Biến trở là một loại linh kiện được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của mạch điện và được ứng dụng rất phổ biến trong thực tế như: điều chỉnh âm lượng ti vi, loa đài; điều chỉnh độ sáng bóng đèn; điều chỉnh tốc độ quạt;... Vậy biến trở là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến trở như thế nào? Và biến trở có những ứng dụng gì trong thực tế. Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
Biến trở là gì? Biến trở hay còn gọi là chiết áp, là thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
Hình 1: Biến trở là gì?
Để hiểu thêm về biến trở là gì? Hãy cùng tham khảo hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Chiết áp chổi than TOCOS RV24YN20S B103 10kOhm, 1 vòng, hiện đang được phân phối ở Bảo An tại đây.
Biến trở thường được nối với các bộ phận khác trong một mạch điện gồm ba chốt: hai chốt nối với hai đầu biến trở, chốt còn lại nối với con chạy (tay quay chạy). Cấu tạo gồm có 3 bộ phận chính như sau: cuộn dây, con chạy và chân ngõ ra
- Cuộn dây được làm từ hợp kim có điện trở suất lớn
- Con chạy/ chân chạy cho khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổi giá trị trở kháng
- Chân ngõ ra gồm có 3 chân (3 cực). Trong số ba cực này, có hai cực được cố định ở đầu của điện trở. Các cực này được làm bằng kim loại. Cực còn lại là một cực di chuyển và thường được gọi là cần gạt. Vị trí của cần gạt này trên dải điện trở sẽ quyết định giá trị của biến trở
Các vật liệu có trở kháng là nguyên liệu chính được sử dụng để tạo ra những biến trở như sau:
- Carbon hay còn được gọi là biến trở than: đây là vật liệu phổ biến nhất cấu thành từ các hạt carbon. Carbon có giá thành rẻ nên được sản xuất với số lượng lớn, tuy nhiên độ chính xác của biến trở carbon không cao.
- Dây cuốn: Loại dây này thường làm từ vật liệu Nichrome với độ cách điện cao. Vì vậy mà chúng được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao đòi hỏi độ chính xác cao. Tuy nhiên độ phân giải của loại vật liệu này chưa thực sự tốt.
- Nhựa dẫn điện: thường bắt gặp trong các ứng dụng âm thanh cao cấp. Tuy nhiên loại vật liệu này có giá thành cao khiến chúng bị hạn chế.
- Cermet: đây là loại vật liệu rất ổn định. Tuy nhiên tuổi thọ của vật liệu này không cao và giá thành cao.
Nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là các dây dẫn được tách rời dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi mạch điều khiển hay các núm vặn. Khi thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dây dẫn khiến cho điện trở trong mạch thay đổi
Thực tế việc thiết kế mạch điện tử luôn có một khoảng sai số, nên khi thực hiện điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trò phân áp, phân dòng trong mạch. Ví dụ: Trong chiếu sáng biến trở dùng để thay đổi độ sáng của đèn.
- Mỗi loại biến trở đều có những giá trị điện trở khác nhau. Chúng phụ thuộc vào vị trí của cực chạy trên dải điện trở. Do đó, chúng ta có thể điều chỉnh giá trị điển trở suất để kiểm soát điện áp cũng như dòng điện.
- Để có thể điều chỉnh được điển trở suất, ở giữa hai cực cố định của biến trở sẽ được đặt một dải điện trở. Cực thứ 3 này di động sẽ di chuyển trên dải điện trở đó.
Trong đó trở kháng của vật liệu sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài của vật liệu đó. Do đó khi chúng ta thay đổi vị trí của cực thứ 3 trên dải điện trở cũng có nghĩa là thay đổi chiều dài của vật liệu từ đó làm thay đổi giá trị điện trở.
- Hiện nay, biến trở được chia thành 4 loại chính như sau
+ Biến trở than
+ Biến trở tay quay
+ Biến trở con chạy
+ Biến trở cuộn dây
- Trong quá trình sử dụng mạch điện có biến trở chắc chắn sẽ không loại trừ sự cố biến trở có thể bị hỏng hóc. Do vậy, bạn sẽ cần biết được cách đo cũng như cách kiểm tra biến trở, chiết áp đơn giản bằng đồng hồ vạn năng.
- Tất nhiên, trước khi tiến hành kiểm tra biến trở, bạn sẽ cần chuẩn bị một thiết bị đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện trở. - Việc kiểm tra biến trở chính là kiểm tra giá trị điện trở của chiếc biến trở đó. Bạn có thể tham khảo một số đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện trở như đồng hồ vạn năng Hioki DT4256, Hioki 3030-10, Hioki DT4281, Hioki DT4282,... để đáp ứng yêu cầu của công việc một cách tốt nhất.
- Cách đo biến trở bằng đồng hồ vạn năng như sau:
+ Bước 1: Xác định chân biến trở: Đầu tiên, ta cần chọn thang đo điện trở trên đồng hồ vạn năng. Sau đó, kết nối hai chân que đo với đồng hồ vạn năng, hai đầu que đo sẽ cần phải tiếp xúc với hai chân của biến trở. Sau đó, tiến hành xoay trục của biến trở và quan sát kết quả hiển thị trên màn hình. Thông thường sẽ có hai trường hợp xuất hiện.
Trường hợp 1: Thử nhầm chân biến trở.
Nếu giá trị điện trở bị thay đổi có nghĩa là một trong hay chân chính là con chạy.
+ Bước 2: Dùng que đo màu đen của đồng hồ VOM để chạm vào chân còn lại của biến trở.
+ Bước 3: Tiếp xoay trục của biến trở.
Khi thấy kết quả trên đồng hồ VOM thay đổi giá trị thì chân tiếp xúc với que màu đỏ là chân chạy. Trong trường hợp, đồng hồ không thay đổi thì hai chân đang được đo chính là hai chân cố định. Như vậy, chân còn lại là chân chạy.
Trường hợp 2: Biến trở không hoạt động
Sau khi thực hiện bước đầu tiên, nếu giá trị điện trở không thay đổi, ta có thể nhận định hai chân đo chính là hai chân cố định.
+ Bước 2: Tiến hành thử lại bằng việc giữ que đo màu đỏ của VOM tiếp xúc với biến trở. Trong khi que đo màu đen sẽ kết nối với chân của biến trở.
+ Bước 3: Tiến hành xoay trục của biến trở. Nếu đồng hồ vạn năng thay đổi giá trị điện trở, ta có thể xác định chân đang chạm với que màu đen chính là chân chạy. Ngược lại, khi giá trị điện trở không thay đổi giá trị có nghĩa là biến trở đã bị hỏng.
Qua các phần trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về biến trở là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của biến trở và cách kiểm tra hoạt động của biến trở. Vậy biến trở có những ứng dụng gì trong thực tế? Hãy cùng tìm hiểu trong phần dưới đây.
- Biến trở hiện nay được ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp, đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống điện, điện tử điều khiển của nhà máy như: Lắp ráp linh kiện, sản xuất thiết bị điện, dệt may, dược phẩm, ô tô, gia công cơ khí,… Một số ứng dụng của biến trở trong thực tế như sau:
+ Biến trở làm chiết áp giúp thay đổi độ sáng của đèn LED hoặc các đèn dân dụng có điện áp 220V để phục vụ đời sống. Vì biến trở có khả năng làm thay đổi điện áp giúp làm tăng giảm độ sáng của đèn theo yêu cầu của người dùng.
+ Trong hệ thống công nghiệp thì biến trở là thiết bị quan trọng không thể thiếu. Khi một thiết bị nào đó truyền đi tín hiệu 4-20mA hay tín hiệu 0-10V về trung tâm nhưng gặp sự cố hỏng hóc, biến trở sẽ kết hợp ngay với một bộ chuyển đổi được lắp đặt cùng trong hệ thống sang tín hiệu 4-20mA. Tín hiệu này sẽ thay thế cho thiết bị gặp sự cố giúp cho hệ thống được có thể chạy lại tạm thời.
+ Biến trở đôi có độ chính xác cao gọi là volume. Chúng được sử dụng để làm thiết bị khuếch đại âm thanh, giúp điều chỉnh tăng giảm âm lượng.
