Quang điện trở là gì? Cấu tạo, cách đo và ứng dụng của quang điện trở

Đối với các thiết bị máy móc cũng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng với những tác động như thế nào? Và để nắm bắt được những thiết bị này bắt buộc cần sử dụng một cảm biến được gọi là quang điện trở. Vậy quang điện trở là gì? Ký hiệu, cấu tạo, cách đo cũng như ứng dụng của quang điện trở ra sao? Cùng hiokivn.com tìm hiểu ngay sau bài viết dưới đây!

Quang trở là gì?

Bạn đang  tìm hiểu những thông tin về quang trở là gì, điện trở quang là gì hay quang điện trở là gì? Những thắc mắc trên của bạn có thể hiểu đơn giản như sau:

Quang trở còn được gọi là quang điện trở, điện trở quang chính là sự liên kết giữa các hạt photon (các hạt ánh sáng) chiếu vào nó. Do vậy, quang trở là điện trở của biến trở ngược lại với cường độ ánh sáng. 

Bên cạnh đó, điện trở quang là một linh kiện được sản xuất bởi một chất đặc biệt có khả năng làm thay đổi điện trở khi có ánh sáng chiếu sáng. Bạn cũng có thể hiểu đơn giản thì điện trở quang là điện trở làm thay đổi các giá trị theo cường độ ánh sáng. 

Khi cường độ ánh sáng bắt đầu tăng sẽ làm các electron tự do cũng có xu hướng tăng theo, Điều này mang ý nghĩa độ tăng của quang điện trở càng cao sẽ làm giảm mức điện trở của vật liệu xuống. Hiện nay, các quang điện trở được có mặt tại nhiều các mạch cảm biến ánh sáng, trên hệ thống đèn đường hay đồng hồ ngoài trời…

Vậy, ký hiệu quang điện trở là gì? Bạn có thể tham khảo hình ảnh ký hiệu quang trở ngay bên dưới. Trên hình vẽ chúng ta có thể thấy có 2 kiểu kí hiệu Quang điện trở  trong mạch điện. Biểu tượng LDR được sử dụng trong các mạch điện tử dựa trên biểu tượng một điện trở được bao quang bằng một vòng tròn. Để biểu thị sự thay đổi theo ánh sáng, người ta dùng 2 mũi tên chiếu vào để kí hiệu. 

Cấu tạo quang điện trở

Quang điện trở là điện trở được làm bằng chất quang dẫn. Cấu tạo quang trở cũng rất đơn giản với hai bộ phận chính là phần trên và phần dưới. 

• Phần dưới đều là các màng kim loại được liên kết liên thông qua các đầu cực. 
• Phần trên là linh kiện được thiết kế với khả năng tiếp xúc tối đa nhất với hai màng kim loại. Linh kiện cũng được đặt trong hộp nhựa để nâng cao khả năng tiếp xúc với ánh sáng và nắm được sự biến đổi của cường độ ánh sáng. 

Các linh kiện quang được làm phổ biến từ chất liệu Cadmium Sulphide (CdS). Đây là loại vật liệu được dùng phổ biến làm chất quang dẫn, mức độ chứa hạt electron rất thấp hoặc hầu như không có khi có ánh sáng chiếu vào. 

Quang điện trở được cấu tạo bằng chất bán dẫn và có đặc điểm điện trở giảm khi ánh sáng chiếu vào. Thành phần chính để tạo nên quang trở đó chính là Cadmium Sulphide (CdS) được sử dụng là chất quang dẫn, thường không chứa hoặc có rất ít các hạt electron khi không được ánh sáng chiếu vào. 

Có thể bạn quan tâm: Cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng đúng kỹ thuật

Nguyên lý hoạt động của quang trở

Quang điện trở là điện trở làm bằng chất bán dẫn với mức trở kháng cao nhưng không có tiếp giáp. Khi ở trong điều kiện tối, quang điện trở sẽ thường có mức điện trở đạt vài MΩ. Trong khi đó trong môi trường ánh sáng, mức điện trở có thể giảm xuống còn vài trăm ôm. 

Quang điện trở hoạt động theo hiệu ứng quang điện trên khối vật chất nhất định. Khi các hạt photon tích đủ năng lượng sẽ đập vào làm cho các electron bị tách ra khỏi phân tử và trở thành tự do để chuyển từ bán dẫn thành dẫn điện. Như vậy, mức điện trở quang nhỏ hay lớn sẽ phụ thuộc vào các hạt photon được hấp thụ là nhiều hay ít. 

Như vậy, bạn có thể hiểu đơn giản khi ánh sáng chiếu lên các quang điện trở sẽ giúp các hạt phân tử điện thành tự do. Khi đó, các hạt này sẽ dẫn điện làm tăng khả năng dẫn điện cho thiết bị, làm giảm mức điện trở xuống

Ưu nhược điểm và một số mạch điện ứng dụng quang trở

Với việc làm giảm mức điện trở của các thiết bị, quang trở mang đến những ưu nhược điểm nào? Bạn có thể tìm hiểu ngay dưới đây về những điểm mạnh và hạn chế của quang trở.

Ưu điểm

• Quang điện trở có mức giá thành rẻ, tiết kiệm chi phí. 
• Đa dạng về kích thước với nhiều kích cỡ khác nhau để phù hợp với nhiều bo mạch, thiết bị khác nhau. 
• Hoạt động với mức năng lượng và điện áp ở mức nhỏ. 

Nhược điểm

Quang trở có thời gian phản hồi tương đối chậm khiến cho độ chính xác không cao. 

Cách đo quang trở bằng đồng hồ vạn năng

Cách kiểm tra quang trở bằng đồng hồ vạn năng VOM khá đơn giản. Để thực hiện đo quang trở, ta cần chuẩn bị một chiếc đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện trở như đồng hồ vạn năng Hioki DT4256, Hioki 3030-10, Kyoritsu 1009,... để đáp ứng yêu cầu của công việc một cách tốt nhất

Cách đo và kiểm tra quang trở bằng đồng hồ vạn năng như sau: 

Bước 1: Bạn khởi động đồng hồ và chọn vào thang đo điện trở. 

Bước 2: Bài kết nối chân hai que đo lên hai jack căm của đồng hồ theo quy tắc chân màu đỏ cắm vào Jack chân COM. Chân màu đen cắm vào chân màu đen trên đồng hồ.  Đầu hai que đo sẽ chạm vào quang trở.

Bước 3: Bạn đọc kết quả được hiển thị trên màn hình. Khi kết quả điện trở thay đổi tức là quang trở vẫn hoạt động ổn định. Nếu điện trở không hoạt động thì quang trở có thể đã bị hỏng. 

Xem thêm: Cách đo điện trở đất bằng ampe kìm nhanh chóng, đúng kỹ thuật

Ứng dụng của quang điện trở

Hiện nay, các ứng dụng của quang điện trở rất đa dạng để phục vụ tốt cho các công việc đo đạc. Bạn có thể tham khảo những ứng dụng của quang điện trở trong thực tế như:

• Ứng dụng quang điện trở trong hệ thống đèn đường như tự động tắt khi sáng và bật sáng khi tối. 
• Quang điện trở ứng dụng như dùng trong các cảm biến ánh sáng, radio đồng hồ hay các máy dò hồng ngoại…

Việc tìm hiểu về quang điện trở sẽ giúp bạn hiểu rõ ràng linh điện tăng điện trở đang được dùng khá phổ biến hiện nay. Từ đó, bạn có thể đưa vào sử dụng trong công việc của mình để mang lại hiệu suất cao.