Điện trở của dây dẫn là gì? Các biểu thức tính điện trở dòng điện

Điện trở của dây dẫn biểu thị mức độ cản trở dòng điện của dây dẫn nhiều hay ít. Với những người làm việc trong lĩnh vực chuyên môn sẽ không còn xa lạ với thuật ngữ này. Để biết điện trở của dây dẫn là gì? Biểu thức tính điện trở dòng điện? Mời bạn đọc cùng tham khảo một số thông tin được chúng tôi chia sẻ ngay sau đây!

Điện trở của dây dẫn
Điện trở của dây dẫn là gì?

Điện trở là gì?

Để biết được điện trở của dây dẫn là gì thì trước tiên chúng ta cần nắm được khái niệm của điện trở là gì.

Khái niệm

Điện trở có tên tiếng Anh là Resistor, được ký hiệu là R. Theo lý thuyết, điện trở là một đại lượng vật lý biểu trưng cho khả năng cản trở dòng điện của vật liệu. Hiểu đơn giản hơn, thì đó là  khả năng cản trở dòng điện của các vật liệu cụ thể như sắt, vàng, đồng, giấy, nhựa,…

Nếu các vật liệu có khả năng dẫn điện tốt như vàng, bạc, đồng,… sẽ có điện trở nhỏ. Còn đối với những vật liệu như giấy, nhựa, vải không có khả năng dẫn điện thì điện trở nhỏ hoặc không có điện trở. 

Bên cạnh đó, điện trở là một loại linh kiện điện tử thụ động, gồm 2 tiếp điểm kết nối. Linh kiện này được dùng trong các mạch điện, thiết bị điện tử,… Với mục đích cho phép nhà thiết kế kiểm soát mạch của mình. Cụ thể, điện trở hạn chế cường độ dòng điện di chuyển trong mạch điện, hỗ trợ điều chỉnh mức độ tín hiệu. 

Điện trở là chi tiết quan trọng trong mạch điện tử và mạng lưới điện. Ngoài ra, điện trở có thể kích hoạt các linh kiện thụ động khác như transistor, cũng như nhiều ứng dụng khác. Linh kiện này có nhiều hình dạng, cấu tạo gồm nhiều thành phần riêng rẽ. Ngoài ra, điện trở còn xuất hiện trong các vi mạch IC, được phân thành nhiều loại dựa vào trở kháng, khả năng chống chịu,…

Điện trở của dây dẫn là gì
Điện trở là một loại linh kiện điện tử thụ động, gồm 2 tiếp điểm kết nối

Đơn vị đo điện trở

Theo hệ đo lường quốc tế SI, đơn vị điện trở là Ohm, đọc là Ôm (ký hiệu là Ω). Một ohm điện trở sẽ xuất hiện khi dòng điện có cường độ một ampe (1A) chạy qua điện trở. Thì điện trở sẽ giảm một vôn qua các đầu nối. Dòng điện sẽ tỉ lệ với hiệu điện thế trên hai đầu cực.

Điện trở của dây dẫn là gì?

Khái niệm

Điện trở của dây dẫn được hiểu đơn giản là đại lượng chỉ đặc trưng tính chất cản trở dòng điện của dây dẫn đó. Điện trở của dây dẫn có tỷ lệ thuận với chiều dài dây và điện trở suất, và tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn đó.

Cách tính điện trở dây dẫn

Để tính điện trở của dây dẫn, chúng ta có thể áp dụng công thức điện trở của dây dẫn như sau:

R = (L x p)/S

Trong đó:

  • R – điện trở của dây dẫn (đơn vị đo là Ω)
  • L – chiều dài của dây dẫn (đơn vị đo là m)
  • p – điện trở suất (suất điện trở hoặc điện trở riêng). Đây là thước đo khả năng cản trở dòng điện của vật liệu. Điện trở suất của một dây dẫn được tính là điện trở của dây dẫn có chiều dài 1m với tiết diện 1 mm², đặc trưng cho vật liệu của dây dẫn.
  • S – tiết diện của dây dẫn (diện tích mặt cắt – đơn vị m²)
Tác dụng Điện trở của dây dẫn
Điện trở của dây dẫn là đại lượng chỉ đặc trưng tính chất cản trở dòng điện của dây dẫn đó

Điện trở của dây dẫn theo định luật ôm

Điện trở của dây dẫn

  • Điện trở ký hiệu là R.
  • Đơn vị của điện trở là ôm (Ω)
  • 1kwΩ = 1000Ω
  • 1MΩ = 10⁶Ω
tìm hiểu Điện trở của dây dẫn
Kí hiệu của sơ đồ của điện trở trong mạch điện

Biểu thức tính điện trở của dây dẫn theo định luật Ôm: 

R = UI

  • U – hiệu điện thế (V)
  • I – cường độ dòng điện (A)

– Cùng một dây dẫn thương số UIcó giá trị không đổi.

– Các dây dẫn khác nhau, trị số UIcũng khác nhau.

Định luật ôm

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây. Và có tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn.

I = UR

Trong đó:

  • I – cường độ dòng điện đi qua dây dẫn điện (A).
  • U – hiệu điện thế ở 2 đầu dây dẫn điện (V).
  • R – điện trở của dây dẫn điện (Ω).
Điện trở của dây dẫn nghĩa là gì
Biểu thức tính điện trở của dây dẫn theo định luật ôm

Điện trở suất là gì?

Điện trở suất là đại lượng đặc trưng cho sự phụ thuộc của điện trở vào chất liệu tạo nên dây dẫn. Trị số của điện trở suất của một chất (hay vật liệu) sẽ bằng điện trở của đoạn dây dẫn hình trụ làm từ vật liệu đó có tiết diện là 1m² và dài 1m. Loại vật liệu nào có điện trở suất càng nhỏ, khả năng dẫn điện càng tốt.

Điện trở suất có ký hiệu là ρ (đọc là rô), đơn vị là Ω.m (đọc là ôm mét). Dưới đây là bảng điện trở suất của một số chất (vật liệu) trong điều kiện nhiệt độ 20ºC.

Kim loại Điện trở suất (Ω.m) Hợp kim Điện trở suất (Ω.m)
Bạc 1,6x10-8 Nikelin 0,40x10-6
Đồng 1,7x10-8 Manganin 0,43x10-6
Nhôm 2,8x10-8 Constantan 0,50x10-6
Vonfam 5,8x10-8 Nicrom 1,10x10-6
Sắt 12,0x10-8

Điện trở thuần là gì?

Trên thực tế, điện trở thuần chính là khái niệm được dùng để chỉ tính chất của dây dẫn. Thuật ngữ này chỉ đúng khi được ứng dụng trong dòng điện xoay chiều. Điện trở thuần của dây dẫn sẽ phụ thuộc nhiều vào kích thước, chất liệu cấu thành dây dẫn.

Điện trở thuần chỉ là cách gọi thuần túy. Sở dĩ được gọi là điện trở thuần vì đại lượng này không có tính chất của cảm kháng, dung kháng. Nếu đấu nối tiếp thì điện trở sẽ tăng, còn đấu song song thì điện trở sẽ giảm đi.

Nếu trong mạch điện chỉ tồn tại duy nhất điện trở thuần. Thì tại thời điểm điện áp cực đại, dòng điện cùng cực đại. Khi điện áp bằng có giá trị bằng 0, dòng điện trong mạch cũng sẽ bằng 0.

Các công thức được áp dụng với mạch điện một chiều cũng có thể áp dụng với mạch điện xoay chiều. Tuy nhiên, chỉ số điện trở thuần cùng các trị số dòng điện xoay chiều thường được lấy theo trị số hiệu dụng.

Ứng dụng Điện trở của dây dẫn
Điện trở thuần của dây dẫn sẽ phụ thuộc nhiều vào kích thước, chất liệu cấu thành dây dẫn

Tổn thất do điện trở

Khi dòng điện có cường độ (I) đi qua một vật có điện trở (R). Điện năng sẽ được chuyển thành nhiệt năng thất thoát, có công suất:

P = I² . R = U²/R

Trong đó:

  • P – công suất (W)
  • I – cường độ dòng điện (A)
  • R – điện trở, đo theo Ω

Hiệu ứng chuyển điện năng thành nhiệt năng có ích trong một số ứng dụng: đèn điện dây tóc, các thiết bị dùng điện để cung cấp nhiệt năng. Tuy nhiên, lại gây bất lợi trong việc truyền tải điện năng. Các phương thức để giảm tổn thiết điện năng đó là: dùng vật liệu dẫn điện tốt hơn, hay sử dụng vật liệu có tiết diện lớn hơn hoặc hiệu điện thế cao. 

Dây siêu dẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nhưng không phổ biến. Điều này là bởi giá thành khá cao và khoa học công nghệ của loại dây dẫn này vẫn chưa thực sự phát triển đối với nhiều lĩnh vực.

Điện trở dây dẫn
Dây siêu dẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nhưng lại không phổ biến

Vai trò của điện trở trong thực tiễn

Sự phổ biến của điện trở trong các thiết bị điện tử đã phần nào thể hiện vai trò quan trọng của nó. Linh kiện này được sử dụng vào một số công việc như:

  • Khống chế được dòng điện đi qua tải sao cho phù hợp nhất. 

Ví dụ: Ta có một bóng đèn 6V, nhưng chỉ có nguồn điện là 12V. Lúc này, tiến hành đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở, làm cho dòng điện sụt áp bớt 6V. Như vậy ta sẽ có dòng điện 6V phù hợp với bóng đèn.

  • Điện trở được mắc thành cầu phân áp nhằm thu về một điện áp theo ý muốn từ một điện áp đã cho trước.
  • Có thể phân cực cho bóng bán dẫn giúp bóng hoạt động.
  • Tham gia vào các mạch điện, tạo dao động RC.
  • Điều chỉnh cường độ dòng điện khi chạy qua các thiết bị điện.
  • Khi cần thiết điện trở hỗ trợ sẽ tạo ra nhiệt lượng trong một số ứng dụng.
  • Điện trở tạo ra sự sụt áp trong mạch khi mắc nối tiếp.
Điện trở dây dẫn là gì
Điện trở được sử dụng trong bảng mạch

Trên đây là những thông tin tổng quan về điện trở của dây dẫn, cùng các biểu thức tính điện trở dòng điện. Hy vọng bài viết sẽ đem đến cho bạn đọc kiến thức bổ ích, có thể áp dụng được vào trong thực tiễn. Đừng quên follow camnangmayruaxe.info để cập những thông tin hữu ích khác nhé!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *