Chương IV. Dòng điện. Mạch điện

Bài 23. Điện trở. Định luật Ohm

Nghiên cứu về điện trở, định luật Ohm và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở.

🟡 Trung bình 45 phút

Lý thuyết Điện trở. Định luật Ohm

1 1. Điện trở

Điện trở của dây dẫn là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của dây dẫn.

Công thức:

$$R = \frac{U}{I}$$

Trong đó:

  • R: điện trở (Ω - Ôm)
  • U: hiệu điện thế (V)
  • I: cường độ dòng điện (A)

Ý nghĩa điện trở: Điện trở biểu hiện mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn.

2 2. Định luật Ohm

Phát biểu: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

Công thức:

$$I = \frac{U}{R}$$

Hoặc: $$U = IR$$

Đồ thị: Đồ thị U-I là đường thẳng qua gốc tọa độ.

3 3. Điện trở suất

Điện trở suất ρ đặc trưng cho vật liệu dẫn điện.

Công thức:

$$R = \rho\frac{l}{S}$$

Trong đó:

  • ρ: điện trở suất (Ω.m)
  • l: chiều dài dây dẫn (m)
  • S: tiết diện dây dẫn (m²)

Bảng điện trở suất:

  • Bạc: 1,6.10⁻⁸ Ω.m
  • Đồng: 1,7.10⁻⁸ Ω.m
  • Nhôm: 2,8.10⁻⁸ Ω.m
  • Sắt: 10,0.10⁻⁸ Ω.m
  • Vonfram: 5,5.10⁻⁸ Ω.m

4 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến điện trở

Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại tăng.

Công thức:

$$R = R_0[1 + \alpha(t - t_0)]$$

Trong đó:

  • R₀: điện trở ở nhiệt độ t₀
  • α: hệ số nhiệt điện trở (K⁻¹)
  • t: nhiệt độ sau khi thay đổi

Điện trở suất của chất bán dẫn giảm khi nhiệt độ tăng.

5 5. Ghép điện trở

a) Ghép nối tiếp:

$$R = R_1 + R_2 + ... + R_n$$

$$U = U_1 + U_2 + ... + U_n$$

$$I = I_1 = I_2 = ... = I_n$$

b) Ghép song song:

$$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n}$$

$$U = U_1 = U_2 = ... = U_n$$

$$I = I_1 + I_2 + ... + I_n$$

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính điện trở

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • R = U/I
  • R = ρl/S

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Hiệu điện thế hai đầu dây là 12V, dòng điện chạy qua là 0,5A. Tính R.
GIẢI

Giải:

R = U/I = 12/0,5 = 24 Ω

2 Dạng 2: Tính điện trở suất

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • ρ = RS/l
  • Đổi đơn vị về SI

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Dây dẫn dài 2m, tiết diện 0,2mm², R = 1,7Ω. Tính ρ.
GIẢI

Giải:

S = 0,2mm² = 2.10⁻⁷ m²

ρ = RS/l = 1,7 × 2.10⁻⁷ / 2 = 1,7.10⁻⁷ Ω.m

3 Dạng 3: Ghép điện trở

Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Nối tiếp: R = R₁ + R₂
  • Song song: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Ba điện trở R₁ = 2Ω, R₂ = 3Ω, R₃ = 5Ω ghép nối tiếp. Tính R_td.
GIẢI

Giải:

R = 2 + 3 + 5 = 10 Ω

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 15 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương IV. Dòng điện. Mạch điện