Linh kiện điện tử thụ động - Điện trở. Giới thiệu, phân loại và ứng dụng

► Trong các mạch điện tử, mạng lưới điện, hệ thống thiết bị công nghiệp...Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động quen thuộc với bất cứ ai, đặc biệt là những ai đam mê, yêu thích và theo đuổi về điện, điện tử. Điện trở là một loại linh kiện phổ biến trong các mạch điện tử. được thiết kế mắc vào các mạch mà chúng bổ sung thành phần hoạt động như op-amps, hạn dòng bảo vệ cho linh kiện chuyển mạch như transistor, mosfet, igbt, hoặc hạn dòng bảo vệ cho thắp sáng các loại LED, Trở đệm vi điều khiển và các mạch tích hợp khác. Trong hệ thống điện, điện trở là một thành phần thụ động, nghĩa là nó chỉ tiêu thụ điện năng và không thể tạo ra điện năng. Cùng tìm hiểu điện trở là gì? Có bao nhiêu loại điện trở? Và nó có ứng dụng gì? Tại sao không tạo ra được điện năng nhưng vẫn được sử dụng trong hệ thống điện?

☼ Điện trở là gì?

ĐIỆN TRỞ 1/2W

► Điện trở là một đại lượng vật lí biểu thị đặc tính cản trở dòng điện của một vật có khả năng cho dòng điện chạy qua. Vật nào dẫn điện càng tốt thì điện trở của nó càng nhỏ và ngược lại.

► Trong thực tế, điện trở là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor,  mosfet, igbt...tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác.

► Điện trở là một phần tử mạch rất cơ bản và phổ biến nhất. Chúng ta sử dụng điện trở để điều khiển dòng điện trong mạch điện. Kiểm soát dòng điện là rất quan trọng trong điện, điện tử. Do đó, điện trở là một linh kiện điện tử cần thiết trong bất kỳ thiết bị điện và mạch điện nào.

Các loại điện trở

► Hiện nay, có hàng ngàn loại điện trở khác nhau và được sản xuất theo nhiều cách khác nhau để phù hợp với từng lĩnh vực áp dụng khác nhau. Ví dụ như tính ổn định cao, điện áp cao, sai số thấp...

► Khi sử dụng điện trở cần chú ý đến một số thông tin như: hệ số nhiệt độ, hệ số điện áp, nhiễu, tần số đáp ứng, công suất, điểm mức của điện trở nhiệt, kích thước vật lý và độ tin cậy, giá trị cần sử dụng..

► Trong các mạch điện tử, giá trị điện trở thường có công suất nhỏ thông dụng như điện trở 0.25W, 0.5W đến 10W...Các giá trị điện trở có công suất lớn thường lắp rời mục đích tiêu hao điện năng dư thừa để đảm bảo tuổi thọ cho thiết bị như điện trở xả, điện trở hãm của biến tần, servo, các driver điều khiển

► Các giá trị điện trở thường gặp : 0Ω, 0.1Ω, 0.15Ω, 0.22Ω, 0.33Ω, 0.47Ω, 0.51Ω, 0.68Ω, 1Ω, 1.2Ω, 1.5Ω, 1.8Ω, 2Ω, 2.2Ω, 2.7Ω, 3.3Ω, 3.6Ω, 3.9Ω, 4.3Ω, 4.7Ω, 5.1Ω, 5.6Ω, 6.8Ω, 7.5Ω, 8.2Ω, 9.1Ω, 10Ω, 12Ω, 15Ω, 18Ω, 20Ω,  22Ω, 24Ω, 27Ω, 30Ω, 33Ω, 36Ω, 39Ω, 47Ω, 51Ω, 56Ω, 68Ω, 75Ω, 82Ω, 91Ω, 100Ω, 120Ω, 150Ω, 180Ω, 200Ω, 220Ω, 240Ω, 270Ω, 330Ω, 360Ω, 390Ω, 470Ω, 510Ω, 560Ω, 680Ω, 750Ω, 820Ω, 910Ω, 1kΩ, 1.2kΩ, 1.5kΩ, 1.8kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ, 2.7kΩ, 3.3kΩ, 3.6kΩ, 3.9kΩ, 4.7kΩ, 5.1kΩ, 5.6kΩ, 6.8kΩ, 7.5kΩ, 8.2kΩ, 9.1kΩ, 10kΩ, 11kΩ, 12kΩ, 15kΩ, 18kΩ, 20kΩ,  22kΩ, 24kΩ, 27kΩ, 33kΩ, 36kΩ, 39kΩ, 47kΩ, 51kΩ,  56kΩ, 68kΩ, 75kΩ, 82kΩ, 91kΩ, 100kΩ, 120kΩ, 150kΩ, 180kΩ, 200kΩ, 220kΩ, 240kΩ, 270kΩ, 330kΩ, 360kΩ, 390kΩ, 470kΩ, 510kΩ, 560kΩ, 680kΩ, 750kΩ, 820kΩ, 910kΩ, 1MΩ

► Và tùy theo mục đích sử dụng mà người ta sản xuất ra các loại điện trở với tính chất khác nhau. Chúng ta xét một số cách phân loại như sau:

Cách 1: Phân loại dựa vào tính chất dẫn điện của điện trở, có 2 loại điện trở:

+ Điện trở tuyến tính: là điện trở có trở kháng không đổi khi gia tăng sự chênh lệch điện áp trên nó.

+ Điện trở phi tuyến tính: là điện trở thay đổi khi có dòng điện đi qua, cụ thể nó sẽ tỷ lệ thuận với sự chênh lệch điện áp trên nó.

Cách 2: Phân loại theo giá trị của điện trở

Có 2 loại điện trở :

+ Điện trở có giá trị cố định: là điện trở đã được cố định giá trị điện trở suất trong khi sản xuất và không thể thay đổi trong quá trình sử dụng

Ví dụ như các loại điện trở 5 vạch màu, 4 vạch màu, điện trở công suất, điện trở sứ, điện trở xả có giá trị mặc định

ĐIỆN TRỞ THANH 4.7K

+ Biến trở hoặc chiết áp: là điện trở có giá trị điện trở suất có thể thay đổi trong quá trình sử dụng khi thay đổi bằng nút vặn để lấy giá trị mong muốn, thường dùng trong các mạch hồi tiếp để lấy tín hiệu vào đưa vào IC so sánh hoặc tạo điện áp tín hiệu analog đầu vào đưa đến thiết bị

Ví dụ như dùng trong hồi tiếp điện áp ngõ ra của nguồn xung, chỉnh giá trị điện trở để có được giá trị xung kích linh kiện chuyển mạch để hiệu chỉnh điện áp đầu ra mong muốn, dùng trong biến tần để khiển tần số, trong các mạch điện tử để lấy điện áp báo về mạch điều khiển......

BIẾN TRỞ WTH118-100K

Cách 3: Phân loại theo chức năng của điện trở

Có 4 loại điện trở:

+ Điện trở chính xác: là điện trở có giá trị dung sai rất thấp và nó rất chính xác (gần với giá trị danh nghĩa của nó). Các loại thường gặp là điện trở 5 vạch màu sai số 1%

ĐIỆN TRỞ 0.22R - 1W/200PCS

+ Điện trở nóng chảy: Điện trở công suất nóng chảy là một điện trở dây quấn được thiết kế dễ nóng chảy khi điện trở vượt mức cho phép. Lúc này, điện trở nóng chảy vừa là điện trở vừa là cầu chì. Khi công suất không bị vượt quá  nó hoạt động như một điện trở. Và khi công suất vượt quá mức cho phép nó có chức năng như một cầu chì, nó nóng chảy và làm hở mạch để bảo vệ các thành phần khác trong mạch không bị dòng điện quá mức chạy qua.

Thường được ứng dụng trong các thiết bị nung như mỏ hàn, điện trở nhiệt lò nung, lò sấy.......

Điện trở nóng chảy

+ Điện trở nhiệt: Là linh kiện có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Do hiệu ứng tự làm nóng của dòng điện trong một điện trở nhiệt, các thiết bị tự thay đổi trở kháng với những thay đổi của dòng điện. Có 2 loại nhiệt trở: Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm và nhiệt trở có hệ số nhiệt dương. Thường được dùng trong các mạch điện tử có chế độ bảo về quá nhiệt, quá dòng để ngắt điện áp vào, tránh gây hỏng hóc thiết bị khi nhiệt độ tăng do các vấn đề như hỏng linh kiện công suất trong mạch gây quá dòng, nhiệt độ môi trường cao...

ĐIỆN TRỞ NHIỆT NTC 10D-20 NTC47D NTC47

+ Điện trở quang: là linh kiện nhạy cảm với bức xạ điện từ quanh phổ ánh sáng nhìn thấy. Quang trở có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Cường độ ánh sáng càng mạnh thì giá trị điện trở càng giảm và ngược lại.

QUANG TRỞ GL5626

Ứng dụng của điện trở

► Điện trở có mặt ở trong mọi thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được trong mạch điện. Điện trở có những tác dụng sau:

+ Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.

Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.

Có thể bắt gặp trong cách mắc các loại LED quảng cáo, mục đích hạn dòng, đảm bảo bóng LED không bị hỏng

+ Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

+ Phân cực cho linh kiện bán dẫn hoạt động như phân cực cho transistor, mosfet, igbt...

+ Tham gia vào các mạch tạo dao động R C, mạch tạo xung PWM

+ Điều chỉnh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện.

+ Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết.

+ Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp.

+ Đối với điện trở công suất dùng để hãm động cơ, tức mắc điện trở để tiêu hao năng lượng thừa động cơ sinh ra

Ngoài ra, tùy theo loại điện trở sẽ có những ứng dụng riêng khác nhau:

Ví dụ:

+ Nhiệt trở được sử dụng để điều khiển cường độ dòng điện, đo hoặc điều khiển nhiệt độ: ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại, đặc biệt là tầng khuếch đại công suất hoặc là linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ.

+ Quang trở thường được sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng: (Phát hiện người vào cửa tự động; Điều chỉnh độ sáng, độ nét ở Camera; Tự động bật đèn khi trời tối; Điều chỉnh độ nét của LCD;…

+ Biến trở được sử dụng điều khiển điện áp (potentiometer: chiết áp) hoặc điều khiển cường độ dòng điện (Rheostat).

+ Triết áp thường được bố trí phía trước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh. Ví dụ như – Triết áp Volume, triết áp Bass, Treec v.v.. , triết áp nghĩa là triết ra một phần điện áp từ đầu vào tuỳ theo mức độ chỉnh.

Cách mắc điện trở thường dùng

► Nhiều người khi mua điện trở về không biết phải mắc vào mạch điện như thế nào để sử dụng. Sau đây, tôi sẽ hướng dẫn các bạn 3 cách mắc điện trở thường dùng:

Cách 1: Mắc nối tiếp

Với cách này ta mắc các điện trở nối tiếp nhau và nối tiếp với nguồn điện.

Trong trường hợp này các bạn cần lưu ý một vài thông số:

+ Điện trở toàn mạch sẽ bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại.

     Rtd=R1+R2+R3

+ Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp bằng nhau và bằng:

     I=(U1/R1)=(U2/R2)=(U3/R3)

+ Sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điện trở.

Cách 2: Mắc song song

Với cách mắc này các điện trở sẽ được mắc song song với nhau và mắc nối tiếp với các thành phần khác trong mạch.

Các bạn lưu ý một vài thông số:

+ Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương với điện trở toàn mạch và được tính như sau:

      (1/Rtd)=(1/R10)+(1/R2)+(1/R3)  hay Rtd=R1xR2/(R1+R2) nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song.

+ Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở.

     I1=(U/R1), I2=(U/R2), I3=(U/R3)

+ Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau.

Cách 3: Mắc hỗn hợp

Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu hơn.

Ví dụ: Ta mắc song song 2 điện trở 15K sau đó mắc nối tiếp với 1 điện trở 1,5K để có được một điện trở 9K dựa vào cách tính mắc nối tiếp và song song

Mua điện trở ở đâu?

Như đã nói ở trên, điện trở là một linh kiện điện tử cần thiết trong bất kỳ thiết bị điện và mạch điện nào.

Hiện nay, điện tử cũng là một ngành phát triển, nhu cầu mua linh kiện điện tử cũng khá nhiều. Mua linh kiện điện tử hay mua điện trở ở đâu là một câu hỏi mà nhiều người vẫn đang đi tìm câu trả lời.

Chưa kể, ngành điện tử cũng là một trong những ngành thu hút nhiều bạn trẻ theo học hiện nay. Và các bạn đều gặp phải một vấn đề đó là tìm cho mình một chỗ mua linh kiện điện tử phục vụ cho việc học của mình. Tuy nhiên có không nhiều các địa điểm bán, cũng như phần lớn các cửa hàng linh kiện điện tử bán với số lượng công nghiệp, số lượng lớn, điều này gây khó khăn cho sinh viên khi tìm mua linh kiện điện tử để thí nghiệm.

Đâu là giải pháp cho cả hai trường hợp trên?

Điện Tử VIETNIC là giải pháp cho bạn. Cửa hàng linh kiện điện tử Vietnic là địa chỉ uy tín, chất lượng để bạn tìm đến khi có nhu cầu về linh kiện điện tử. Ngoài ra Vietnic còn cung cấp cho bạn các sản phẩm/dịch vụ khác như: LED quảng cáo, thiết kế mạch điện tử; thiết kế, thi công tủ điện công nghiệp; lập trình ứng dụng; sữa chữa điện tử công nghiệp và cung cấp các giải pháp tự động.

Xem thêm bài viết hữu ích khác:

1. Tầm quan trọng của linh kiện điện tử trong ngành công nghiệp

2.  Cùng linh kiện điện tử Vietnic tìm hiểu vai trò của sửa chữa điện tử công nghiệp

3.  Những điều nhất định phải biết khi làm biển quảng cáo led

4.  Cùng linh kiện điện tử Vietnic tìm hiểu công việc lắp ráp linh kiện điện tử ở Nhật Bản

5.  Vietnic giới thiệu project điều khiển các thiết bị trong nhà với ESP8266