Biến trở là gì? Cấu tạo và hoạt động của biến trở

Một trong những linh kiện điện được sử dụng trong các thiết bị điện hoạt động hầu hết hiện nay. Biến trở tiếng Anh gọi là Variable Resistor có cấu tạo như thế nào?. Ký hiệu và nguyên lý hoạt động biến trở này như thế nào trong thiết bị điện hiện nay. Và bài này cũng giúp cho gia đình có thể giải quyết mọi khó khăn khi đang cố tìm thông tin về biến trở.

Biến trở là gì?

Lý thuyết biến trở là các thiết bị có điện trở thuần nó có thể biến đổi được theo ý muốn người thiết lập. Biến trở là một linh kiện được sử dụng trong các mạch điện tử để điều chỉnh hoạt động mạch điện theo tính toán.

Điện trở của một thiết bị có thể thay đổi được bằng cách thay đổi chiều dài dây dẫn điện trong các thiết bị; hoặc bằng các tác động thủ công khác như nhiệt độ thay đổi, ánh sáng hoặc bức xạ điện từcó thể điều chỉnh ,…

Ký hiệu

Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể là một hình chữ nhật hoặc hình zic zac có mũi tên chỉ xuống như hình bên dưới:

Cấu tạo biến trở

Khi nhìn từ bên ngoài, bạn có thể dễ dàng nhận thấy biến trở có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính như:

– Cuộn dây được làm bằng 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.

Vật liệu biến trở

Thông thường các vật liệu có điện trở kháng là nguyên vật liệu chính để sử dụng tạo ra những linh kiện biến trở như sau:

– Từ carbon còn được gọi là biến trở than: Vật liệu được cấu thành từ các hạt carbon để trở thành than. Và chi phí của sản xuất khá rẻ nếu sản xuất số lượng lớn. Tuy nhiên về mặt hoạt động thì các biến trở than sẽ không có kế quả chính xác cao.

– Dây cuốn: Sử dụng dây Nichrome vơi tính chất cách điện cao. Chúng được sử dụng nhiều trong các ứng dụng công suất cao đòi hỏi có độ chính xác trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, khi nói về độ phân giải của nhiên liệu này thì chúng thực sự chưa tốt nếu sử dụng đúng mục đích.

– Nhựa dẫn điện: Đa sooa loại này ứng dụng nhiều cho các thiết bị âm thanh và có chi phí đầu tư cao nếu như sản xuất.

– Cermet: Một trong những vật liệu được đánh giá hoạt động khá ổn định. Nhưng chúng có tuổi thọ không cao và còn có giá thành đắt nên sẽ rất ít sản phẩn được sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của biến trở

Biến trở được hoạt động theo nguyên lý nào? Thiết bị biến trở hoạt động chủ yếu là tác rời dài ngắn các khau của các dây dẫn. Các thiết bị sẽ có vi mạch là thay đổi điện trở để có thể đem lại một hoạt động chủ yến là các dây dẫn được tác rời dài ngắn khác nhau.

Các thiết bị sẽ có vi mạch điều khiển hoặc các nút vặn cần thiết để hoạt động chức năng đã được thiết lập. Khi hoạt động đoạn thì các mạch biên trong sẽ thay đổi chiều dài của dây dẫn làm cho khiến điện trở trong mạch thay đổi theo.

Hoạt động của biến trở đúng như tên gọi sẽ 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 thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài 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: Biến trở được sử dụng trong máy tăng âm để thay đổi âm lượng hoặc trong chiếu sáng biến trở dùng để thay đổi độ sáng của đèn.

Các loại biến trở

Mỗi loại biến trở sẽ có các giá trị điện trở khác nhau do nhà sản xuất quy định để thiết lập cho một thiết bị điện tử nhất định. Các thiết bị điện này phụ thuộc vào vị trí của cực chạy trên các dải điện trở.

Do đó, chúng ta có thể điều chỉnh các giá trị điện trở suất để có thể kiểm soát điện áp cũng như dòng điện hoạt động. Để hoạt động được như vậy được như vậy, ở giữa hai cực cố định biến trở sẽ được đặt một linh kiện gọi là dải điện trở. Với cực thứ ba di động này sẽ di chuyển trên dải điện trở đó khi có dòng điện hoạt động.

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 việc này cũng có nghĩa 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 dây cuốn
• Biến trở tay quay
• Biến trở con chạy
• Biến trở cho biến tần điện năng lượng mặt trời

Ứng dụng biến trở trong thực tế

Trong thực tế các biến trở làm chiếc áp để thay đổi độ sáng của đèn LED hoặc đèn 220V. Trong đó, biến trở sẽ làm nhiệm vụ thay đổi điện áp nhằm tăng giảm độ sáng của đèn khi hoạt động.

Các thiết bị khuếch đại âm thanh và điều chỉnh lớn nhỏ bằng các Volume cũng được áp dụng. Các volume này chính là các biến trở đôi có độ chính xác cao được các nhà chế tạo tích hợp bên trong mỗi biến trở. Các này giúp cách thiết bị thay đổi âm lượng dễ dang khi hoạt động.

Bến trở đóng vai trò khá quan trọng khi một thiết bị truyền tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V về trung tâm mà bị hư hỏng. Khi được kết hợp với một bộ chuyển đổi biến trở sang 4-20mA sẽ thay thế cho thiết bị hư hỏng để hệ thống hoạt động tạm thời.

Bài viết liên quan: Quang trở là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động