Điện trở là một đại lượng cơ bản trong vật lý. Trên thực tế điện trở còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện và điện dân dụng. Vậy điện trở là gì? Điện trở có công dụng gì? Ký hiệu và công thức tính của điện trở là gì? Tất cả sẽ được chúng tôi giải đáp chi tiết ở nội dung bài viết dưới đây.
Tóm tắt nội dung
Điện trở là gì?
Điện trở là một đại lượng đặc trưng trong vật lý biểu thị tính cản trở dòng điện của từng loại chất liệu. Trong một mạch điện thông thường, điện trở là linh kiện điện tử được lắp đặt vào mạch nhằm mục đích giảm cường độ dòng điện chạy qua mạch.
Khả năng cản trở dòng điện trong mạch điện của điện trở được gọi là điện trở suất. Như vậy, loại điện trở nào có điện trở suất càng lớn tức là khả năng cản trở cường độ dòng điện càng cao và ngược lại.
Điện trở ký hiệu là gì? Điện trở viết đầy đủ bằng tiếng Anh là Resistor và được ký hiệu là R với đơn vị tính của điện trở là Ω (Ohm). Mỗi loại vật liệu khác nhau thì có độ lớn điện trở khác nhau. Trong đó, vật liệu nào có điện trở càng lớn có nghĩa là khả năng dẫn điện của nó càng kém (hay tính cản trở dòng điện tốt). Trong trường hợp một vật liệu có điện trở R bằng 0, ta gọi vật đó là vật liệu siêu dẫn.
Như vậy điện trở R của dây dẫn chính là giá trị biểu hiện điện trở suất của vật liệu cấu tạo của điện trở. Điện trở có tác dụng gì? Trong mạch điện các điện trở dây dẫn thường được mắc song song hoặc nối tiếp để giảm bớt cường độ dòng điện chạy trong dây. Mục đích của việc nối thêm một hoặc nhiều điện trở vào mạch là để đề phòng trường hợp cường độ dòng điện quá lớn gây chập cháy mạch điện.
Các loại điện trở phổ biến hiện nay
Hiện nay có rất nhiều loại điện trở được sản xuất để phục vụ cho công việc nghiên cứu và ứng dụng vào đời sống hằng ngày. Dưới đây là một số loại điện trở thông dụng được dùng nhiều trong thí nghiệm và thực tiễn:
- Điện trở dán
- Điện trở than
- Điện trở màng
- Điện trở dây quấn
- Điện trở film
- Điện trở bề mặt
- Điện trở băng
Các loại điện trở dùng để làm gì? Nhìn chung những loại điện trở trên được làm bằng những chất liệu khác nhau nên điện trở suất, công dụng và vai trò của chúng cũng có sự khác biệt. Có loại điện trở thì ứng dụng trong ngành công nghiệp điện, có loại lại được dùng rộng rãi trong các mạch điện dân dụng.
Ví dụ như loại điện trở than. Điện trở than được xem là loại điện trở thông dụng nhất thường được sử dụng trong những khu vực có tần số cao. Điện trở dây dẫn này có công suất tiêu thụ nhỏ chỉ chưa tới 2W nhưng dung sai của nó lại rất lớn. Vì vậy điện trở than được ưu tiên sử dụng trong công nghiệp điện dân dụng để tiết kiệm các chi phí liên quan.
Định luật Ôm
Phát biểu định luật Ôm: Cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn trong mạch luôn luôn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U được đặt ở hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở R của dây dẫn.
Dựa vào định luật Ôm người ta có thể tính được giá trị của điện trở dây dẫn thông qua điện áp U và cường độ dòng điện I của mạch điện. Cụ thể trong một mạch điện có điện áp U, dòng điện I và điện trở R. Công thức tính điện trở của dây dẫn theo định luật Ôm được xác định như sau: R = U / I (Ω)
Phát biểu công thức: Điện trở dây dẫn R trong một mạch điện được tính bằng thương số giữa hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I trong mạch.
Trong đó:
- U là hiệu điện thế, đơn vị tính của đại lượng U là vôn (V)
- I là cường độ dòng điện, đơn vị tính là của cường độ dòng điện ampe (A)
- R là điện trở của dây dẫn, đơn vị tính là Ôm (Ω)
Hệ quả rút ra từ định luật Ôm
Ta có được các công thức tính công suất dòng điện:
- P = U x I
- P = I2 x R
- P = U2 / R
Xem thêm: Lực ma sát là gì? Vai trò và công thức của lực ma sát
Công thức tính điện trở
Như đã nói ý nghĩa của điện trở trong mạch là để giảm tải cường độ dòng điện tránh sự cố cháy nổ. Vì vậy, trong thực tế người ta không chỉ đơn thuần lắp đặt một điện trở vào mạch mà sẽ lắp nhiều hơn, tùy vào sơ đồ của mạch điện.
Bên cạnh đó việc nghiên cứu để lắp đặt các điện trở còn là để ứng dụng giúp tăng / giảm công suất tiêu thụ điện.
Có hai cách mắc điện trở thông thường được ứng dụng phổ biến trong khi lắp mạch điện đó là điện trở mắc song song và điện trở mắc nối tiếp. Ở mỗi cách mắc sẽ đem lại những lợi ích cũng như cho ra những công thức tính điện trở khác nhau. Cùng chúng tôi tìm hiểu về công thức tính điện trở của từng kiểu điện trở mắc điện trở song song và nối tiếp cụ thể thế nào nhé.
Điện trở mắc song song
Sơ đồ mạch điện kín có các điện trở được mắc nối song song với nhau. Cách đo điện trở tương đương trong mạch khi chúng được mắc song song như vậy không phải là đo từng giá trị điện trở 1,2,3,…, n riêng lẻ. Thay vào đó chúng ta có công thức để tính điện trở như dưới đây:
Theo công thức trên ta có thể thấy rằng: Khi mắc các điện trở song song nhau, điện trở tương đương của toàn mạch điện sẽ bị giảm đi. Đồng thời công suất tiêu thụ điện trong mạch sẽ được tăng lên.
Điện trở mắc nối tiếp
Sơ đồ mạch điện kín có các điện trở mắc nối tiếp với nhau. Công thức tính điện trở tương đương trong trường hợp các điện trở mắc nối tiếp được biểu thị cụ thể như sau:
Tổng R = R₁ + R₂ + R₃ + … + Rn
Như vậy, khi các điện trở được mắc nối tiếp, điện trở tổng sẽ tăng lên thể hiện khả năng cản dòng điện cao hơn. Cùng với đó, công suất tiêu thụ P của dòng điện sẽ bị giảm đi.
Trên đây là những kiến thức thú vị liên quan tới điện trở. Thông qua bài viết, chúng tôi đã lần lượt chia sẻ tới bạn định nghĩa điện trở là gì, công dụng của điện trở là gì, và các công thức tính giá trị của điện trở tương đương. Hy vọng nội dung bài viết đã góp phần mang tới cho bạn những điều bổ ích, giúp bạn khám phá thêm nhiều kiến thức vật lý hữu ích.
