Lý thuyết Công nghệ 12 Bài 2: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm (15 câu trắc nghiệm)

1. Linh kiện thụ động và linh kiện tích cực

Mọi mạch điện tử đều được ghép từ hai nhóm linh kiện. Nhóm thụ động không tự khuếch đại hay điều khiển được tín hiệu, gồm điện trở, tụ điện, cuộn cảm. Nhóm tích cực có khả năng điều khiển dòng điện, gồm điôt, tranzito, tirixto, triac, IC…

Cách nhớ: ba linh kiện của Bài 2 có kí hiệu là ba chữ R – C – L, đều thuộc nhóm thụ động. Bài 3 thực hành đọc trị số và Bài 4 học linh kiện bán dẫn (tích cực) đều cần nắm chắc nội dung này.

2. Điện trở (R)

a) Công dụng và cấu tạo

• Công dụng: là linh kiện được dùng nhiều nhất trong mạch điện tử. Điện trở dùng để hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp.
• Cấu tạo: làm bằng dây kim loại có điện trở suất cao, hoặc phủ một lớp bột than lên lõi sứ.

b) Phân loại

Căn cứ phân loại	Các loại
Công suất	Công suất nhỏ, công suất lớn
Trị số	Điện trở cố định; điện trở biến đổi (biến trở, chiết áp)
Đại lượng vật lí tác động	Điện trở nhiệt (thermistor) hệ số dương: nhiệt độ tăng thì R tăng Điện trở nhiệt hệ số âm: nhiệt độ tăng thì R giảm Điện trở biến đổi theo điện áp (varixto): U tăng thì R giảm Quang điện trở: có ánh sáng rọi vào thì R giảm

Mẹo nhớ: chỉ có điện trở nhiệt hệ số dương là “cùng chiều” (nhiệt tăng → R tăng). Các loại còn lại đều “ngược chiều”: tác động càng mạnh thì R càng giảm.

c) Số liệu kĩ thuật

• Trị số điện trở: cho biết mức độ cản trở dòng điện. Đơn vị là ôm (Ω); 1 kΩ = 10³ Ω (viết tắt 1K), 1 MΩ = 10⁶ Ω (viết tắt 1M).
• Công suất định mức: là công suất tiêu hao mà điện trở chịu được trong thời gian dài mà không bị hỏng. Đơn vị là oát (W).

Ví dụ: điện trở 100 Ω có dòng 0,2 A chạy qua thì công suất tiêu hao P = I²R = 0,04 × 100 = 4 W. Nếu chọn loại công suất định mức 2 W thì điện trở sẽ nóng và nhanh hỏng, phải chọn loại từ 5 W trở lên.

3. Tụ điện (C)

a) Công dụng và cấu tạo

• Công dụng: ngăn dòng điện một chiều, cho dòng điện xoay chiều đi qua. Khi mắc phối hợp với cuộn cảm sẽ thành mạch cộng hưởng.
• Cấu tạo: gồm hai hay nhiều vật dẫn (bản cực), giữa chúng là lớp điện môi.

b) Phân loại và kí hiệu

Tụ điện được gọi tên theo vật liệu làm lớp điện môi: tụ giấy, tụ mica, tụ gốm, tụ nilon, tụ dầu, tụ hoá… Riêng tụ xoay có điện dung thay đổi được. Trên sơ đồ có kí hiệu riêng cho tụ thường, tụ biến đổi, tụ bán chỉnh và tụ hoá (có dấu cực tính).

c) Số liệu kĩ thuật

• Trị số điện dung (C): cho biết khả năng tích luỹ năng lượng điện trường khi có điện áp đặt lên hai cực. Đơn vị là fara (F). Thực tế dùng ước số: 1 μF = 10^-6 F; 1 nF = 10^-9 F; 1 pF = 10^-12 F.
• Điện áp định mức (U_đm): là điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực mà tụ vẫn an toàn, không bị đánh thủng.
• Dung kháng (X_C): biểu hiện mức cản trở của tụ đối với dòng điện chạy qua: X_C = 1/(2πfC), trong đó X_C tính bằng Ω, f bằng Hz, C bằng F.

Lưu ý với tụ hoá: phải mắc đúng cực tính, cực dương của tụ nối về phía điện áp cao hơn (cực dương của nguồn). Mắc ngược sẽ làm hỏng tụ, có thể gây phồng hoặc nổ.

d) Vì sao tụ “chặn một chiều, cho xoay chiều”?

Nhìn vào công thức: với dòng một chiều f = 0 nên X_C → ∞, tụ cản trở hoàn toàn. Với dòng xoay chiều, f càng cao thì X_C càng nhỏ, dòng qua tụ càng dễ. Vì vậy tụ cũng dùng để chia điện áp như điện trở nhưng chỉ trong mạch xoay chiều.

Ví dụ: tụ C = 10 μF ở lưới điện f = 50 Hz có X_C = 1/(2π × 50 × 10 × 10^-6) = 1/(3,14 × 10^-3) ≈ 318 Ω. Nếu tần số tăng lên 500 Hz (gấp 10 lần) thì X_C giảm còn khoảng 31,8 Ω.

4. Cuộn cảm (L)

a) Công dụng và cấu tạo

• Công dụng: dẫn dòng điện một chiều, ngăn chặn dòng điện cao tần. Khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ tạo thành mạch cộng hưởng.
• Cấu tạo: dùng dây dẫn có vỏ bọc cách điện quấn thành cuộn, có thể có lõi (không khí, ferit, sắt từ).

b) Phân loại

Tuỳ cấu tạo và phạm vi sử dụng, có cuộn cảm cao tần, trung tần, âm tần. Kí hiệu trên sơ đồ phân biệt theo loại lõi: lõi không khí, lõi ferit, lõi sắt từ, cuộn cảm có lõi điều chỉnh.

c) Số liệu kĩ thuật

• Trị số điện cảm (L): cho biết khả năng tích luỹ năng lượng từ trường khi có dòng điện chạy qua. L phụ thuộc kích thước, hình dạng, vật liệu lõi, số vòng dây và cách quấn. Đơn vị là henry (H); 1 mH = 10^-3 H; 1 μH = 10^-6 H.
• Hệ số phẩm chất (Q): đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn cảm, Q = 2πfL/r với r là điện trở của dây quấn. Q càng lớn thì tổn hao càng nhỏ.
• Cảm kháng (X_L): biểu hiện mức cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện: X_L = 2πfL (X_L tính bằng Ω, f bằng Hz, L bằng H).

Vì sao cuộn cảm “dẫn một chiều, chặn cao tần”? Khi f = 0 thì X_L = 0, dòng một chiều chỉ còn chịu điện trở nhỏ của dây quấn. Khi f càng cao, X_L càng lớn nên dòng cao tần bị cản mạnh. Đây là tính chất ngược hẳn với tụ điện.

Ví dụ: cuộn cảm L = 10 mH, điện trở dây r = 5 Ω, làm việc ở f = 1 kHz: X_L = 2π × 1000 × 0,01 ≈ 62,8 Ω; Q = 62,8/5 ≈ 12,6.

5. Bảng so sánh nhanh R – C – L

Tiêu chí	Điện trở	Tụ điện	Cuộn cảm
Kí hiệu	R	C	L
Đơn vị	Ôm (Ω)	Fara (F)	Henry (H)
Dòng một chiều	Cho qua, có hạn chế	Không cho qua	Cho qua dễ dàng
Khi f tăng	R gần như không đổi	XC giảm	XL tăng
Năng lượng tích luỹ	Không, tiêu hao thành nhiệt	Điện trường	Từ trường

Mẹo nhớ: “C ở mẫu số”: công thức của tụ có f, C nằm dưới mẫu nên f tăng thì X_C giảm. Cuộn cảm thì f, L nằm trên tử nên f tăng thì X_L tăng.

6. Lỗi sai thường gặp

• Nhầm công dụng của tụ và cuộn cảm: tụ chặn một chiều, cuộn cảm dẫn một chiều.
• Quên đổi đơn vị trước khi thay vào công thức: μF phải đổi ra F, mH phải đổi ra H.
• Cho rằng tụ được phân loại theo hình dạng; thực ra tụ được gọi tên theo vật liệu điện môi.
• Nhầm 1 nF = 10^-6 F. Đúng phải là 1 nF = 10^-9 F, còn 10^-6 F là 1 μF.

7. Bài tập tự luyện

1. Tính dung kháng của tụ C = 1 μF khi dòng điện có tần số 1 kHz.
   Đáp án: X_C = 1/(2π × 10³ × 10^-6) ≈ 159 Ω.
2. Cuộn cảm L = 0,2 H mắc vào lưới điện 50 Hz. Tính cảm kháng. Nếu thay bằng nguồn một chiều thì cảm kháng bằng bao nhiêu?
   Đáp án: X_L = 2π × 50 × 0,2 ≈ 62,8 Ω; với nguồn một chiều f = 0 nên X_L = 0.
3. Muốn làm mạch tự bật đèn khi trời tối, nên dùng loại điện trở nào? Giải thích.
   Đáp án: quang điện trở, vì trị số của nó thay đổi theo cường độ ánh sáng (sáng thì R giảm, tối thì R tăng), dùng làm cảm biến ánh sáng.

8. 15 câu trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 2 có đáp án

Câu 1. Công dụng của điện trở trong mạch điện là:
A. Tích luỹ năng lượng từ trường
B. Hạn chế hoặc điều chỉnh dòng điện và phân chia điện áp
C. Ngăn dòng một chiều, cho dòng xoay chiều đi qua
D. Khuếch đại tín hiệu điện
Đáp án B. A là của cuộn cảm, C là của tụ điện, D là chức năng của linh kiện tích cực như tranzito.

Câu 2. Nhóm nào gồm toàn linh kiện thụ động?
A. Điện trở, tụ điện, cuộn cảm
B. Điôt, tranzito, IC
C. Tụ điện, triac, tirixto
D. Điện trở, điôt, cuộn cảm
Đáp án A. Các phương án còn lại đều chứa linh kiện tích cực (điôt, tranzito, IC, triac, tirixto).

Câu 3. Với điện trở nhiệt có hệ số dương, khi nhiệt độ tăng thì:
A. Trị số điện trở giảm
B. Trị số điện trở không đổi
C. Trị số điện trở tăng
D. Điện trở bị đánh thủng
Đáp án C. Hệ số dương nghĩa là R biến đổi cùng chiều với nhiệt độ.

Câu 4. Quang điện trở có đặc điểm:
A. Ánh sáng rọi vào thì R tăng
B. Ánh sáng rọi vào thì R giảm
C. Điện áp tăng thì R tăng
D. Nhiệt độ tăng thì R tăng
Đáp án B. Ánh sáng giải phóng thêm hạt mang điện trong vật liệu nên khả năng dẫn điện tăng, R giảm.

Câu 5. Varixto là điện trở có trị số:
A. Giảm khi điện áp tăng
B. Tăng khi điện áp tăng
C. Thay đổi theo ánh sáng
D. Thay đổi theo nhiệt độ
Đáp án A. C là quang điện trở, D là điện trở nhiệt.

Câu 6. 1 MΩ bằng:
A. 10³ Ω
B. 10⁹ Ω
C. 10^-6 Ω
D. 10⁶ Ω
Đáp án D. Tiền tố “mêga” ứng với 10⁶; 10³ Ω là 1 kΩ.

Câu 7. Đơn vị của công suất định mức của điện trở là:
A. Ôm
B. Oát
C. Vôn
D. Ampe
Đáp án B. Công suất đo bằng oát (W); ôm là đơn vị trị số điện trở.

Câu 8. Tụ điện có tác dụng:
A. Cho dòng một chiều đi qua, chặn dòng xoay chiều
B. Chặn cả dòng một chiều và xoay chiều
C. Ngăn dòng một chiều, cho dòng xoay chiều đi qua
D. Chỉ dùng để phân chia điện áp một chiều
Đáp án C. Với f = 0, dung kháng vô cùng lớn nên dòng một chiều bị chặn.

Câu 9. Người ta phân loại và gọi tên tụ điện căn cứ vào:
A. Vật liệu làm lớp điện môi
B. Vật liệu làm bản cực
C. Hình dạng vỏ tụ
D. Điện áp định mức
Đáp án A. Ví dụ tụ mica, tụ gốm, tụ giấy đều mang tên vật liệu điện môi.

Câu 10. 1 pF bằng:
A. 10^-6 F
B. 10^-9 F
C. 10^-3 F
D. 10^-12 F
Đáp án D. 10^-6 F là 1 μF, 10^-9 F là 1 nF.

Câu 11. Loại tụ điện nào bắt buộc phải mắc đúng cực tính?
A. Tụ giấy
B. Tụ hoá
C. Tụ gốm
D. Tụ mica
Đáp án B. Tụ hoá có cực dương, cực âm; mắc ngược sẽ hỏng tụ.

Câu 12. Khi tần số dòng điện qua tụ tăng thì dung kháng:
A. Giảm
B. Tăng
C. Không đổi
D. Bằng 0
Đáp án A. Từ X_C = 1/(2πfC), f nằm ở mẫu nên f tăng thì X_C giảm (nhưng không bằng 0).

Câu 13. Cuộn cảm thường được dùng để:
A. Chặn dòng một chiều, cho dòng cao tần đi qua
B. Dẫn dòng một chiều, chặn dòng cao tần
C. Phân chia điện áp một chiều
D. Chỉnh lưu dòng xoay chiều
Đáp án B. A mô tả tụ điện, D là chức năng của điôt.

Câu 14. Công thức tính cảm kháng của cuộn cảm là:
A. X_L = 1/(2πfL)
B. X_L = 2πf/L
C. X_L = 2πfL
D. X_L = L/(2πf)
Đáp án C. A là dạng công thức của dung kháng (thay L bằng C), dễ nhầm.

Câu 15. Mạch cộng hưởng được tạo thành khi mắc phối hợp:
A. Điện trở với tụ điện
B. Hai điện trở với nhau
C. Điện trở với cuộn cảm
D. Tụ điện với cuộn cảm
Đáp án D. Năng lượng trao đổi qua lại giữa điện trường của tụ và từ trường của cuộn cảm tạo nên dao động cộng hưởng.

9. Tài liệu ôn tập thêm

• Giải Công nghệ 12 Bài 2: Điện trở – tụ điện – cuộn cảm
• 10 câu trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 2 có đáp án

Câu hỏi thường gặp

Công nghệ 12 Bài 2 học những linh kiện nào?

Bài 2 học ba linh kiện thụ động là điện trở (R), tụ điện (C) và cuộn cảm (L), gồm công dụng, cấu tạo, phân loại, kí hiệu và số liệu kĩ thuật của từng linh kiện.

Vì sao tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua?

Dung kháng X_C = 1/(2πfC). Với dòng một chiều f = 0 nên dung kháng vô cùng lớn, tụ cản trở hoàn toàn. Thêm vào đó, giữa hai bản cực là lớp điện môi cách điện.

Cảm kháng và dung kháng thay đổi thế nào khi tần số tăng?

Khi tần số tăng, cảm kháng X_L = 2πfL tăng còn dung kháng X_C = 1/(2πfC) giảm. Vì vậy cuộn cảm chặn dòng cao tần, còn tụ điện cho dòng cao tần đi qua dễ dàng.

Tại sao tụ hoá phải mắc đúng cực tính?

Tụ hoá có cực dương và cực âm. Cực dương phải nối về phía có điện áp cao hơn, nếu mắc ngược thì lớp điện môi bị phá huỷ, tụ hỏng và có thể bị phồng hoặc nổ.

Bài học liên quan

• 10 câu trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 7: Mạch điện tử, chỉnh lưu, nguồn một chiều
• 10 câu trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 2 có đáp án: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm
• Công nghệ 12 Bài 13: Khái niệm mạch điện tử điều khiển + 10 trắc nghiệm
• IC khuếch đại thuật toán là bộ khuếch đại dòng một chiều hay hai chiều?
• Chức năng của mạch khuếch đại là khuếch đại tín hiệu điện về mặt nào?
• Mạch điện tử điều khiển là gì? Công dụng, cấu tạo và ví dụ