Tìm hiểu về thiết bị nắn điện

1/ Nắn điện là gì?

Vì sự cần thiết của dòng điện một chiều trong vài ngành như nạp hơi bình ắc quy, mạ kim loại, hàn điện, ngành truyền tin, hàng hải v.v… nên dòng điện xoay chiều được nắn lại thành dòng điện một chiều. Trong công nghiệp, người ta dùng một dụng cụ đặc biệt để biến dòng điện xoay chiều ra dòng điện một chiều, gọi là bộ nắn điện hay mạch chỉnh4ưu…

Bộ nắn điện là một dụng cụ có sức cản điện thay đổi với chiều dòng điện nghĩa là dụng cạ chỉ có dòng điện xuyên qua trong một chiều hướng nhất định.

2/ Phần loại bộ nắn điện

Bộ nắn điện được chia làm hai loại chính tùy theo công suất phát.

Bộ nắn điện có công suất phát thấp

Bộ nắn điện cơ
Bộ nắn điện điện giải
Bộ nắn điện oxit đồng
Bộ nắn được selenium, germanium, Silicon, siliC1um…
Bộ nắn điện đèn điện tử (tungar).

Bộ nắn điện có công suất phát cao

Đèn thủy ngân
Đèn hơi nắn điện: thyratron, exitron, ignitron…
Máy đảo điện (converter) v.v…

3/ Bộ nắn điện chỉnh lưu bán phần

Điều nay có nghĩa là cứ mỗi bán kỳ (+), dòng điện chạy qua bộ nắn điện vì bị chặn lại ở bán kỳ âm (-). Hình 8.1b chỉ dòng’điện xoay chiều được nắn lại ở phần (+) (tính tự cảm của mạch nắn kể như không có). Sự nắn điện này được gọi là bán phần chỉnh lưu, và rất được thông dụng trong việc nạp điện bình ắc quy, mạ vàng, truyền tin…

mốì dưới (-). Trong bán kỳ dương này, dòng điện không thể chạy qua các bộ nắn điện số 3 và 4 vì điện trở chúng chiếu theo chiều dòng điện thì quá lớn.

Hình 8.la chỉ một bộ nắn điện bán kỳ vì máy chỉ cho dòng điện qua ở mỗi bán kỳ dương (+).

Các bộ nắn điện mắc theo cầu Wheatstone; b) Dòng điện nắn được lọc lại

Nhưng khi mối dưới có trị sô’ (+), mối trên đương nhiên (-), dòng điện chạy qua bộ phận nắn điện số 3, xuyên qua hệ thống tiêu thụ rồi qua bộ nắn điện số 4 để về mối(-). Trong bán kỳ âm này, dòng điện không thể qua bộ nắn điện 1 và 2 được vì điện trở chúng quá lớn.

Vậy cứ mỗi bán kỳ đều có dòng điện xuyên qua cực dương và âm của hệ thống tiêu thụ. Kết quả ta có một dòng điện một chiều phóc động xuyên qua hệ thống tiêu thụ.

Trong thực hành, nhờ sự ứng dụng đặc tính tự cảm của cuộn dây tự cảm và dang tích của tụ điện, nên hệ số phóc động của dòng điện chỉnh lưu được giám xuống tới mức tốì thiểu, và đường biểu diễn dòng điện nắn gần như một đường thẳng lý tưởng (như dòng điện pin, ắc quy). Tụ điện hóa và cuộn tự cảm lọc lại làn sóng nắn.

4/ Bộ nắn điện selenium

Căn cứ trên đặc tính dẫn điện một chiều của một lớp mỏng selenium đặt giữa hai điện cực kim loại. Lớp selenium dày độ 0,05mm được tráng lên một mặt của một thẻ sắt hay nhôm Sự liên kết này phải được chắc chắn ngừa khi bị phá vỡ. Chất Selenium đứơc trui luyện (trampé et raff1nage) thành những hại tinh thể (crystalline). Kế, một hợp kim có độ chảy thấp được tráng lên mặt selenium và được dùng như một điện cực. Do phán ứng hóa học, một lớp cản điện mỏng được tạo nên giữa belenium và điện cực. Hình 8.7 chỉ một đơn vị nắn điện, chiều dòng điện chạy từ điện cực kim loại (nhôm hay sắt) qua se le ni um.

Mối thẻ nắn được một thế điện tối đa là 18V, nhưng trong thực hành, ta thường dùng là 6V. Cường độ dòng điện thường từ 350 đến 401 mA/cm² tại 70°c. Nhưng nếu bộ nắn điện được làm ngu0) bằng gió, cường độ dòng điện tăng lên đến 2,5 lần cường độ bính thường.

Hiệu suất hay đổi từ 50 – 70% tùy theo cường độ dòng điện phát va hộ thống tiêu thụ. Các bộ nắn điện này có thể đấu nối tiếp hay song song hàng tùy theo điện thế hay cường độ dùng.

Bộ nắn điện này dùng đổ nạp bình, truyền tin, dụng cụ đo điện, mạ kim loại và hàn điện v.v…

5/ Bộ nắn điện oxit đồng

Bộ nắn điện này ứng dụng nguyên tắc cản điện một chiều của lớp oxit đồng nhị (C11O2). Lớp oxit đồng được tráng lên một đĩa bằng đồng và dòng điện từ chỉ chạy qua được từ đĩa ‘đồng đến ọxit đồng và bị ngăn lại ở chiều nghịch.

Tác động nắn điện này đều do đặc tính nguyên tử chứ không do đặc tính điện giải của bộ. Chiều quy ước của dòng điện nghịch với chiều di chuyển của các âm điện tử, vậy dòng điện chỉ chạy từ oxit đồng qua đĩa đồng như hình 8.6a. Dụng cụ gồm có các đĩa tròn có bề kính từ 30 đến 30 mm. Cường độ dòng điện nắn chừng 0,1 ampe/cm², mỗi đĩa chịu một điện áp từ 6 đến 10V.

Một đĩa kim loại mềm, thường là chì, được đặt lên lớp oxit đồng để áp lực chia đều nhau trên lớp oxit đồng.

Hình 8.6b chỉ lối mắc cầu Wheatstone của các bộ nắn điện. Muốn tăng cường độ dòng điện, phát người ta đấu các bộ nắn điện song hàng nhau. Muôn tăng điện áp phát, người ta đấu các bộ nắn điện nốì tiếp nhau. Chiều dòng điện nắn trong mỗi nhóm được chỉ định bởi chiều mũi tên.

Hiệu suất của các bộ nắn điện này thường thay đổi từ 50 đến 70%. Hệ số công suất thay đổi từ 0,7 đến 1 tùy theo hệ thống tiêu thụ.

Các bộ nắn điện này thường dùng để nạp điện bình ắc quy, dùng trong tuyền tin, vô tuyến điện hay thay các máy phát âm có công suất thấp…