần số cao, tức là các mạch RF.

Bảo vệ mạch

Giới hạn dòng điện ở trên rất hữu ích để bảo vệ mạch khỏi dòng quá dòng. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng một trong những chức năng của điện trở trong mạch thực sự là để bảo vệ mạch.

Vì mục đích bảo vệ, một điện trở mắc nối tiếp được thêm vào khối mạch hoặc linh kiện.

Bạn có thể nói một điện trở giống như một cầu chì. Nó tự cháy, nhưng nó bảo vệ phần còn lại của mạch điện. Và đó là lý do tại sao bạn sẽ gặp rất nhiều điện trở trước các phần tử mạch đắt tiền khác nhau.

Phần kết luận

Học kiến thức cơ bản về điện trở thực sự quan trọng để hiểu hoạt động của các mạch điện tử. Bởi vì điện trở là một phần cốt lõi của mọi mạch điện tử, bạn không thể trở nên xuất sắc trong lĩnh vực điện tử mà không biết kiến thức cơ bản về điện trở.

Trong bài viết này, chúng ta tìm hiểu về những điều cơ bản về điện trở và kết luận rằng điện trở là một thiết bị thụ động hai cực mà chúng ta sử dụng để tạo ra điện trở và chống lại dòng điện điện tử trong một mạch điện hoàn chỉnh.