Biến trở là một linh kiện điện tử được dùng phổ biến trong các mạch điện hay thiết bị điện tử. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu biến trở là gì? Nguyên lý hoạt động và những công dụng của nó. Bài viết hôm nay, Hapoin sẽ cùng bạn đi tìm hiểu những kiến thức xoay quanh biến trở nhé!
Biến trở là gì?
Biến trở có tên tiếng anh là Variable Resistor hay còn gọi là chiết áp, là những thiết bị điện trở thuần có thể biến đổi được theo ý muốn, được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch điện.
Điện trở của thiết bị có thể được thay đổi bằng việc thay đổi chiều dài của dây dẫn điện trong thiết bị hoặc các tác động khác như bức xạ điện từ, ánh sáng, nhiệt độ thay đổi,…
Biến trở có ký hiệu trong sơ đồ mạch điện ở các dạng dưới đây:
Biến trở ký hiệu là gì (Ảnh: Internet)
Cấu tạo của biến trở
Từ bên ngoài có thể dễ dàng nhận thấy biến trở được cấu tạo từ ba bộ phận chính:
- Cuộn dây: Được làm bằng hợp kim có điện trở suất lớn.
- Chân chạy/con chạy: Có khả năng chạy dọc cuộn dây để làm thay đổi giá trị trở kháng.
- Chân ngõ gồm 3 chân hay 3 cực: Hai cực đại được cố định ở đầu điện trở được làm bằng kim loại. Cực còn lại là cực di chuyển được gọi là cần gạt. Vị trí của cần gạt trên dải điện trở sẽ quyết định đến giá trị của biến trở.
Cấu tạo của biến trở là gì (Ảnh: Internet)
Các vật liệu có trở kháng là những nguyên vật liệu chính đẻ tạo ra biến trở, cụ thể như sau:
- Carbon hay biến trở than: Đây là vật liệu phổ biến nhất có cấu thành từ các hạt carbon. Có chi phí rẻ nên được sản xuất số lượng lớn, tuy nhiên lại không có độ chính xác cao.
- Dây cuốn: Đây là loại dây thường dùng dây Nichrome có độ cách điện cao. Vì thế mà chúng được dùng trong các ứng dụng công suất cao và đòi hỏi sự chính xác. Tuy nhiên, nhiên liệu này lại chưa có độ phân giải thực sự tốt.
- Nhựa dẫn điện: Loại này thường thấy trong các ứng dụng âm thanh cao cấp. Tuy nhiên, chi phí cao đã làm chúng trở nên hạn chế.
- Cermet: Là loại vật liệu có tính ổn định cao nhưng lại có giá thành đắt đỏ và tuổi thọ không cao.
Công thức tính biến trở
Công thức tính điện trở của biến trở thông qua định luật Ôm với từng loại mạch điện khác nhau như sau:
Cách đo biến trở, cách đọc thông số biến trở – Công thức tính điện trở của biến trở (Ảnh: Internet)
Trong đó:
- P: Điện trở suất
- l: Chiều dài dây
- S: Tiết diện dây dẫn
- I: Cường độ dòng điện
- U: Hiệu điện thế
- Rtd: Giá trị điện trở tổng
- Rb, R: Điện trở thành phần
Nguyên lý hoạt động của biến trở
Đúng với tên gọi làm thay đổi điện trở, nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là những dây dẫn được tách ròi ngắn dài khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có các núm vặn hay vi mạch điều khiển. Khi điều khiển các núm vặn thì các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài của dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi.
Trên thực tế, mạch điện tử được thiết kế luôn có một khoảng sai số, vậy nên khi thực hiện điều chỉnh mạch điện sẽ cần dùng đến biến trở. Biến trở khi này sẽ có vai trò phân áp và phân dòng trong mạch. Chẳng hạn như: Biến trở được dùng trong máy tăng âm để thay đổi âm lượng, hay sử dụng trong chiếu sáng để thay đổi độ sáng tối của bóng đèn.
Các loại biến trở
Điều tiếp theo khi tìm hiểu về biến trở là gì, cùng xem biến trở được phân thành những loại nào nhé! Mỗi loại biến trở sẽ có những giá trị điện trở khác nhau. Chúng sẽ phụ thuộc vào vị trí của cực chạy trên dải điển trở. Vì vậy, có thể điều chỉnh giá trị trở suất để kiểm soát được điện áp cũng như dòng điện. Để làm được điều đó, giữa hai cực cố định của điện trở sẽ đặt một dải điện trở. Còn cực thứ ba di động sẽ di chuyển trên dải điện trở đó.
Trong đó, trở kháng của vật liệu và chiều dài của vật liệu đó sẽ tỷ lệ thuận với nhau. Khi thay đổi vị trí cực thứ ba trên dải điện trở tức là thay đổi chiều dài của vật liệu từ đó khiến giá trị của điện trở cũng thay đổi.
Biến trở có thể được chia thành 4 loại:
- Biến trở than
- Biến trở dây cuốn
- Biến trở tay quay
- Biến trở con chạy
Xét về cấu tạo chân có thể chia biến trở thành các loại sau:
- Biến trở 2 chân
- Biến trở 3 chân – Đây là loại biến trở phổ biến nhất
- Biến trở 5 chân, 6 chân
Xét theo phạm vi hoạt động, biến trở được chia thành:
- Biến trở 5k
- Biến trở 10k
- Biến trở có công suất lớn: 50k, 150k,…
Các loại biến trở thường gặp – Công dụng của biến trở là gì (Ảnh: Internet)
Ứng dụng của biến trở trong thực tế
Vậy ứng dụng của biến trở là gì trong thực tế?
- Ứng dụng phổ biến nhất của biến trở trong thực tế chính là làm chiết áp để thay đổi độ sáng của đèn LED, đèn 220V. Biến trở đóng vai trò làm thay đổi điện áp để tăng giảm độ sáng của đèn.
- Biến trở được sử dụng để điều chỉnh tăng giảm âm lượng cũng là ứng dụng phổ biến. Biến trở đôi sẽ được dùng để có độ chính xác cao nhất.
- Trong công nghiệp, biến trở được sử dụng với vai trò quan trọng khi thiết bị truyền tín hiệu từ 4 – 20mA hoặc từ 0 – 10V về trung tâm bị hỏng. Biến trở lúc này sẽ kết hợp với một bộ chuyển đổi biến trở sang 4 – 20mA dùng để thay thế cho thiết bị hỏng đó giúp hệ thống được chạy tạm thời.
>>> Có thế bạn quan tâm: Diode zener là gì?
Kết luận
Trên đây là những thông tin về biến trở là gì, cách tính cũng như nguyên lý hoạt động của biến trở. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho công việc và học tập của bạn. Nếu có ý kiến đóng góp, hãy để lại comment cho Hapoin ở phía dưới nhé!
Jasmine Wu – Hapoin
