Điện trở là gì? Công thức tính điện trở chính xác 100% [Ví dụ minh họa]

Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ lý thuyết điện trở là gì? ký hiệu, phân loại, công dụng, nguyên lý và sơ đồ mắc, đặc biệt là công thức tính điện trở kèm theo ví dụ để các bạn cùng tham khảo nhé

Điện trở là gì?

Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.

Ký hiệu

Điện trở được ký hiệu là R. Tuy nhiên, tùy theo tiêu chuẩn của mỗi quốc gia mà trong sơ đồ mạch điện thì điện trở được ký hiệu khác nhau. Hiện nay, điện trở có 2 hai loại ký hiệu phổ biến như sau: Ký hiệu điện trở kiểu Mỹ và ký hiệu điện trở theo kiểu (IEC)

dien-tro-la-gi

Đơn vị

Trong hệ SI đơn vị của điện trở là Ohm (ký hiệu: Ω), được đặt theo tên Georg Simon Ohm. Một ohm tương đương với vôn/ampere. Các điện trở có nhiều giá trị khác nhau gồm milliohm (1 mΩ = 10−3 Ω), kilohm (1 kΩ = 103 Ω), và megohm (1 MΩ = 106 Ω).

NGoài ra, các bạn có thể tham khảo: hiệu điện thế là gì? Ký hiệu, đơn vị hay công thức tính hiệu điện thế

Các loại điện trở thông dụng hiện nay

Điện trở được chia thành 6 loại chính bao gồm:

  • Điện trở cacbon
  • Điện trở màng hay điện trở gốm kim loại
  • Điện trở dây quấn
  • Điện trở film
  • Điện trở bề mặt
  • Điện trở băng

1. Điện trở cacbon

Điện trở cacbon hay còn được gọi là điện trở than, là loại điện trở 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.

Ký hiệu là CR và ký hiệu E6 (dung sai ± 20%), E12 (± 10%) và E24 (± 5% dung sai) với công suất từ 0.250 tới 5W.

dien-tro-la-gi-1

2. Điện trở dây quấn

Đây là loại điện trở 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. Ký hiệu là WH hoặc W có sai số từ 1-10%.

dien-tro-la-gi-2

Công suất điện thường rất cao khoảng từ 1 – 300W, thậm trí có khi lên tới hàng nghìn W.

3. Điện trở film

Đây là loại điện trở được làm bằng cách kết tinh kim loại, cacbon hoặc oxide kim loại trên lõi gốm. Độ dày của lớp film và các đường xoắn ốc được tạo ra trên bề mặt sẽ quyết định giá trị của điện trở (khoảng 1/20 đến 1/2W).

dien-tro-la-gi-3

4. Điện trở màng

Được tạo ra bằng cách đưa kim loại nguyên chất hoặc màng oxit vào thanh gốm cách điện. Điện trở màng kim loại có các loại E24 (± 5% & ± 2% dung sai), E96 (± 1% dung sai) và E192 (± 0,5%, ± 0,25% & ± 0,1% dung sai) với mức công suất 0,05 đến 0,5W

dien-tro-la-gi-4

5. Điện trở băng

Điện trở băng hay còn gọi là dãy điện trở, là loại được sản xuất nhằm đáp ứng cho các ứng dụng cần một loạt các điện trở cùng giá trị mắc song song với nhau.

dien-tro-la-gi-5

Điện trở băng có thể chế tạo rời sau đó hàn chung 1 chân, được thiết kế có vỏ hoặc không có vỏ tùy loại.

6. Điện trở bề mặt

Điện trở bề mặt (Surface mount) hay còn gọi là điện trở dán, là loại điện trở được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán trực tiếp lên bảng mạch in.

Công dụng của điện trở

Hiện nay điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau:

  • Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. Ví dụ có 1 bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V. Chúng ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.
  • Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được 1 điện áp theo ý muốn từ 1 điện áp cho trước.
  • Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động
  • Tham gia vào các mạch tạo dao động R C
  • Điều chỉnh cường độ dòng điện qua các thiết bị điện
  • Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết
  • Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp

Sơ đồ mắc điện trở

1. Sơ đồ điện trở mắc nối tiếp

Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại.

R td = R 1 + R 2 + R 3

Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và bằng

| | = (U 1 / R 1 ) = (U 2 / R 2 ) = (U 3 / R 3 )

Từ công thức trên thì chúng ta thấy rằng, sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điện trở. Cách mắc điện trở nối tiếp:

dien-tro-la-gi-6

2. Sơ đồ mắc điện trở song song

Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương (Rtd) được tính bằng công thức:

(1 / R t ) = (1 / R 1 ) + (1 / R 2 ) + (1 / R 3 )

Nếu như mạch chỉ có 2 điện trở song song thì:

R td = R 1 .R 2 / (R 1 + R 2 )

I 1 = (U / R 1 ), I 2 = (U / R 2 ), I 3 = (U / R 3 )

Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau. Cách mắc điện trở song song:

dien-tro-la-gi-7

3. Sơ đồ điện trở mắc hỗn hợp

Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo điện trở tối ưu hơn. Ví dụ như: nếu chúng ta cần 1 điện trở 9K ta có thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đó mắc nối tiếp với điện trở 1.5K

Cách mắc điện trở hỗn hợp:

dien-tro-la-gi-8

Công suất tiêu thụ trên điện trở

Điện trở bằng hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện chia cho cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện

R = U / I

Trong đó :

  • U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
  • I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
  • R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).

Ví dụ: Cho 1 mạch gôm R1 và R2 . Biết 2 điện trở này mắc nối tiếp với nhau, có hiệu điện thế của mạch là U = 12, R1 = 3 Ω, cho biết hiệu điện thế đặt vào 2 đầu R2 là 3V, tứ U2 = 3 V. Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua mạch và giá trị của điện trở R2

Lời giải:

Theo đầu bài cho ta có R1 nối tiếp R2

Hiệu điện thế toàn mạch: U = U1 + U2 => U1 = U – U2 = 12 – 3 = 9 V

Cường độ dòng điện toàn mạch: I = I1 = I2 = U1 / R1 = 3 A

Do đó, R2 = U2/I2 = 1 Ω

Ví dụ 2: Cho hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở lần lượt là R1 = 7,5Ω và R2 = 4,5Ω. Cho dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức cụ thể là I=0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R3 để mắc vào hiệu điện thế U = 12V. Tính giá trị của R3 để hai đèn sáng bình thường, các giả thiết được cho như đầu bài.

Lời giải:

Điện trở toàn mạch (tương đương) là:

R td = UI = 120,8 = 15Ω

Để đèn chiếu sáng bình thường thì giá trị của R3 phải là: R3 = 15 – (7,5 + 4,5) = 3Ω

Sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi các bạn có thể hiểu được điện trở là gì? ký hiệu, đơn vị, công dụng, sơ đồ mắc điện trở và công thức tính điện trở để áp dụng vào làm bài tập nhé