Bạn đang tìm kiếm công thức tính điện trở dây dẫn? Bạn muốn củng cố kiến thức Vật lý lớp 9 của mình? Hãy cùng tìm hiểu những kiến thức cơ bản về định luật Ôm trong phạm vi chương trình trung học phổ thông dưới đây nhé.
1. Định Nghĩa Điện Trở Dây Dẫn
- 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.
- Thương số Công thức tính điện trở dây dẫn không đổi đối với mỗi dây dẫn được gọi là điện trở của dây dẫn đó. Dây dẫn khác nhau sẽ có điện trở khác nhau.
- Trong mạch điện, điện trở thường được kí hiệu như sau: Ω, đọc là Ôm.
2. Công Thức Tính Điện Trở Dây Dẫn
Điện trở biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn. Đơn vị của điện trở là Ôm, kí hiệu là Ω. (1Ω = 1V / 1A)
Điện trở của dây dẫn được xác định bằng công thức: R = U / I
Trong đó:
- R: điện trở của dây dẫn.
- U: hiệu điện thế hai dầu dây dẫn, tính bằng Vôn (V).
- I: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, tính bằng Ampe (A).
- Kí hiệu điện trở trong mạch điện là
hoặc
3. Kiến Thức Mở Rộng
Định luật Ôm
Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây.
- Công thức: I = U / R
Trong đó:
- I: Cường độ dòng điện (A)
- U: Hiệu điện thế (V)
- R: Điện trở (Ω)
- Ta có: 1A = 1000mA và 1mA = A. 10^-3
- Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai dầu dây dẫn là đường thẳng đi qua gốc tọa độ
(U = 0 ; I = 0)
- Với cùng một dây dẫn (cùng một điện trở) thì: U1/ U2 = R1/ R2
Cách khác tính điện trở dây dẫn
Ngoài cách tính điện trở dây dẫn theo sách giáo khoa Vật lý lớp 9 như trên thì bạn cũng có thể áp dụng công thức 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 (còn gọi là suất điện trở hoặc điện trở riêng). Nó là thước đo khả năng cản trở lại dòng điện của vật liệu. Điện trở suất của một dây dẫn được tính là điện trở của một dây dẫn có chiều dài 1m với tiết diện 1 mm², đặc trưng cho vật liệu dây dẫn.
- S: tiết diện của dây dẫn (diện tích mặt cắt – đơn vị m²)
Trong thực tế, người ta có thể sử dụng các vòng màu để biểu diễn độ lớn của một điện trở. Màu của vòng 1 và của vòng 2 cho hai số đầu của trị số điện trở, màu của vòng 3 cho lũy thừa của 10 nhân với hai số đầu đã xác định trên dây. Vòng 4 cho trị số của sai số.
Điện trở thuần là gì?
Điện trở thuần là một khái niệm chỉ tính chất của dây dẫn. Thuật ngữ này chỉ đúng khi được sử dụng trong dòng điện xoay chiều. Điện trở thuần của một dây dẫn cũng sẽ phụ thuộc nhiều vào kích thước, chất liệu cấu thành dây dẫn.
Vì đại lượng này không có các tính chất của cảm kháng cũng như dung kháng nên nó được gọi là điện trở thuần. Điện trở sẽ tăng khi đấu nối tiếp và giảm khi đấu song song.
Nếu trong mạch điện chỉ có duy nhất điện trở thuần, thì tại thời điểm điện áp cực đại thì dòng điện cũng cực đại. Khi điện áp bằng có giá trị bằng 0 thì dòng điện trong mạch cũng sẽ bằng 0.
Tất cả các công thức 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 sẽ thường lấy theo trị số hiệu dụng.
4. Bài Tập Minh Họa
- Bài tập 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: Ampe kế chỉ 1,2A → I = 1,2(A)
- Bài tập 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:
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).
- Bài tập 3:
Một dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram ở nhiệt độ trong phòng có điện trở 50Ω, có tiết diện tròn đường kính 0,04mm. Hãy tính chiều dài của dây tóc này. Cho biết điện trở suất của vonfram là р = 5,5.10-8 Ωm.
Lời giải:
Tiết diện của dây tóc là:
→ Chiều dài dây tóc là:
- Bài tập 4:
Đặt U=28V vào hai đầu của một cuộn dây dẫn thì I=0,5A. Nếu cứ 6m dây có điện trở bằng 1,6W thì chiều dài cuộn dây là bao nhiêu?
Lời giải:
Điện trở của cuộn dây là: R = U/I=28/0,5 = 56Ω
Vì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài nên ta có chiều dài cuộn dây:
l = R.6/1,6 = 210m
- Bài tập 5:
Một đoạn dây đồng dài l=12m có tiết diện tròn đường kính 1mm. Biết r = 1,7.10 - 8W.m. Tính điện trở của đoạn dây.
Lời giải:
Ta có: S=π.d24=3,14.(10−3)24=0,785.10−6m2
Điện trở của đoạn dây: R = ρ.lS = 1,7.10 − 8.120,785.10 − 6 = 0,26 Ω
Vai trò của điện trở trong thực tiễn
Điện trở có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Bạn có thể bắt gặp nó ở ngay xung quanh cuộc sống của mình. Một số vai trò của điện trở có thể kể đến là:
- Mắc cầu phân áp để thu được điện áp theo ý muốn.
- Tạo dao động RC bằng cách tham gia vào mạch điện.
- Giúp phân cực cho bóng bán dẫn, giúp bóng hoạt động.
- Điều chỉnh cường độ của dòng điện chạy qua các thiết bị điện.
- Hỗ trợ tạo ra nhiệt lượng trong một số ứng dụng.
- Tạo sụt áp trong mạch khi mắc nối tiếp.
- Khống chế dòng điện đi qua tải sao cho phù hợp nhất. Ví dụ: Ta có một bóng đèn 6V, nhưng ta chỉ có nguồn điện là 12V. Lúc này ta có thể tiến hành đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để làm cho dòng điện sụt áp bớt 6V. Như vậy là bạn đã có dòng điện 6V phù hợp với bóng đèn.
Kết Luận
Như vậy, bài viết trên đã ghi lại công thức tính điện trở dây dẫn cũng như các kiến thức liên quan cơ bản. Hy vọng chúng sẽ giúp các em học sinh trong quá trình học tập. Để khám phá thêm nhiều thông tin bổ ích, mời bạn theo dõi và đón đọc các bài viết tiếp theo tại Cộng đồng Webtretho.