Quang điện trở là một thành phần quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật điện được được làm bằng chất quang dẫn có tác dụng giữ cho dòng điện được điều chỉnh và đảm bảo được an toàn cho thiết bị trong quá trình hoạt động.
Vậy quang điện trở là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao và làm cách nào để đo quang điện trở bằng đồng hồ vạn năng? Hãy cùng CNSG tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!
Quang điện trở là gì?
- Quang điện trở còn được gọi là quang trở, điện trở quang,…đây chính là điện trở làm thay đổi các giá trị theo cường độ ánh sáng, dựa trên nguyên lý về sự liên kết giữa các hạt photon (các hạt ánh sáng) chiếu vào nó. Do vậy, quang trở là điện trở của biến trở ngược lại với cường độ ánh sáng.
- Bên cạnh đó, quang điện trở cũng là một linh kiện được sản xuất bởi một chất đặc biệt, chất này có khả năng làm thay đổi điện trở khi có ánh sáng chiếu sáng.
- Khi cường độ ánh sáng bắt đầu tăng sẽ làm các electron tự do cũng có xu hướng tăng theo, do đó độ tăng của quang điện trở càng cao sẽ làm giảm mức điện trở của vật liệu xuống.
- Hiện nay, các quang điện trở được có mặt tại nhiều các mạch cảm biến ánh sáng, trên hệ thống đèn đường hay đồng hồ ngoài trời…
Cấu tạo quang điện trở
Quang điện trở là điện trở được làm bằng chất quang dẫn, do đó về cấu tạo quang trở cũng rất đơn giản với hai bộ phận chính là phần trên và phần dưới.
- Phần trên: là linh kiện được thiết kế với khả năng tiếp xúc tối đa nhất với hai màng kim loại. Linh kiện cũng được đặt trong hộp nhựa để nâng cao khả năng tiếp xúc với ánh sáng và nắm được sự biến đổi của cường độ ánh sáng.
- Phần dưới: đều là các màng kim loại được liên kết liên thông qua các đầu cực.
Các linh kiện quang được làm phổ biến từ chất liệu Cadmium Sulphide (CdS). Đây là loại vật liệu được dùng phổ biến làm chất quang dẫn, khi có ánh sáng chiếu vào, mức độ chứa hạt electron rất thấp hoặc hầu như không có.
Xem thêm:
- [ MẸO HAY] chọn mua tủ điện hạ thế phù hợp cho gia đình
- Bút thử điện là gì? Cách sử dụng bút thử điện an toàn
Nguyên lý hoạt động của quang trở
- Quang điện trở là điện trở được làm bằng chất bán dẫn với mức trở kháng cao nhưng không có tiếp giáp.
- Khi ở trong điều kiện tối, quang điện trở sẽ thường có mức điện trở đạt vài MΩ. Trong khi đó trong môi trường ánh sáng, mức điện trở có thể giảm xuống còn vài trăm ôm.
- Quang điện trở hoạt động theo hiệu ứng quang điện trên khối vật chất nhất định. Khi các hạt photon tích đủ năng lượng sẽ đập vào làm cho các electron bị tách ra khỏi phân tử và trở thành tự do để chuyển từ bán dẫn thành dẫn điện. Như vậy, mức điện trở quang nhỏ hay lớn sẽ phụ thuộc vào các hạt photon được hấp thụ là nhiều hay ít.
- Hiểu đơn giản về nguyên lý hoạt động của quang điện trở là khi ánh sáng chiếu lên các quang điện trở sẽ giúp các hạt phân tử điện thành tự do. Khi đó, các hạt này sẽ dẫn điện làm tăng khả năng dẫn điện cho thiết bị, đồng thời làm giảm mức điện trở xuống.
Ưu nhược điểm của quang điện trở
Ưu điểm
- Giảm dòng điện: Quang điện trở có thể giảm dòng điện trong mạch điện, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi sự quá tải.
- Giảm điện áp: Quang điện trở cũng có thể giảm điện áp trong mạch điện, giúp bảo vệ các thiết bị khỏi sự quá áp.
- Chỉnh tần số: Quang điện trở có thể được sử dụng để chỉnh tần số trong hệ thống điện, giúp tối ưu hoá hoạt động của hệ thống.
- Dễ sử dụng: Quang điện trở rất dễ sử dụng và có thể tìm thấy trong rất nhiều mạch điện khác nhau.
- Tiêu thụ năng lượng thấp: Quang điện trở tiêu thụ rất ít năng lượng, giúp giảm chi phí sử dụng điện và tăng tuổi thọ của hệ thống điện.
Nhược điểm
- Mất hiệu suất: Quang điện trở sẽ mất một phần năng lượng dưới dạng nhiệt, giảm hiệu suất của hệ thống điện.
- Độ chính xác có hạn: Quang điện trở có thể gây ra sai số trong việc điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp, giảm độ chính xác của hệ thống.
- Hạn chế tính năng: Quang điện trở có thể có một số hạn chế về tính năng, chẳng hạn như không thể sử dụng trong một số hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao.
Cách đo quang trở bằng đồng hồ vạn năng
Các bước đo quang trở bằng đồng hồ vạn năng gồm các bước sau:
- Chuẩn bị: Chuẩn bị đồng hồ vạn năng, quang trở cần đo và các cáp liên kết.
- Cấu hình đồng hồ: Thiết lập chế độ đo quang trở trên đồng hồ vạn năng và chọn động học tương ứng.
- Liên kết các cáp: Liên kết đầu đồng hồ vạn năng với quang trở và các cáp liên kết.
- Đo quang trở: Bật đồng hồ vạn năng và để nó chạy trong chế độ đo quang trở để đo giá trị quang trở.
- Lưu kết quả: Lưu lại kết quả đo quang trở để so sánh hoặc sử dụng trong tương lai.
* Lưu ý: Các bước trên chỉ là tổng quan về quá trình đo quang trở bằng đồng hồ vạn năng. Sử dụng các thiết bị khác nhau có thể có sự khác biệt trong các bước hoặc chi tiết thiết lập. Hãy đọc sự hướng dẫn của nhà sản xuất để biết các chi tiết cụ thể.
Ứng dụng của quang điện trở
- Mạng quang: Sử dụng quang điện trở để truyền tải dữ liệu trong mạng quang.
- Thiết bị viễn thông: Quang điện trở được sử dụng trong các thiết bị viễn thông như modem, switch, router.
- Thiết bị điện tử: Quang điện trở được sử dụng trong các thiết bị điện tử như tivi, máy tính, đầu DVD.
- Hệ thống điện: Quang điện trở được sử dụng trong các hệ thống điện như các bộ biến áp, hệ thống điện tự động.
- Các hệ thống truyền thông: Quang điện trở được sử dụng trong các hệ thống truyền thông như hệ thống truyền hình cáp, hệ thống truyền tín hiệu.
- Hệ thống điều khiển từ xa: Quang điện trở được sử dụng trong các hệ thống điều khiển từ xa như hệ thống điều khiển rửa chén tự động.
- Hệ thống tự động hóa: Quang điện trở được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa như hệ thống tự động hóa sản xuất