Ngày nay, có thể nói điện là một thứ gần như không thể thiếu đối với cuộc sống của mỗi người. Và hệ thống điện muốn hoạt động được thì phải có sự hỗ trợ của mạch điện. Vậy mạch điện là gì? Chúng có cấu tạo như thế nào? Hãy cùng theo dõi bài viết hôm nay để tìm câu trả lời cho các câu hỏi trên.
Giới thiệu thông tin về bảng mạch điện
Đây là một loại linh kiện cực kỳ quan trọng và không thể thiếu trong các hệ thống điện. Có thể hiểu rằng mạch điện là một tập hợp gồm nhiều linh kiện hay phần tử kết nối với nhau thông qua các dây dẫn tạo thành một bảng mạch.
Các thiết bị này khi có nguồn điện đi quá sẽ tạo ra một vòng kín và truyền điện đi đến các thiết bị, hệ thống khác nhau và giúp thiết bị, hệ thống đó hoạt động, vận hành bình thường. Một mạch điện bình thường sẽ gồm 3 phần: Nguồn điện, tải và dây dẫn.
Nguồn điện ở đây để chỉ thiết bị phát ra điện năng, thông thường thiết bị này có thể biến đổi các dạng năng lượng như cơ năng, nhiệt năng… thành điện năng. Còn tải dùng để chỉ các thiết bị tiêu thụ điện và biến điện năng thành các dạng năng lượng khác. Cuối cùng là dây dẫn dùng để kết nối các thành phần với nhau, thường sẽ được làm bằng đồng.
Các loại mạch điện được dùng phổ biến hiện nay
Hiện nay, trong cuộc sống có rất nhiều loại mạch điện được sử dụng và mỗi loại sẽ có một chức năng riêng. Tuy nhiên, chúng ta có thể gom chúng lại thành 3 loại chính như sau:
Mạch điện tử
Mạch điện tử là một loại thiết bị khá quan trọng đối với đời sống hiện nay. Hầu hết trong các thiết bị điện tử đều sử dụng loại mạch này, mỗi loại mạch khác nhau thuộc loại này, chúng sẽ có công dụng khác nhau.
Một mạch điện tử bao gồm các linh kiện độc lập như bóng bán dẫn, tụ cảm, cuộn cảm… chúng được liên kết với nhau bằng dây dẫn hoặc vệt dẫn. Sự liên kết này cho phép các chúng có thể thực hiện những tác vụ từ đơn giản cho đến phức tạp.
Mạch có thể được cấu tạo từ những thành phần rời rạc và kết nối với nhau thành dây. Nhưng với công nghệ hiện nay cho phép nhà sản xuất dùng công nghệ in quang học một lớp mỏng trên bề mặt và hàn các mối liên kết với nhau để tạo thành mạch hoàn chỉnh. Trong một mạch tích hợp, các thành phần sẽ được kết nối trên cùng một bề mặt.
Mạch công nghiệp
Mạch công nghiệp được lắp đặt bên trong các thiết bị điện cơ thuộc các công xưởng, có nhiệm vụ truyền tải năng lượng điện cho các thiết bị trong nhà máy hoạt động. Sau đó chúng ta có thể điều khiển mạch năng lượng tạo ra tín hiệu để đóng mở nguồn cấp năng lượng.
Mạch truyền dẫn năng lượng
Mạch truyền dẫn năng lượng được biết đến như là loại mạch với công suất lớn thường được dùng trong hệ thống mạng lưới điện quốc gia với tác dụng dẫn truyền điện đi theo nhiều nhánh để đến nơi cầu điện. Đây là loại mạch phổ biến để cung cấp hệ thống điện hằng ngày của con người trong sinh hoạt.
Ứng dụng của mạch điện trong đời sống
Có thể thấy ngày nay mọi hoạt động trong cuộc sống đều có sự xuất hiện của điện năng. Và cũng có thể nói rằng cuộc sống của chúng ta sẽ bị thay đổi rất nhiều nếu một ngày không còn điện. Vậy nên có thể thấy điện được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống và sau đây sẽ là ứng dụng của từng loại mạch điện:
Mạch điện tử
Đây là loại mạch có thể xem là được ứng dụng nhiều nhất trong đời sống. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp loại mach này ở hầu hết các thiết bị điện tử trong nhà như tivi, máy giặt, máy tính, laptop, đèn chiếu sáng…
Bên cạnh đó, loại mạch này còn có thể được áp dụng trong các đèn tín hiệu giao thông, còi hú, đèn số và có thể thấy nhiều trong các banner quảng cáo. Ngoài ra còn có thể áp dụng loại mạch này để thực hiện tự động hóa các máy móc, thiết bị trong các dây chuyền sản xuất.
Và một điều thú vị nữa đó là loại mạch này còn được sử dụng để làm các món đồ chơi điều khiển từ xa như máy bay, ô tô… mà nhiều bạn rất yêu thích nữa. Đồng thời nó còn có nhiều chế độ để chúng ta có thể điều chỉnh nhanh chậm tùy theo ý thích.
Mạch công nghiệp
Đây là loại mạch chủ yếu được lắp đặt trong các nhà máy hoặc trong các phân xưởng với nhiệm vụ chủ yếu là để truyền năng lượng đến các thiết bị cần nguồn điện như đèn chiếu sáng , động cơ…
Mạch truyền dẫn năng lượng
Đây là một trong những loại mạch khá gần gũi với chúng ta tuy nhiên vẫn chưa nhiều người biết về nó. Loại mạch này mà một thành phần của lưới điện quốc gia và được sử dụng để giúp việc truyền dẫn năng lượng có thể được thực hiện theo một nhánh bất kỳ nào đó.
Cách biểu diễn mạch điện
Trong thực tế, các mạch điện nhìn khá là rối mắt bởi chúng có nhiều thiết bị và mỗi thiết bị sẽ có một kích thước khác nhau, được liên kết theo nhiều cách và diện tích của một bảng mạch cũng thường khá lớn.
Vậy nên, chúng có thể được biểu diễn trên giấy hoặc trên các phần mềm ứng dụng bằng các sơ đồ. Bên trong sơ đồ đó, các thành phần của mạch sẽ được biểu diễn bằng các ký hiệu điện riêng biệt cho từng loại để chúng ta có thể dễ dàng nhận biết và theo dõi từng phần cũng như biết được cách kết nối của chúng để tiện lắp đặt hay sửa chữa.
Tùy theo quy mô và độ phức tạp của từng loại mạch mà các module có cùng chức năng xác định và được đặt chung trong một hộp có thể được biểu diễn theo từng khối riêng biệt để có thể dễ dàng hơn trong việc lắp đặt, theo dõi và bảo hành sửa chữa.
Thiết kế và sản xuất mạch điện
Trong quá trình thiết kế và lắp ráp các mạch điện tử sẽ có một công đoạn riêng lẻ. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất đòi hỏi người thợ phải tạo được một dây chuyền thống nhất, mỗi công đoạn phải được làm tương thích với nhau. Công đoạn này xong mới được làm công đoạn tiếp theo.
Keo hàn
Việc thêm keo hàn là một việc bắt buộc phải làm trước khi bổ sung các thành phần vào trong bo mạch. Keo hàn được biết như là một dạng bột nhão chứa các dạng hạt được trộn chung với dung môi.
Chọn và đặt
Tại bước này, bảng điện phải có thêm chất hàn và sau đó chúng sẽ được chuyển vào quy trình chọn và đặt. Tại đây, sẽ có một chiếc máy tải với các cuộn linh kiện và nhiệm vụ của người làm sẽ là chọn các thành phần từ các cuộn hay một số bộ phân phối khác và đặt vào đúng vị trí của chúng trên bảng.
Ngoài ra, các thành phần được đặt trên bảng mạch cũng phải được liên kết và giữ cố định bởi lực căng của các chất hàn. Điều này là rất cần thiết bởi chúng cần phải được giữ chắc chắn với đúng vị trí để đảm bảo không bị sóc và ảnh hưởng.
Hàn
Khi các thành phần cần chuẩn bị, đã được thêm vào trong mạch thì lắp ráp và sản xuất đưa qua máy hàn là công đoạn tiếp theo. Mặc dù một số bo mạch được thiết kế dùng phương pháp hàn sóng nhưng hiện nay phương pháp này khá ít gặp cho những linh kiện được gắn trên bề mặt chúng.
Kiểm tra
Sau khi bảng mạch đã thông qua được hết các quy trình trên, chúng cần phải được kiểm tra kỹ càng lại để tránh tình trạng xảy ra lỗi sau này. Việc kiểm tra có thể được thực hiện bằng biện pháp thủ công hoặc kiểm tra quang học tự động. Nhưng biện pháp kiểm tra quang học tự động luôn được khuyến khích hơn bởi tính khả thi của chúng.
Các mô hình mạch chính
Hiện nay, có rất nhiều mô hình mạch điện được áp dụng trong đời sống tuy nhiên cấu tạo của chúng đều khá tương tự nhau và gồm 5 phần cơ bản là nguồn điện áp, nguồn dòng điện, điện trở R, điện dung C và điện cảm L.
Nguồn điện áp
Nguồn điện áp được xem là bộ phận quan trọng bậc nhất đối với bất kì hệ thống mạch điện nào, bởi đây là nguồn cung cấp năng lượng cho mạch hoạt động và duy trì các hoạt động của các thiết bị hay máy móc.
Nguồn điện thông thường sẽ có kí hiệu là U sẽ bằng tổng tất cả các điện áp của các nhánh thành phần nếu được mắc nối tiếp. Hoặc sẽ bằng với giá trị U khi mạch điện được mắc theo song song.
Nguồn dòng điện
Nguồn điện là nguồn cung cấp năng lượng chính và duy nhất cho mạch điện, các thiết bị điện muốn hoạt động được thì phải có nguồn điện nên đây là bộ phận quan trọng của mạch. Thông thường nguồn điện là các thiết bị hay hệ thống tạo ra điện hoặc những thiết bị có chức năng tích trữ năng lượng điện cũng được xem là nguồn dòng điện.
Điện trở R
Điện trở R mang tính chất cản trở điện, với những điện trở có giá trị càng lớn thì mức độ cản trở dòng điện càng cao tức là dòng điện sẽ gặp khó khăn khi đi qua điện trở và biến điện năng thành dạng năng lượng khác như nhiệt năng hay quang năng.
Một điện trở sẽ có giá trị tỷ lệ với độ dài của dây dẫn và điện trở suất hoặc giá trị của điện trở sẽ tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây hoặc bằng tỉ số giữa hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện và cường độ dòng điện chạy qua mạch.
Điện dung C
Điện dung là một loại giá trị thể hiện khả năng tích điện của tụ điện trên mạch. Điện dung sẽ được xác định bằng công thức: tỉ số của điện tích q trên hiệu điện thế hai đầu dây.
Điện cảm L
Điện cảm hay được gọi là tự cảm có tính chất chống lại chống lại sự thay đổi của dòng điện khi dòng điện chạy qua chính nó hay dòng điện bị đổi chiều do sự đóng mở mạch điện liên tục.
Kết luận
Bên trên là các thông tin đầy đủ nhất về khái niệm mạch điện cùng với cấu tạo cơ bản của một mạch điện. Hy vọng rằng những chia sẻ của bài viết hôm nay đã đem đến cho bạn những thông tin cần thiết một cách đầy đủ nhất. Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc gì liên quan đến chủ đề trên, đừng ngần ngại để lại câu hỏi ở phần bình luận bên dưới để chúng tôi giúp bạn giải đáp nhé.