Biến trở đã trở thành một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống điện được sử dụng trong xã hội hiện nay, thiết bị này giúp ngăn chặn dòng điện của một hệ thống điện từ tràn quá mức độ an toàn, đồng thời cũng là công cụ hỗ trợ cho các hệ thống điện làm việc hiệu quả.
Vậy biến trở là gì? Có cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Để đo và kiểm tra biến trở bằng đồng hồ vạn năng cần thực hiện các thao tác nào? Hãy cùng khám phá với CNSG ngay trong bài viết này.
Biến trở là gì?
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn. Thiết bị này có thể được sử dụng trong các mạch điện với công dụng chính dùng để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
Cấu tạo của biến trở
Cấu tạo chung của biến trở
- Cuộn dây: được làm bằng chất liệu là 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 chất liệu 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.
Vật liệu làm biến trở
Các vật liệu có trở kháng là nguyên vật liệu chính được sử dụng để tạo ra những chiếc biến trở, cụ thể như sau:
- Carbon: chất liệu carbon khi làm biến trở hay còn được gọi là biến trở than là vật liệu phổ biến nhất cấu thành từ những hạt carbon. Chi phí rẻ nên được sản xuất với số lượng lớn, tuy nhiên về độ chính xác thường không cao.
- Dây cuốn: Loại dây cuốn này thường sử dụng dây Nichrome với độ cách điện cao. Do đó mà chúng được ưu tiên sử dụng trong các ứng dụng công suất cao đòi hỏi độ chính xác. Tuy nhiên nhược điểm của nhiên liệu này là độ phân giải chưa thực sự tốt.
- Nhựa dẫn điện: thường bắt gặp trong các ứng dụng âm thanh cao cấp. Tuy nhiên chi phí cao khiến chúng bị hạn chế.
- Cermet: là loại vật liệu rất ổn định. Tuy nhiên tuổi thọ của chúng không cao và chi phí khá lớn.
Xem thêm:
- [ MẸO HAY] chọn mua tủ điện hạ thế phù hợp cho gia đình
- Ampe kìm là gì? cách dùng ampe kìm CHUẨN NHẤT
Biến trở dùng để làm gì?
- Điều chỉnh sự điều khiển điện tử: Biến trở có thể được sử dụng để điều chỉnh các điều kiện điện tử, như điều chỉnh áp suất, dòng điện, âm lượng và các tham số khác.
- Bảo vệ điện tử khỏi sự hỏng hóc: Biến trở có thể được sử dụng để bảo vệ các mạch điện tử khỏi sự hỏng hóc do tải quá lớn.
- Công tắc điện: Biến trở có thể được sử dụng để công tắc các mạch điện tử bằng các thiết bị điều khiển điện tử khác nhau.
- Điều khiển động cơ: Biến trở có thể được sử dụng để điều khiển động cơ bằng các thiết bị điều khiển điện tử.
- Giảm hiệu năng điện: Biến trở có thể được sử dụng để giảm hiệu năng điện cho các mạch điện tử.
- Phân phối điện: Biến trở có thể được sử dụng để phân phối điện cho các mạch điện tử.
Nguyên lý hoạt động của biến trở
Đúng như tên gọi và chức năng chính với khả năng làm thay đổi điện trở, 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 người dùng thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài dây dẫn khiến 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.
Các loại biến trở
Trên thị trường hiện nay, mỗi loại biến trở lại có những giá trị điện trở khác nhau. Chúng phụ thuộc vào vị trí của cực chạy trên dải điện trở. Do đó, người dùng hoàn toàn có thể điều chỉnh giá trị điện trở suất để kiểm soát điện áp cũng như dòng điện.
Để làm được như vậy, ở giữa hai cực cố định của biến trở sẽ được đặt một dải điện trở. Cực thứ ba 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 vật liệu từ đó dẫn tới thay đổi giá trị của điện trở.
Hiện nay biến trở được chia làm 4 loại chính đó là:
- Biến trở than
- Biến trở tay quay
- Biến trở con chạy
- Biến trở dây cuốn
Cách đo và kiểm tra biến trở bằng đồng hồ vạn năng
- Bước 1: Đặt một đồng hồ vạn năng vào vị trí cần đo.
- Bước 2: Đặt đồng hồ vạn năng vào vị trí tối đa để kiểm tra tính chính xác của nó.
- Bước 3: Kết nối đồng hồ vạn năng với nguồn điện.
- Bước 4: Đồng hồ vạn năng sẽ hiển thị công suất điện.
- Bước 5: Đo biến trở bằng đồng hồ vạn năng bằng cách điều chỉnh dòng điện bằng cách thay đổi nguồn điện.
- Bước 6: Đọc và ghi lại các giá trị đo được.
- Bước 7: Để kiểm tra độ chính xác của đoạn nối, hãy điều chỉnh nguồn điện và kiểm tra lại các giá trị đã đo.
Ứng dụng của biến trở trong thực tế
Biến trở được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực, bao gồm cả khoa học, công nghệ và kinh doanh, để đào tạo, phát triển, cải thiện và tối ưu hóa các hệ thống.
Biến trở cũng có thể được sử dụng để sản xuất sản phẩm, điều chỉnh các quy trình và tối ưu hóa các chi phí, một số ứng dụng cụ thể như sau:
- Điều khiển các thiết bị như đèn, máy lạnh, máy sấy, điều hòa…
- Điều khiển các thiết bị điện tử như tivi, máy chiếu, máy nghe nhạc…
- Điều khiển lưu lượng điện trong hệ thống cảm biến.
- Điều khiển bước đột trong hệ thống điều khiển động cơ.
- Điều khiển độ lệch của các công tắc thủy lực.
- Điều khiển động cơ tự động.
- Định dạng điện tín hiệu.
- Điều khiển máy đo độ ồn.
- Điều khiển máy tính tự động.
- Điều khiển hệ thống bảo mật.