Biến trở là gì? Cấu tạo, nguyên lý, ứng dụng và cách đo

Bạn đã nghe nhắc nhiều đến biến trở nhưng có bao giờ đặt câu hỏi đó là gì chưa? Cấu tạo, nguyên lý thiết bị này có phức tạp hay không? Câu trả lời sẽ dần được Thủy Khí Điện bật mí trong bài viết này, các bạn cùng đón đọc nhé.

Tìm hiểu biến trở

Sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật làm xuất hiện ngày càng nhiều thiết bị hiện đại, hỗ trợ con người trong việc điều khiển, chế tạo, gia công… 1 cách hiệu quả, an toàn và tiết kiệm.

Biến trở là gì?

Biến trở là 1 thiết bị điện. Nó có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn của người dùng. Thiết bị có thể được sử dụng tại các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện đó.

Điện trở của 1 thiết bị có thể được thay đổi thông qua phương pháp thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị. Hoặc người dùng có thể sử dụng nhiệt độ, bức xạ điện từ, ánh sáng để làm thay đổi. Phương pháp thông dụng nhất vẫn là thay đổi chiều dài dây dẫn.

Chính vì thế mà giá trị của biến trở sẽ không cố định mà nó sẽ là 1 dãy giá trị có thể dao động ví dụ như: 0-10 kΩ. Khi bạn bắt gặp 1 biến trở mà giá trị ghi trên sản phẩm là 5kΩ thì bạn có thể hiểu là giá trị điện trở của nó có thể thay đổi được trong phạm vi từ 0 và có thể lên đến 10kΩ.

Biến trở ký hiệu là gì?

Để dễ dàng cho việc đọc sơ đồ mạch điện thì mỗi thiết bị sẽ có 1 ký hiệu riêng. Qua đó, nó mô tả được điện vị trí đó thuộc thiết bị nào hay linh kiện nào.

Thống nhất chung 1 ký hiệu theo 1 tiêu chuẩn thì sẽ giúp quá trình nghiên cứu, thiết kế, tham khảo thuận tiện hơn nhé.

Biến trở cũng được ký hiệu hóa, ở Việt Nam thì nó có 3 dạng phổ biến.

Vậy trong sơ đồ mạch điện, biến trở sẽ được ký hiệu như thế nào? Bạn tham khảo hình dưới đây nhé.

Đơn vị của biến trở

Kiến thức này thì chúng ta đã học khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Trong hệ tiêu chuẩn, biến trở có đơn vị là ohm ký hiệu Ω. Ta đọc phát âm là ôm. Đơn vị này được đặt tên theo chính tên của nhà vật lý học phát minh và nghiên cứu ra nó Georg Simon Ohm.

Cấu tạo biến trở

Chúng ta đã biết thì biến trở là 1 thiết bị được tạo từ nhiều bộ phận chứ không phải là 1 thiết bị riêng lẻ. Nếu nhìn tổng quan thì ta sẽ thấy thiết bị được phân thành 3 bộ phận chính. Bao gồm:

+ Một con chạy hay chân chạy. Nó cho khả năng chạy dọc cuộn dây để có thể làm thay đổi giá trị của trở kháng.

+ Cuộn dây: Được làm hoàn toàn bằng hợp kim, điện trở suất của nó lớn.

+ Chân ngõ ra: Gồm có 3 chân hay là 3 cực. Các cực đều được làm bằng kim loại hoàn toàn. Trong đó, 2 cục sẽ được cố định ở 1 đầu của điện trở. Cực còn là là cực di chuyển mà người trong ngành hay gọi là cần gạt. Vị trí cần gạt này nằm trên dải điện trở. Và nó sẽ quyết định giá trị của biến trở này.

Vậy những chiếc biến trở này được làm từ vật liệu nào? Đó chính là trở kháng.

+ Dây cuốn: Hầu hết các hãng đều chọn dây Nichrome vì nó có độ cách điện cao. Vì thế mà dây này có thể được ưu tiên dùng cho những ứng dụng công suất cao, yêu cầu độ chính xác tối đa. Nhược điểm của nó là độ phân giải nhiên liệu không được tốt.

+ Biến trở than (hay còn gọi là carbon): Vật liệu này phổ biến nhất vì nó được hình thành từ những carbon nên giá thành rẻ. Các hãng có thể sản xuất với số lượng lớn. Tuy nhiên, người dùng cần cân nhắc vì độ chính xác không cao.

+ Cermet: Loại vật liệu này rất ổn định khi được sử dụng nhưng giá thành lớn và tuổi thọ không cao cũng khiến 1 số khách hàng cảm thấy phân vân.

+ Cuối cùng là nhựa dẫn điện: Chúng ta thường bắt gặp trong các ứng dụng âm thanh cao cấp. Do đây là vật liệu đắt đỏ, chi phí cao nên chúng bị hạn chế khi sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của biến trở

Chức năng của thiết bị đúng với tên gọi của nó là biến đổi điện trở. Nguyên lý hoạt động của biến trở này đó là: Các dây dẫn sẽ được tách rời, dài ngắn khác nhau. Trên thiết bị sẽ có các vi mạch điều khiển, núm vặn để khi điều khiển núm vặn mạch kín làm chiều dài dẫn dẫn thay đổi. Khiên cho điện trở trong mạch thay đổi theo.

Trên thực tế thì việc thiết kế mạch điện tử luôn luôn có sai số. Đó là lý do mà khi điều chỉnh mạch điện, người ta dùng biến trở. Biến trở sẽ đóng vai trò phân áp, phân dòng trong mạch. Đơn giản hơn để khách hàng hiểu thì chúng tôi lấy ví dụ sau:

Thiết bị dùng trong máy tăng âm thì nó sẽ tăng giảm âm để thay đổi âm lượng của loa phát ra, trong chiếu sáng thì biến trở làm tăng giảm độ sáng của bóng đèn để đạt mục đích chiếu sáng.

Các loại biến trở

Mỗi 1 loại biến trở thì sẽ có giá trị điện trở khác nhau. Nó phụ thuộc vào chính vị trí của cực chạy trên dải điện trở. Nhờ vậy mà con người có thể điều chỉnh được giá trị điện trở suất để kiểm soát được điện áp cũng như dòng điện tốt hơn.

Muốn được như vậy thì cực thứ 3 di động phải di chuyển trên dải điện trở. Giữa 2 cực cố định của biến trở thì phải đặt 1 dải điện trở.

Trở kháng của vật liệu sẽ tỉ lệ thuận với chính chiều dài của vật liệu đó. Vì thế khi mà chúng ta thay đổi vị trí của cực thứ 3 trên dải điện thở thì cũng là lúc ta thay đổi chiều dài vật liệu đó. Cuối cùng đó là giá trị điện trở cũng thay đổi theo.

Biến trở được phân chia thành 4 loại đó là: Biến trở than, biến trở tay quay, biến trở dây cuốn, biến trở con chạy.

Ứng dụng của biến trở

Trong công nghiệp hiện nay, biến trở là thiết bị được sử dụng nhiều và nó đóng vai trò quan trọng đối với các hệ thống điện, điện tử điều khiển của nhà máy: Lắp ráp linh kiện, sản xuất thiết bị điện, ô tô, gia công cơ khí, dệt may, dược phẩm… Chúng ta có thể liệt kê một số ví dụ như:

+ Biến trở ứng dụng chiết áp để giúp thay đổi độ sáng của đèn LED hay các đèn dân dụng 220v phục vụ đời sống. Do biến trở có chức năng làm thay đổi điện áp nên tăng giảm độ sáng của đèn theo đúng yêu cầu của người dùng.

+ Đối với các hệ thống công nghiệp thì biến trở là thiết bị không thể thiếu. Khi có một thiết bị nào đó truyền đi tín hiệu 4-20mA hay tín hiệu 0-10V về trung tâm mà bị sự cố hoặc hỏng hóc. Ngay lập tức, biến trở này sẽ kết hợp với một bộ chuyển đổi biến trở được lắp đặt cùng trong hệ thống sang ngay tín hiệu 4-20mA. Tín hiệu này thay thế cho thiết bị gặp sự cố để hệ thống được chạy tạm thời.

+ Loại biến trở đôi thì có độ chính xác cao được gọi là volume. Nó được dùng làm một thiết bị khuếch đại âm thanh, điều chỉnh âm lượng to nhỏ khác nhau.

Cách đo và kiểm tra biến trở

Trong quá trình sử dụng thì việc đo và kiểm tra biến trở phải thường xuyên thực hiện. Nó rất có ích đối với con người để có thể nắm bắt được tình hình vận hành.

Để có thể kiểm tra được hoạt động của biến trở thì người ta sẽ sử dụng 1 đồng hồ vạn năng VOM.

Con người cần phải xác định đúng đâu là chân chạy của biến trở ở trong 1 trong 3 chân đó.

+ Đầu tiên: Điều chỉnh lại thang đo của VOM sao cho kỹ càng tại vị trí đo điện trở. Sau đó lấy hai đầu đo của VOM để đo hai chân bất kỳ.

Tiếp theo người dùng sẽ thử xoay trục để xem giá trị điện trở có thay đổi hay là không. Tại lúc này, có 2 trường hợp sẽ xảy ra.

Trường hợp 1: Nếu thử nhầm chân

Khi mà ta thấy giá trị điện trở thay đổi thì một trong hai chân đó sẽ là chân chạy.

+ Tiếp theo thì người dùng lấy que màu đen nối với chân còn lại.

+ Bước tiếp theo là tiến hành xoay trục.

Nếu như VOM có thay đổi giá trị thì xác định chân kết nối với que màu đỏ sẽ là chân chạy. Nếu như VOM không thay đổi giá trị thì hai chân đang đo, chúng ta có thể khẳng định chắc chắn là chân cố định.

Cuối cùng thì người đo có thể đưa ra kết luận, chân còn lại của biến trở là chân chạy.

Trường hợp thứ 2: Biến trở không hoạt động

Khi mà giá trị điện trở không thay đổi thì lúc đó chắc chắn 2 chân đang đo ấy sẽ là hai chân cố định.

Người ta sẽ kiểm tra lại thông qua cách giữ que màu đỏ của VOM với biến trở. Que màu đen thì được nối với chân còn lại của biến trở.

Tiếp theo sẽ xoay trục. Nếu mà VOM thay đổi thì giá trị điện trở thay đổi theo. Lúc này, chân nối với que màu đen chính là chân chạy. Nếu chúng ta xoay trục mà giá trị không thay đổi thì biến trở lúc này đã không còn hoạt động nữa.

Đọc giá trị biến trở như thế nào?

Đọc giá trị của biến trở như thế nào cho đúng cũng rất quan trọng. Kỹ năng này không phải ai cũng thuần thục để có thể sử dụng tốt thiết bị này. Khi lựa chọn loại thì có 2 yếu tố cần làm rõ đó là: sử dụng điện trở bao nhiêu, điều chỉnh mức trong thang đo bao nhiêu. Mục đích đó là chọn mua đúng, nếu thang đo càng cao thì giá trị càng lớn, chi phí tăng nên cần cân nhắc. Trên mỗi biến trở thì sẽ có giá trị hạn dòng cụ thể.

Nếu biến trở ghi là 50kΩ thì loại này có thể thay đổi từ 0Ω cho đến 50kΩ. Áp dụng cách đọc này cho tất cả các biến trở trên hệ thống, máy móc khác.

Hy vọng những kiến thức mà ThuyKhiDien chia sẻ này sẽ bổ ích và giúp khách hàng khi lựa chọn biến trở cũng như sử dụng được hiệu quả hơn.

5/5 (1 bình chọn)