Trong chuyên đề Vật Lý hôm nay, Hyundai Smart Phone sẽ chia sẻ lý thuyết điện trở là gì, ký hiệu điện trở, đơn vị của điện trở và công thức tính điện trở kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết có thể giúp các bạn củng cố lại kiến thức của mình nhé.
Điện trở là gì?
Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác.
Điện trở của dây dẫn là điện trở của chính dây dẫn đó, không qua bất cứ linh kiện nào khác. Điện trở của dây dẫn biểu thị mức độ cản trở dòng điện của dây dẫn. Điện trở càng lớn thì dòng điện đi qua càng nhỏ và ngược lại.
Điện trở kháng là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó.
Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất. Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt.
Ký hiệu của điện trở
Ký hiệu của điện trở là R còn điện trở suất được kí hiệu là ρ
Đơn vị của điện trở
Đơn vị SI của điện trở là ohm (Ω). Ngoài ra, điện trở có các đơn vị khác như milliohm (1 mΩ = 10−3 Ω), kilohm (1 kΩ = 103 Ω) và megohm (1 MΩ = 106 Ω).
Điện trở có mấy loại?
Hiện nay, điện trở được chia thành 6 loại chính bao gồm:
- Điện trở cacbon hay còn được gọi là điện trở than, được làm bằng cách ép hỗn hợp bột than và chất kết dính thành dạng trụ hoặc thanh có vỏ bọc bằng gốm hoặc sơn. Có công suất nhỏ từ 1/8 đến 2W và dung sai lớn
- Điện trở màng hay điện trở gốm kim loại được tạo ra bằng cách đưa kim loại nguyên chất hoặc màng oxit vào thanh gốm cách điện.
- Điện trở dây quấn được tạo thành bằng cách quấn dây kim loại có đặc tính dẫn điện kém hoặc dây tương tự vào một lõi gốm cách điện dưới dạng lò xo xoắn.
- Điện trở film được làm bằng cách kết tinh kim loại, cacbon hoặc oxide kim loại trên lõi gốm
- Điện trở bề mặt hay còn gọi là điện trở dán có kích thước khá nhỏ chỉ khoảng 0,6mm x 0,3mm và được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán trực tiếp lên bảng mạch in.
- Điện trở băng hay còn gọi là dãy điện trở được thiết kế có vỏ hoặc không có vỏ tùy loại. Ngoài ra, nó cũng được chế tạo theo kiểu vi mạch với kiểu chân SIP hoặc DIP.
Xem ngay: Cách đọc điện trở 3, 4, 5 vạch màu, điện trở dán, công suất chính xác 100%
Công thức tính điện trở
R = U/I
Trong đó:
- R: là điện trở của vật dẫn điện (Ω)
- U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện (V).
- I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện (A).
Tham khảo thêm: Cường độ dòng điện là gì? Công thức tính cường độ dòng điện kèm VD
Công thức tính điện trở dây dẫn
R = ρ.L/S
Trong đó:
- R: điện trở (Ω)
- р: Điện trở suất của dây (mΩ)
- L: Chiều dài dây (m)
- S: Tiết diện của dây (m2)
Công thức tính điện trở suất
ρ = R.L/S
Trong đó:
- ρ: Điện trở suất của dây (Ωm)
- R: Điện trở (Ω)
- S: Tiết diện của dây (m2)
- L: Chiều dài dây (m)
Ngoài ra, dựa theo định luật Ohm vi phân thì điện trở suất còn được định nghĩa là:
ρ = E/J
Trong đó:
- E: là cường độ điện trường
- J: là mật động dòng điện
Lưu ý: Bạn có thể sử dụng các thiết bị đo điện như đồng hồ đo điện trở cách điện để kiểm tra khả năng cách điện của dây dẫn, thiết bị điện,…
Công thức tính điện trở song song
Điện trở của mạch điện song song (hay còn gọi là điện trở tổng hợp) có thể được tính bằng công thức:
1⁄Rt = 1⁄R1 + 1⁄R2 + 1⁄R3 + … + 1⁄Rn
Trong đó:
- Rt là điện trở tổng hợp của mạch điện song song.
- R1, R2, R3, …, Rn là các điện trở của các thành phần trong mạch điện song song.
Tham khảo thêm: Hiệu điện thế là gì? Công thức tính hiệu điện thế kèm VD có lời giải từ A – Z
Công thức tính điện trở nối tiếp
Điện trở nối điện được tính bằng cách cộng dồn giá trị điện trở của chúng
Rnt = R1 + R2 + R3 + ….+Rn
Trong đó:
- Rnt là điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.
- R1, R2, R3, …, Rn là giá trị của các điện trở trong đoạn mạch.
Công thức tính điện trở tương đương
Điện trở tương đương (hay còn gọi là điện trở thế) là điện trở của một mạch có thể được thay thế bằng một điện trở đơn với cùng hiệu suất. Điện trở tương đương của một mạch có thể được tính bằng công thức:
Rtđ = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Trong đó:
- Rtđ là điện trở tương đương của mạch.
- R1, R2,R3 , Rn là các điện trở của các thành phần trong mạch.
Các dạng bài tập về điện trở có lời giải
Ví dụ 1: Đặt nguồn điện một chiều có hiệu điện thế U = 6V vào hai đầu một điện trở như hình. Ampe kế chỉ 1,2A. Tìm độ lớn của điện trở.
Lời giải
Ta có: Ampe kế chỉ 1,2A ⇒ I = 1,2(A)
⇒ R = U/I = 6:1,2 = 5 Ω
Ví dụ 2: Một hộ gia đình cần kéo dây điện từ một cột điện cách đó 1km. Cho biết tiết diện dây dẫn có dạng hình tròn, bán kính 2mm và có điện trở suất р = 1,72.10-8 Ωm. Tìm điện trở của dây dẫn.
Lời giải:
lưu ý: L là chiều dài dây thực tế sẽ gấp đôi khoảng cách kéo dây (do cần một đường dây đi và 1 đường dây về để đảm bảo mạch điện kín).
Ví dụ 3: Một chất được sử dụng để làm dây điện trở. Dây có chiều dài 10m và có đường kính 1mm. Đặt dây dẫn trên vào nguồn điện có hiệu điện thế 20V thì thấy cường độ dòng điện qua dây dẫn là 0,2A. Tìm điện trở suất của dây dẫn đó.
Lời giải
Ví dụ 4: Đoạn mạch có 3 điện trở R1 = 2Ω; R2 = 4Ω; R3 = 7Ω mắc nối tiếp. Hãy vẽ sơ đồ mạch điện và tính điện trở tương đương của đoạn mạch.
Lời giải
Điện trở tương đương của đoạn mạch là :
Rtd = R1 + R2 + R3 = 2 + 4 + 7 = 13 (Ω).
Ví dụ 5: Cho đoạn mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = 6Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.
Lời giải
Gọi M là điểm nối giữa điện trở R2 và R3. M và A nối trực tiếp với nhau nên M trùng với A.
Gọi N là điểm nối giữa điện trở R1 và R2. N và B nối trực tiếp với nhau nên N trùng với B.
Mạch điện được vẽ lại như sau:
Vì (R1 // R2 // R3) nên:
1⁄Rt = 1⁄R1 + 1⁄R2 + 1⁄R3 = 1⁄6 + 1⁄2 + 1⁄3 = 1 ⇒ R = 1 Ω
Ví dụ 5: Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R1 = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V như sơ đồ hình 11.1.
a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?
b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm2. Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.
Lời giải:
Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là:
Rtđ= UI = 120,6 = 20 Ω
Theo sơ đồ hình 11.1 thì Rtđ = R1 + R2
Từ đó tính được R2 = Rtđ – R1 = 20 – 7,5 = 12,5Ω
b) Từ công thức R = p.L/S ⇒ L = R.S/p = (1.10-6 . 30) : 0,4. 10-6 = 75m
Bên trên chính là lý thuyết và công thức tính điện trở mà chúng tôi đã phân tích chi tiết có thể giúp các bạn củng cố lại kiến thức để áp dụng vào làm bài tập rồi nhé. Hãy thường xuyên theo dõi chúng tôi để được chia sẻ những thông tin hữu ích khác về học nhé
