Biến trở: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại

Biến trở là gì?

Biến trở (có tên tiếng Anh Variable Resistor, đơn vị là ôm (Ω)) là các thiết bị có điện trở thuần được biến đổi theo ý muốn của con người khi sử dụng. Biến trở được sử dụng trong mạch để điều chỉnh các hoạt động khác nhau của mạch như điện áp, cường độ dòng điện,… Bằng việc thay đổi chiều dài của dây dẫn hoặc tác động bằng các điều kiện khác như nhiệt độ, ánh sáng, bức xạ điện từ,… điện trở của thiết bị được thay đổi dễ dàng.

Hiểu đơn giản, bên cạnh các điện trở có giá trị không đổi thì vẫn có những điện trở có thể thay đổi được gọi là biến trở. Dòng thiết bị điện này được ứng dụng đa dạng trong đời sống đặc biệt trong sử dụng trong điều chỉnh hoạt động của mạch điện.

Ký hiệu của biến trở

Thực tế trong sơ đồ mạch điện, mỗi thiết bị điện sẽ được kí hiệu riêng được quy chuẩn chung giúp con người đọc và hiểu nhanh chóng Vì vậy, biến trở được kí hiệu bằng 3 cách trong sở đồ mạch điện như sau:

Ký hiệu của biến trở

Cấu tạo của biến trở

Bạn đang thắc mắc về cấu tạo của biến trở. Thiết bị gồm có những bộ phận gì mà có thể thay đổi được dòng điện trong mạch? AME xin cung cấp thông tin cho bạn như sau:

• Cuộn dây: Có điện trở suất lớn, được làm từ chất liệu hợp kim
• Con chạy: Chạy dọc cuộn dây giúp làm thay đổi giá trị của trở kháng
• Chân ngõ ra: Có 3 chân (3 cực) với 2 cực làm từ kim loại được cố định ở đầu ra các điện trở, 1 cực còn lại có khả năng di chuyển và được gọi là cần gạt. Khi này vị trí cần gạt trên dải điện trở sẽ quyết cho biết giá trị của biến trở.

Các vật liệu có trở kháng sẽ được sử dụng để tạo thành biến trở thường là:

• Cacbon (biến trở than): Vật liệu biến trở có trở kháng từ những hạt cacbon tuy có chi phí khả rẻ nhưng độ chính xác của chúng không được cao so với các chất liệu khác.
• Dây cuốn: Làm từ chất liệu Nichrome có độ cách điện tốt, cho độ chính xác cao nhưng khả năng phân giải nhiệt của chất liệu này có tính hạn chế.
• Nhựa dẫn điện: Có chi phí đầu tư cao, thường sử dụng trong các ứng dụng âm thanh cao cấp
• Cermet: Có tính ổn định tốt nhưng giá thành cao và tuổi thọ không lâu dài.

Cấu tạo của biến trở

Các loại biến trở

Mỗi biến trở sẽ có giá trị điện trở suất khác nhau tùy thuộc vào vị trí của cực chạy trên dải điện trở với khả năng điều chỉnh được giá trị điện trở suất giúp kiểm soát điện áp dòng điện.

Như đã nói, ở 2 cực cố định của biến trở sẽ được đặt 1 dải điện trở, cực còn lại chạy trên dải điện trở đó. Khi này chiều dài của dây dẫn sẽ tỉ lệ thuận với kháng trở của vật liệu đó. Điều này đồng nghĩa với việc khi ta thay đổi vị trí cực thứ 3 di động trên dải điện trở sẽ dẫn tới thay đổi chiều dài vật liệu và thay đổi giá trị điện trở. Hiện có 4 loại biến trở chính được sử dụng phổ biến, được phân loại theo 2 tiêu chí riêng:

Phân loại theo cấu tạo gồm có:

• Biến trở than: Loại biến trở được sử dụng phổ biến với phần lõi bên trong được làm bằng than với cấu tạo gồm 1 con chạy quanh 1 trục than đã được cuốn dây dẫn.
• Biến trở dây quấn: Sử dụng các vòng dây quấn với con chạy giúp thay đổi điện trở bên trong mạch.

Phân loại theo bộ phận điều chỉnh gồm:

• Biến trở con chạy: Làm từ 1 lõi hình trụ dài từ chất liệu sứ có các sợi dây kim loại (làm bằng niken hoặc nicrom) có điện trở suất lớn cuốn quanh và 1 con chạy. Khi con chạy trượt trên cuộn dây sẽ làm thay đổi giá trị biến trở
• Biến trở tay quay: Cấu tạo tương tự biến trở con chạy tuy nhiên con chạy ở loại này sẽ chạy xung quanh cuộn dây với cuộn dây được thiết kế dạng hình tròn.

Các loại biến trở

Nguyên lý hoạt động của biến trở

Biến trở có nguyên lý hoạt động đơn giản đó là biến các dây dẫn tách rời dài ngắn khác nhau. Khi đó:

• Núm vặn (vi mạch điều khiển) của thiết bị được điều khiển làm thay đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi.
• Trên thực tế, trong thiết kế mạch điện tử luôn có những sai số vì vậy người ta cần sử dụng biến trở để điều chỉnh mạch điện phù hợp với nhiệm vụ phân áp, phân dòng trong mạch điện.

Công dụng của biến trở

Biến trở được ứng dụng hết sức rộng rãi nhờ khả năng biến đổi dòng điện và điện áp trong mạch, dưới đây là một số ứng dụng cụ thể:

• Biến trở volume: Được sử dụng trong âm thanh nút vặn âm lượng của loa, âm ly. Khi điều chỉnh núm vặn thì âm thanh sẽ tăng giảm tương ứng
• Biến trở công suất: Sử dụng chính trong việc tăng giảm công suất động cơ, được tính theo đơn vị W.
• Biến trở nhiệt: Sử dụng để tăng giảm nhiệt độ nhanh chóng ứng dụng trong bình nóng lạnh của mỗi hộ gia đình
• Biến trở chỉnh ánh sáng đèn: Tương tự như biến trở âm thanh, loại biến trở này dùng để điều chỉnh mức độ sáng tối của đèn, được bắt gặp rất nhiều trong đời sống.
• Biến trở sử dụng trong công nghiệp: Ứng dụng của các biến trở này để nâng, hạ pit tông, hệ thống uốn, cán thép hay dùng trong các bộ phát dòng analog,…

Công dụng của biến trở

Tóm lại, trên đây là thông tin chi tiết về nguyên lý, cấu tạo và phân loại biến trở. Quý vị có nhu cầu hay thắc mắc gì hãy liên hệ ngay tới AME Group để được tư vấn cũng như giải đáp chi tiết nhất nhé!