Biến trở là gì? Chi tiết cách mắc biến trở để bạn hiểu rõ từ A-Z

Biến trở là một linh kiện điện tử quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện để điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp. Bài viết này sẽ giải thích chi tiết biến trở là gì, ký hiệu của nó, nguyên lý hoạt động, cách mắc biến trở 3 chân và 4 chân, cũng như giới thiệu các dòng đồng hồ vạn năng Hioki hỗ trợ đo biến trở hiệu quả.

1/ Biến trở là gì? Định nghĩa chi tiết

Biến trở là gì? Biến trở (Potentiometer hoặc Variable Resistor) là một loại điện trở có thể thay đổi giá trị điện trở một cách linh hoạt thông qua việc xoay núm hoặc trượt thanh điều chỉnh. Khác với điện trở cố định có giá trị không đổi, biến trở cho phép người dùng điều chỉnh giá trị điện trở từ 0Ω đến giá trị tối đa được ghi trên thân linh kiện.

Để hiểu rõ hơn biến trở là gì, bạn cần lắm rõ cấu tạo của biến trở. Về mặt cấu tạo, biến trở gồm có ba thành phần chính:

• Phần tử điện trở: Thường được làm từ carbon, kim loại hoặc vật liệu dẫn điện đặc biệt
• Con trượt (Wiper): Là bộ phận di chuyển để thay đổi điểm tiếp xúc trên phần tử điện trở
• Vỏ bọc và chân cắm: Bảo vệ các bộ phận bên trong và tạo kết nối với mạch điện

Giới thiệu cho bạn: Cảm biến là gì? Từ A đến Z, hiểu rõ chỉ trong 10 phút đọc

2/ Ký hiệu đo biến trở

Hiểu biến trở là gì thôi chưa đủ, bạn còn cần biết cách nhận diện nó trong sơ đồ mạch điện hoặc phần mềm mô phỏng.

1 – Ký hiệu biến trở trong mạch điện

Trong sơ đồ mạch điện tiêu chuẩn, ký hiệu biến trở là gì? Nó được biểu thị bằng hình chữ nhật có mũi tên chéo đi qua, thể hiện khả năng thay đổi giá trị điện trở. Ký hiệu biến trở trong sơ đồ mạch điện bao gồm:

• Hình chữ nhật hoặc zigzag biểu thị điện trở
• Mũi tên chéo qua thân điện trở, cho biết đây là biến trở
• Ba chân cắm: hai chân ở hai đầu thân điện trở và một chân từ con trượt

2 – Ký hiệu biến trở trong Proteus

Trong phần mềm mô phỏng Proteus, khi hỏi biến trở là gì trên giao diện phần mềm, bạn sẽ thấy:

• Tên linh kiện: “POT” (viết tắt của Potentiometer)
• Biểu tượng: Hình chữ nhật với mũi tên chéo và ba chân kết nối
• Thông số có thể chỉnh: Giá trị tối đa, vị trí con trượt (% từ 0-100%)
• Khả năng tương tác: Có thể nhấp đúp để thay đổi giá trị trong quá trình mô phỏng

3 – Ký hiệu đo biến trở

Khi sử dụng đồng hồ vạn năng để đo, biến trở là gì được hiểu qua ký hiệu hiển thị:

• Ω (Omega): Đơn vị đo điện trở
• Các bội số: kΩ (kilo Ohm), MΩ (megohm)
• Chế độ đo: RES hoặc symbol Ω trên núm xoay của đồng hồ

Tham khảo: Quang điện trở – Định nghĩa, ứng dụng và cách đo chính xác

3/ Nguyên lý hoạt động của biến trở

Để trả lời sâu hơn câu hỏi biến trở là gì, ta cần đi vào nguyên lý hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của biến trở dựa trên việc thay đổi chiều dài hiệu dụng của phần tử điện trở thông qua con trượt di chuyển. Khi con trượt di chuyển dọc theo phần tử điện trở, nó tạo ra hai đoạn điện trở có chiều dài khác nhau:

• Đoạn 1: Từ chân đầu tiên đến vị trí con trượt
• Đoạn 2: Từ vị trí con trượt đến chân thứ hai

Tổng điện trở của hai đoạn này luôn bằng giá trị điện trở tối đa của biến trở, nhưng tỷ lệ giữa chúng thay đổi tùy theo vị trí con trượt.

4/ Hướng dẫn thực hành cách mắc biến trở trong mạch điện 

Hiểu biến trở là gì không chỉ dừng ở lý thuyết mà cần biết cách ứng dụng. Việc mắc biến trở đúng cách là yếu tố quyết định đến hiệu suất và độ an toàn của toàn bộ mạch điện. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và loại biến trở, có nhiều cách mắc khác nhau để đạt được hiệu quả tối ưu.

4.1 Nguyên tắc chung

Trước khi thực hiện việc mắc biến trở, cần nắm vững các nguyên tắc cơ bản sau:

• Xác định thông số kỹ thuật: Luôn kiểm tra giá trị điện trở tối đa, công suất định mức và điện áp làm việc tối đa của biến trở. Các thông số này thường được ghi trên thân linh kiện hoặc trong datasheet.
• Phân biệt các chân cắm: Hầu hết biến trở có 3 chân, trong đó hai chân ở hai đầu kết nối với toàn bộ phần tử điện trở, chân giữa kết nối với con trượt. Một số biến trở có thêm chân thứ 4 để kết nối vỏ hoặc tạo điểm giữa.
• Chọn vị trí lắp đặt phù hợp: Biến trở cần được lắp đặt ở vị trí dễ điều chỉnh, tránh xa nguồn nhiệt và độ ẩm cao. Đối với biến trở công suất lớn, cần đảm bảo tản nhiệt tốt.

4.2 Cách mắc biến trở 3 chân 

Biến trở 3 chân là loại phổ biến nhất và có thể được mắc theo hai cách chính:

Mắc làm biến trở (Variable Resistor):

• Sử dụng hai chân: một chân đầu và chân con trượt
• Chân còn lại có thể để hở hoặc nối với chân con trượt để tăng độ tin cậy
• Giá trị điện trở thay đổi từ 0Ω đến giá trị tối đa
• Ứng dụng: Điều chỉnh độ sáng đèn, tốc độ quạt, điều khiển nhiệt độ

Mắc làm bộ chia áp (Voltage Divider):

• Sử dụng cả ba chân của biến trở
• Hai chân đầu nối với nguồn điện áp đầu vào
• Chân con trượt lấy ra điện áp đầu ra có thể điều chỉnh
• Điện áp đầu ra thay đổi từ 0V đến giá trị điện áp đầu vào
• Ứng dụng: Điều chỉnh âm lượng, điều khiển tốc độ động cơ DC

4.3 Cách mắc biến trở làm biến trở điều chỉnh dòng (Rheostat)

Khi sử dụng như rheostat, cần nắm rõ biến trở là gì trong vai trò điều chỉnh dòng. Điều này sẽ giúp bạn dễ dàng lắp đặt biến trở hơn:

Cách mắc tiêu chuẩn:

• Nối một chân đầu của biến trở với mạch chính
• Nối chân con trượt với điểm tiếp theo trong mạch
• Chân còn lại có thể nối với chân con trượt hoặc để hở

Lưu ý quan trọng về công suất:

• Công suất tiêu thụ trên biến trở: P = I² × R
• Cần chọn biến trở có công suất định mức lớn hơn công suất tính toán
• Khi điện trở nhỏ, dòng điện lớn có thể làm hỏng biến t

Ứng dụng thực tế:

• Điều chỉnh độ sáng bóng đèn sợi đốt
• Kiểm soát tốc độ động cơ DC đơn giản
• Mạch sạc pin với dòng điện có thể điều chỉnh
• Thiết bị thí nghiệm và đo lường trong phòng lab

5/ Ứng dụng phổ biến của biến trở trong đời sống

Khi nói đến biến trở là gì, nhiều người chỉ nghĩ đơn giản là một linh kiện dùng để thay đổi điện trở. Tuy nhiên, trên thực tế, biến trở có mặt trong hầu hết các thiết bị điện tử mà chúng ta sử dụng hàng ngày, từ những ứng dụng đơn giản đến những hệ thống phức tạp. 

• Điều chỉnh âm lượng: Biến trở được sử dụng trong loa, ampli, hoặc tai nghe để thay đổi mức âm lượng.
• Điều chỉnh độ sáng: Sử dụng trong mạch đèn LED, đèn bàn, hoặc màn hình để kiểm soát độ sáng.
• Kiểm soát tốc độ động cơ: Biến trở điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp cấp vào động cơ, giúp thay đổi tốc độ quay.
• Cảm biến và điều khiển: Sử dụng trong các mạch cảm biến (như cảm biến nhiệt độ hoặc áp suất) để hiệu chỉnh tín hiệu.
• Thiết bị điện tử tiêu dùng: Có mặt trong các thiết bị như quạt điện, máy điều hòa, hoặc đồ chơi điện tử.

Khi đã nắm được biến trở là gì, bạn cũng cần biết cách kiểm tra và xác định giá trị điện trở của nó. Lúc này, đồng hồ vạn năng là công cụ không thể thiếu. Thiết bị này giúp đo giá trị điện trở giữa các chân của biến trở, xác định tình trạng hoạt động, và phát hiện lỗi như đứt mạch hoặc hư hỏng con chạy.

Tuy nhiên, để đảm bảo kết quả đo chính xác và tránh hư hỏng, khi hiểu rõ biến trở là gì, bạn nên chọn mua đồng hồ vạn năng từ các thương hiệu uy tín như Hioki. Hioki là thương hiệu hàng đầu Nhật Bản chuyên sản xuất thiết bị đo lường điện tử chính xác. Các dòng đồng hồ vạn năng Hioki được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu đo lường chuyên nghiệp với độ tin cậy cao.

• Hioki 3246-60: Đây là đồng hồ vạn năng dạng bút (pencil-type), nhỏ gọn, dễ mang theo, hỗ trợ đo điện áp AC/DC, điện trở, và thông mạch. Hioki 3246-60 tích hợp đèn LED để làm việc trong điều kiện thiếu sáng, lý tưởng cho kỹ thuật viên bảo trì.
• Hioki 3244-60: Một dòng đồng hồ vạn năng siêu mỏng, chỉ dày 9mm, hỗ trợ đo điện áp AC/DC, điện trở, và thông mạch. Hioki 3244-60 phù hợp cho các ứng dụng sửa chữa điện tử cơ bản và kiểm tra linh kiện như biến trở.
• Hioki DT4223: Đồng hồ vạn năng chuyên nghiệp với tính năng True RMS, hỗ trợ đo điện áp AC/DC, điện trở, và tần số. Hioki DT4223 được thiết kế an toàn (CAT IV 300V), phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp và môi trường khắc nghiệt.
• Hioki DT4224: Tương tự DT4223, nhưng bổ sung khả năng phát hiện điện áp không tiếp xúc và hiển thị giá trị MAX/MIN. Hioki DT4224 là lựa chọn lý tưởng cho kỹ sư cần đo lường chính xác trong các hệ thống phức tạp.

Việc hiểu rõ định nghĩa biến trở là gì, ký hiệu, nguyên lý hoạt động đến cách mắc đúng kỹ thuật, tất cả đều góp phần vào việc sử dụng biến trở một cách hiệu quả và an toàn. Với những kiến thức được chia sẻ trong bài viết này, hy vọng bạn đã có cái nhìn toàn diện về biến trở và có thể áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả. Ngoài ra, khi chọn mua thiết bị biến trở, bạn chọn mua tại các địa chỉ uy tín, chính hãng như Hioki Việt Nam để đảm bảo chất lượng và dịch vụ hậu mãi tốt nhất.