Bài 23. Điện trở. Định luật Ohm
Nghiên cứu về điện trở, định luật Ohm và các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở.
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:
- R = U/I
- R = ρl/S
Ví dụ minh họa
Giải:
R = U/I = 12/0,5 = 24 Ω
2 Dạng 2: Tính điện trở suất
Phương pháp:
- ρ = RS/l
- Đổi đơn vị về SI
Ví dụ minh họa
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:
- Nối tiếp: R = R₁ + R₂
- Song song: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂
Ví dụ minh họa
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