Điện trở. Định luật Ohm SVIP

1. ĐIỆN TRỞ

Hình ảnh điện trở trong thực tế

➤ Khái niệm điện trở

Điện trở của một vật dẫn là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn.

\(R=\dfrac{U}{I}\)

Trong hệ SI, điện trở có đơn vị là ôm (Ω). 1 Ω là điện trở của một vật dẫn mà khi đặt một hiệu điện thế 1 V vào hai đầu vật dẫn thì dòng điện chạy qua vật dẫn có cường độ 1 A.

➤ Điện trở của một đoạn dây kim loại

Một đoạn dây dẫn kim loại

Điện trở của một đoạn dây kim loại hình trụ chiều dài $l$, diện tích tiết diện $S$ được xác định theo công thức:

\(R=\rho\dfrac{l}{S}\)

với \(\rho\) là một hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào bản chất vật liệu làm dây dẫn, được gọi là điện trở suất.

❗ Quy ước màu sắc để đọc giá trị điện trở

2. ĐỊNH LUẬT OHM

➤ Định luật Ohm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở

Định luật Ohm: Cường độ dòng điện $I$ chạy qua một điện trở $R$ tỉ lệ thuận với hiệu điện thế $U$ đặt vào hai đầu điện trở:

 \(I=\dfrac{U}{R}\)

Trong đó:

• $I$ là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là ampe (A).
• $U$ là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn, đơn vị là vôn (V).
• $R$ là điện trở của vật dẫn, đơn vị là ôm (Ω).

Khi đó, $U=IR$ còn được gọi là độ giảm thế trên $R$. 

➤ Đường đặc trưng vôn - ampe

Đường đặc trưng vôn - ampe là đường biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện $I$ chạy qua vật dẫn vào hiệu điện thế $U$ đặt vào hai đầu vật dẫn.

Đường đặc trưng vôn - ampe của điện trở

Đường đặc trưng vôn - ampe của điện trở là đường thẳng đi qua gốc tọa độ, đường thẳng có độ dốc càng lớn khi giá trị của điện trở $R$ càng nhỏ.

3. ĐÈN SỢI ĐỐT VÀ ĐIỆN TRỞ NHIỆT

➤ Đèn sợi đốt

Đèn sợi đốt là đèn chiếu sáng khi bị đốt nóng nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện trong kim loại. Điện trở của đèn sợi đốt biến thiên chậm theo nhiệt độ.

Dòng điện chạy qua dây tóc của bóng đèn sinh nhiệt làm cho dây tóc nóng lên, do đó điện trở của dây tóc thay đổi. Khi dòng điện và hiệu điện thế nhỏ, đường đặc trưng vôn - ampe gần giống đường thẳng. Ở hiệu điện thế cao hơn, đường đặc trưng bắt đầu cong. Điều này cho thấy điện trở của dây tóc bóng đèn tăng lên vì tỉ số \(\dfrac{U}{I}\) tăng lên.

Đường đặc trưng vôn - ampe của điện trở dây tóc bóng đèn

Trên đường đặc trưng vôn - ampe, khi dây tóc bóng đèn phát sáng thì đường đặc trưng có độ dốc nhỏ nên điện trở lớn. Vậy, điện trở của dây tóc bóng đèn phụ thuộc nhiệt độ.

➤ Điện trở nhiệt

Điện trở nhiệt là một linh kiện điện tử mà điện trở của nó biến thiên nhanh theo nhiệt độ

Điện trở nhiệt

Sự phụ thuộc của giá trị điện trở đối với điện trở nhiệt hệ số dương (đường màu đỏ) và hệ số âm (đường màu xanh) theo nhiệt độ

Phân loại:

Phân loại điện trở nhiệt

❗ Em có biết

Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể tăng làm cho điện trở của kim loại tăng. Với sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ, điện trở suất \(\rho\) của kim loại cũng tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất.

\(\rho=\rho_0\left[1+\alpha\left(t-t_0\right)\right]\)

Trong đó:

• \(\rho\) là điện trở suất ở nhiệt độ \(t\), đơn vị là ôm nhân mét (Ωm).
• \(\rho_0\) là điện trở suất ở nhiệt độ \(t_0\), đơn vị là ôm nhân mét (Ωm).
• \(t-t_0\) là độ biến thiên nhiệt độ.

Ta cũng có thể viết dưới dạng điện trở: \(R=R_0\left[1+\alpha\left(t-t_0\right)\right]\). Nghĩa là ta giả định rằng chiều dài và tiết diện của vật dẫn không thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.