Giải thích điện trở của dây dẫn, công thức tính & bài tập thực hành

Điện trở của dây dẫn là gì?

Điện trở của dây dẫn xuất hiện xung quanh chúng ta hàng ngày và dường như là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Điện trở đóng vai trò ngăn chặn, điều hòa dòng điện và đảm bảo an toàn cho cuộc sống sinh hoạt của con người.

Bạn Đang Xem: Giải thích điện trở của dây dẫn, công thức tính & bài tập thực hành

Trước khi tìm hiểu điện trở của dây dẫn là gì, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu định nghĩa về điện trở!

Kháng cự là gì?

Điện trở được định nghĩa là một đại lượng vật lý. Đại lượng này biểu thị khả năng chịu dòng điện lớn hay nhỏ của vật dẫn. Hay hiểu một cách đơn giản, điện trở là khả năng của một vật liệu cụ thể chống lại dòng điện chạy qua. Trong cuộc sống thực, điện trở được sử dụng để hạn chế lượng dòng điện chạy qua mạch, điều chỉnh mức tín hiệu và phân chia điện áp.

Điện trở dây dẫn là gì?

Điện trở của một dây dẫn là điện trở của chính vật dẫn đó, không đi qua bất kỳ bộ phận nào khác. Mỗi vật liệu có một điện trở khác nhau để tạo ra một dây dẫn khác nhau. Có thể hiểu rằng điện trở của một dây dẫn chỉ đơn giản là có đặc tính cản trở dòng điện chạy qua.

Điện trở này tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn và điện trở suất của dây dẫn. Và chúng tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn.

Sơ đồ ký hiệu các điện trở trong mạch:

Ký hiệu sơ đồ của các điện trở trong mạch được thể hiện trong hình dưới đây:

Đơn vị điện trở:

Đơn vị của điện trở là ôm (ký hiệu: Ω). Ngoài ra, người ta sử dụng bội số của ôm, ví dụ:

• Kilôôm (kΩ): ​​1kΩ = 1000Ω

• Megaohm (mΩ): 1mΩ = 1000000Ω

  Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

  Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào 3 yếu tố gồm: chiều dài dây dẫn, tiết diện dây dẫn và vật liệu làm dây dẫn. Kiểm tra ví dụ sau đây để chứng minh điều này.

  Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

  Khi mắc bóng đèn vào một dây dẫn ngắn có hiệu điện thế không đổi thì đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay bằng một dây dẫn khác dài hơn mà vẫn có tiết diện như cũ và làm bằng chất liệu cũ thì đèn sáng sẽ thay đổi tối. Vì lúc này dây dài hơn có điện trở lớn hơn dây ban đầu.

  Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

  Nếu để ý các bạn sẽ thấy mỗi đường dây trong hệ thống đường dây 500kv của nước mình gồm có 4 dây nối song song với nhau. Tiết diện mỗi dây là 373 mm2 nên tổng tiết diện mỗi dây nguồn là 373 mm2x4 = 1492 mm2. Lý do người ta sử dụng loại dây này là để làm cho dây tải có điện trở thấp hơn so với khi sử dụng dây đơn.

  Điện trở phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn

  Xem Thêm: Kể tóm tắt truyện Chân, Tay, Tai, Mắt, Miệng hay nhất | Ngữ văn lớp 6

  Điện trở suất của nước biển vào khoảng 0,2Ω.m, trong khi điện trở suất của nước uống thông thường nằm trong khoảng từ 20Ω.m đến 2000Ω.m. Do đó, nước biển dẫn điện cao hơn khoảng 100 đến 10.000 lần so với nước uống thông thường.

  Công thức tính điện trở dây dẫn

  Công thức tính điện trở của dây dẫn theo định luật Ôm

  Xem Thêm : Các tin đã đưa

  Ở đâu:

  • i là cường độ dòng điện tính bằng ampe (ký hiệu a)

  • u là điện áp tính bằng vôn (ký hiệu v)

  • r là điện trở tính bằng ôm (ký hiệu Ω)

    Công thức tính điện trở dây dẫn theo thông số dây dẫn

    r = .l/s

    Xem Thêm : Các tin đã đưa

    Ở đâu:

    • r là điện trở

    • ρ là điện trở suất phụ thuộc vào vật liệu

    • l là độ dài của chuỗi

    • s là tiết diện của dây

      Điện trở của một dây dẫn có cùng tiết diện và cùng chất liệu tỉ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn. Ví dụ ta có hai dây dẫn 1 và 2 có cùng tiết diện, cùng chất liệu, chiều dài l1, l2, ta có:

      r1/​​​r2 = l1/l2

      Xem Thêm : Các tin đã đưa

      Ở đâu:

      • r1, l1 : Điện trở và chiều dài của dây dẫn 1.

      • r2, l2 : Điện trở và chiều dài của dây dẫn 2.

        Xem Thêm: Cách làm Youtuber về game (2022) cho người mới bắt đầu

        Trị số điện trở của một dây dẫn có cùng chiều dài và làm bằng cùng một chất liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn đó. Ví dụ: nếu chúng ta có hai dây dẫn 1 và 2 cùng chiều dài, cùng chất liệu và tiết diện s1 và s2 thì:

        r1/​​​r2 = s2/s1

        Xem Thêm : Các tin đã đưa

        Ở đâu:

        • r1, s1 : Điện trở và tiết diện của dây dẫn 1.

        • r2, s2 : Điện trở và tiết diện của dây dẫn 2.

          Lỗ kéo

          Khi dòng điện i chạy qua bất kỳ vật dẫn hay vật dẫn điện nào có điện trở r thì phần điện năng này sẽ chuyển hóa thành nhiệt và thất thoát ra môi trường, dẫn đến tổn hao năng lượng p.

          Nhằm hạn chế tổn hao do điện trở, trong quá trình truyền tải điện năng, các kỹ sư thường sử dụng vật liệu làm dây dẫn có khả năng dẫn điện tốt hơn, tiết diện dây lớn hơn, điện áp cao hơn.

          Xem thêm:Kiến thức liên quan đến cường độ dòng điện toàn diện, dễ hiểu

          Áp dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

          Poster 1 (SGK Vật Lý 9, trang 32): Một dây dẫn bằng hợp kim niken-crom dài 30m có tiết diện 0,3mm2 được mắc vào hiệu điện thế 220v. Tính cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn.

          Tóm tắt:

          Xem Thêm : 3 cách kẻ, tạo hiệu ứng khung ảnh trong Photoshop dễ dàng, nhanh nhất

          Dây niken có ρ = 1,1.10-6Ω.m; l = 30m; s = 0,3mm2 = 0,3.10-6m2; u = 220v;

          Tôi=?

          Giải pháp:

          Điện trở của dây dẫn là:

          Xem Thêm: Đề cương ôn tập học kì 2 môn Ngữ văn lớp 11 năm 2021 – 2022

          Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn là

          i = u/r = 220/110= 2a

          <3 0,6 Bóng đèn được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế u = 12v như hình 11.1.

          a) Phải điều chỉnh biến trở của điện trở r2 bằng bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?

          b) Biến trở có điện trở cực đại rb = 30Ω và cuộn dây làm bằng hợp kim niken có tiết diện s = 1mm2. Tính chiều dài l của dây dẫn được sử dụng cho varistor này.

          Tóm tắt:

          rĐ = r1 = 7,5Ω và iĐđm = i = 0,6a; đèn nối tiếp biến trở; u = 12v

          a) Đối với ánh sáng thường, rb = r2 = ?

          b) rb max = 30Ω, dây niken ρ = 0,4.10-6Ω.m, s = 1mm2 = 1.10-6m2, l = ?

          Giải pháp:

          Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng bằng 0,6 ampe. Khi đó điện trở tương đương của đoạn mạch là:

          rtđ=ui=120.6=20

          Theo giản đồ hình 11.1 thì rtđ = r1 + r2

          Từ đó ta tính được r2 = rtđ – r1 = 20 – 7,5 = 12,5Ω

          b) từ một công thức

          Bài viết trên đã tổng hợp khái niệm điện trở của dây dẫn và công thức tính của đại lượng vật lý này. Hi vọng qua bài viết này các bạn đã hiểu và giải thích được điện trở là gì? Lực cản phụ thuộc vào những yếu tố nào? Và nó có ứng dụng tốt trong thực tế.