Điện trở là gì? Cấu tạo của điện trở, công dụng của điện trở

Điện trở là một linh kiện điện tử xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực như ô tô, máy tính, điện thoại, các mạch điện tử,… Chúng đóng một vai trò quan trọng trong những ngành điện tử, cơ điện tử, tự động hóa,… Vậy bạn có biết điện trở là gì? Cấu tạo của điện trở và công dụng của điện trở ra sao? Hãy cùng Thiết bị cơ khí Lâm Thái Bình tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Điện trở là gì?

Trước khi đi sâu vào những vấn đề như câu tạo của điện trở hay nguyên lý hoạt động và công dụng của điện trở thì ta cần phải biết điện trở là gì?

Điện trở (tên tiếng Anh là Resistor) là một loại linh kiện điện tử thụ động có hai điểm tiếp nối, chúng làm nhiệm vụ cản trở dòng điện, giảm cường độ dòng điện chạy trong mạch, điều chỉnh mức tín hiệu, chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động,…

Điện trở công suất có thể chuyển lượng lớn năng lượng điện năng sang nhiệt năng có trong những bộ điều khiển động cơ hoặc trong các hệ thống phân phối điện.

Điện trở thường có giá trị trở kháng nhất định, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và điện áp khi đang hoạt động.

Hình ảnh điện trở

Kí hiệu của điện trở

Tùy vào tiêu chuẩn riêng của mỗi quốc gia mà ký hiệu của điện trở trong mạch sẽ khác nhau. Tuy nhiên, có hai loại hay được dùng như sau:

Ký hiệu của điện trở

Khi tham khảo tài liệu nước ngoài thì ta sẽ thấy các giá trị điện trở thường được quy ước bởi một chữ cái xen kẽ với các chữ số theo tiêu chuẩn IEC 6006. Để tiện cho việc đọc và ghi giá trị người ta thường phân cách các sô thập phân bằng một chữ cái. Ví dụ 6k3 tức là 6.3kW, 1R4 tức là 1.4W, 15R tức là 15W

Cấu tạo của điện trở

Có rất nhiểu loại điện trở đang có mặt trên thị trường. Vì để phục vụ cho nhiều mục đích nên cấu tạo của điện trở từng loại lại không giống nhau, Trong bài viết này, Thiết bị cơ khí Lâm Thái Bình sẽ chỉ liệt kê một vài cấu tạo của điện trở đang thông dụng hiện nay.

Điện trở Carbon

Đây là loại điện trở được sử dụng rộng rãi nhất và có giá thành thấp. Chúng được sử dụng trong các mạch điện, với thành phần cấu tạo từ hợp chất tro than hoặc bột gốm kết hợp với bột than chì (graphite).

Giá trị điện trở sẽ tỷ lệ nghịch với tỷ lệ than chì có trong thành phần. Cụ thể, vì than chì có đặc tính dẫn điện, nên lượng than chì càng nhiều thì điện trở dẫn điện càng tốt, từ đó mà giá trị điện trở càng nhỏ.

Cấu tạo của điện trở carbon như sau: hỗn hợp carbon sẽ được tạo thành hình trụ với hai đầu dây kim loại để kết nối điện. Bên ngoài được bọc một lớp cách điện và được in thêm các vòng màu để thể hiện giá trị.

Cấu tạo của điện trở carbon

Điện trở carbon tuy được sử dụng rộng rãi do giá thành thấp, nhưng trong những ứng dụng cần điện trở có dung sai nhỏ thì người ta sẽ không sử dụng điện trở carbon, mà sẽ sử dụng điện trở film.

Điện trở film

Cấu tạo của điện trở film như sau: Phía bên trong trụ gốm thường sẽ là kết tủa của những kim loại tinh khiết, màng oxit hoặc chất nền. Giá trị điện trở của loại này sẽ dựa theo chiều dày của màng kết tủa. Vì vậy mà loại điện trở này còn có tên tiếng Anh là thich-film resistor hay thin-film resistor.

Phần kết tủa sẽ được cắt một đường xoắn ốc bằng tia laser. Điều này giúp cho khả năng dẫn điện của điện trở thay đổi.

Cấu tạo của điện trở film

Với cấu tạo của điện trở film thì dung sai của chúng rất thấp (dưới 1%)

Điện trở dây quấn

Cấu tạo của điện trở dây quấn là dây hợp kim (niken-crom) cuốn quanh lõi sứ cách điện thành hình xoắn ốc. Loại điện trở này có thể chịu dòng cao hơn các loại điện trở có cùng giá trị khác. Vì vậy mà cấu tạo của điện trở dây quấn thường có thêm quạt làm mát và được lắp đặt trong tản nhiệt nhôm.

Điện trở dây quấn

Ngoài ra, cấu tạo của điện trở dây quấn còn được phủ một lớp mica để tránh điện trở bị di chuyển khi nóng lên. Vì cấu tạo theo dạng dây quấn nên loại điện trở này hoạt động như một cuộn cảm kết hợp với điện trở.

Điện trở dây quấn chỉ có thể dùng cho dòng điện một chiều do cảm kháng của điện trở dây cuốn sẽ thay đổi theo tần số của dòng điện.

Điện trở băng

Điện trở băng còn có tên gọi khác là dãy điện trở. Đây là loại điện trở được sản xuất để phục vụ cho những ứng dụng cần một loạt điện trở có cùng giá trị được mắc song song với nhau. Điện trở băng có thể được thiết kế rời, sau đó thì hàn chung một chân.

Điện trở băng

Ngoài ra điện trở băng còn có thể được thiết kế theo kiểu vi mạch, với chân SIP hoặc DIP.

Điện trở dán

Điện trở dán hay còn gọi là điện trở bề mặt. Loại điện trở này có kích thước khá nhỏ (chỉ khoảng 0.6mm x 0.3mm) được chế tạo theo công nghệ dán bề mặt. Vì vậy mà loại điện trở này có thể được dán trực tiếp lên bảng mạch.

Điện trở dán

Nguyên lý hoạt động của điện trở

Sau khi đã tìm hiểu về cấu tạo của điện trở thì ta sẽ qua tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của điện trở.

Nguyên lý hoạt động của điện trở được dựa theo định luật Ohm. Cụ thể, định luật Ohm phát biểu về sự phụ thuộc của hiệu điện thế và điện trở vào cường độ dòng điện. Nội dung của định luật Ohm là cường độ dòng điện đi qua hai điểm của một vật dẫn điện luôn luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua hai điểm đó, với điện trở của vật dẫn điện là hằng số, ta có phương trình sau:

U=IR

Trong đó:

I: cường độ dòng điện đi qua vật dẫn, đơn vị ampe (A)

U: hiệu điện thế, đơn vị volt (V)

R: điện trở, đơn vị Ohm (W)

Đơn vị của điện trở là Ohm (W) là đơn vị trong hệ SI được đặt theo tên nhà vật lý học Georg Simon Ohm. Mỗi điện trở sẽ có những giá trị khác nhau bao gồm milliohm (1mW = 10-3W), kilohm (1kW = 103W), megohm (1MW = 106W)

Ngoài ra, điện trở còn phụ thuộc vào chiều dài dây dẫn qua hệ thức:

R = (p.L)/s

Trong đó:

p: điện trở suất, phụ thuộc vào chất liệu

L: chiều dài dây dẫn

S: tiết diện dây dẫn

R: điện trở

Công dụng của điện trở

Vậy là ta đã tìm hiểu sơ lược về điện trở là gì? Cấu tạo của điện trở và nguyên lý hoạt động của điện trở. Bây giờ, Thiết bị cơ khí Lâm Thái Bình sẽ cùng bạn tìm hiểu tiếp về công dụng của điện trở, phân loại, cách đọc điện trở và công suất tiêu thụ của điện trở nhé.

Điện trở là linh kiện điện tử quan trọng, có mặt ở hầu hết các loại thiết bị, mạch điện tử. Về cơ bản công dụng của điện trở như sau:

Bảo vệ cho đèn Led

Công dụng của điện trở đầu tiên là bảo vệ đèn Led. Vì nếu không mắc điện trở kèm theo thì dễ khiến cho đèn led nhanh bị hỏng. Nguyên nhân chủ yếu thường là do dòng điện định mức đi qua đèn led lớn hơn giới hạn dòng điện định mức của đèn. Vì vậy khi người ta sử dụng đèn led thường sẽ đấu nối thêm điện trở.

Công dụng của điện trở trong việc bảo vệ đèn Led

Hạn chế cho dòng điện đi qua

Công dụng tiếp theo của điện trở là hạn chế dòng điện đi qua. Để có thể dễ hiểu hơn thì các bạn có thể xem hình minh họa dưới đây.

Hình ở trên đang diễn ta một mạch điện dùng transistor. Tuy nhiên chân giữa (chân số hai) của transistor không thể chịu được dòng điện quá mức đi qua.

Trong một vài trường hợp thì chúng ta có thể không sử dụng điện trở. Nhưng để đảm bảo mạch điện được an toàn thì nên mắc nối tiếp điện trở với transistor. Như vậy là có thể tránh cháy nổ cho mạch điện.

Pull up và Pull down resistors

Có hai trường hợp có thể dùng điện trở với chip điện tử là Pull up và Pull down. Để sử dụng kiểu kết nối này, bạn phải biết loại chip của bạn có yêu cầu như thế nào. Muốn hiểu rõ về nó thì buộc phải tìm hiểu về datasheet của nó sau đó mới quyết định kiểu mắc như thế nào.

Trường hợp sử dụng kiểu mắc Pull up và Pull down chủ yếu là dành cho các dạng chân Digital (0 và 1). Mục đích là để thay đổi giá trị giữa 0 và 1. Và tránh xảy ra trường hợp đoản mạch.

• Pull up hiểu đơn giản là điện trở kéo lên. Mắc nối theo kiểu này thì ngõ vào của chip điện tử sẽ ở giá trị định mức HIGH (0). Khi ta nhấn công tắc thì tín hiệu dòng điện từ mức cao sẽ thành mức thấp. Tuy nhiên nó sẽ không xảy ra hiện tượng đoản mạch. Vì theo định luật Ohm, dòng điện đi từ nguồn qua điện trở rồi mới chạm đất
• Pull down hiểu đơn giản là điện trở xuống. Tương tự với cách giải thích của kiểu nối pull up thì pull down dùng để thay đổi giá trị thấp thành cao.

Điều chỉnh âm thanh

Điện trở có thể kết hợp với tụ điện để giới hạn tần số cao trong một mạch điều khiển âm thanh.

Mục đích của điện trở trong mạch này là để truyền tần số cao xuống đất. Tên gọi khác của cách nối này là bộ lọc thông thấp (Low-pass filter).

Trong mạch RC

Ở trong mạch RC, điện trở có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian sạc/xả khi đuôc nối với tụ điện. Khi đóng công tắc thì điện trở hạn chế dòng điện đi đến tụ. Từ đó mà giới hạn tốc độ sạc điện cho tụ.

Công dụng của điện trở trong mạch RC

Đây chỉ là một ứng dụng đơn giản trong rất nhiều ứng dụng của điện trở với dòng điện một chiều. Nói chung, khi điện trở kết hợp với tụ điện sẽ được gọi là mạch RC

Cầu phân áp

Để dễ hiểu hơn, bạn hãy tham khảo hình minh họa ở dưới.

Hình ở trên minh họa cho dạng mạch điện cơ bản, dùng để điều chỉnh điện áp lớn xuống điện áp nhỏ. Nó thường xuất hiện ở những mạch điện hồi tiếp ổn định điện áp. Mắc nối kiểu này sẽ không cần sử dụng transistor hay mosfet.

Công thức hay sử dụng cho loại mạch này

Vout = Vin x (R2/(R1+R2))

Phân loại điện trở

Có rất nhiều loại điện trở khác nhau, được sản xuất theo nhiều cách để phù hợp với nhiều công việc, ứng dụng khác nhau. Hiện nay, chúng ta có ba loại điện trở sau:

• Điện trở thường: là các loại điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W
• Điện trở công suất: là các loại điện trở có công suất cao từ 1W đến 10W
• Điện trở sứ, điện trở nhiệt: là tên gọi khác của điện trở công suất, chúng được bọc vỏ sứ bên ngoài để tỏa nhiệt khi chúng hoạt động.

Tuy nhiên chúng ta có thể dựa vào những đặc tính của điện trở để phân thành các loại sau

Dựa vào tính chất của điện trở:

• Điện trở tuyến tính: trở kháng hoặc dòng điện của loại điện trở này sẽ không thay đổi khi có sự gia tăng chênh lệch điện áp. Các đặc tính V-I của điện trở giống như một đường thẳng tuyến tính.
• Điện trở phi tuyến tính: dòng điện đi qua loại điện trở này sẽ tỷ lệ thuận với sự chênh lệch điện áp trên nó. Điện trở phi tuyến tính sẽ không tuân theo định luật Ohm.

Dựa vào giá trị của điện trở:

• Điện trở cố định: Là điện trở carbon, điện trở chì.
• Biến trở hoặc chiết áp: Đây là những loại điện trở có giá trị điện trở suất thay đổi được trong quá trình sử dụng.

Xem thêm: Biến trở là gì? Cấu tạo và công dụng của biến trở

Dựa trên chức năng của điện trở:

• Điện trở chính xác: Loại điện trở này có dung sai rất thấp, hoạt động cực kỳ chính xác.
• Điện trở nóng chảy: Cấu tạo của điện trở nóng chảy giống như điện trở dây quấn, nhưng phần dây dễ dàng bị nóng chảy khi công suất vượt qua mức điện trở cho phép. Vì vậy mà nó còn đóng vai trò như là một cầu chì bảo vệ mạch điện khi có dòng điện quá mức chạy qua.
• Điện trở nhiệt: Loại điện trở này có giá trị điện trở suất thay đổi thay nhiệt độ. Nhờ vào hiệu ứng tự làm nóng của dòng điện trong điện trở nhiệt mà các thiết bị có thể tự thay đổi trở kháng với để phù hợp với sự thay đổi của dòng điện. Điện trở nhiệt có hai loại đặc trưng là Hệ số nhiệt độ dương (PTC) và Hệ số nhiệt độ âm (NTC).
• Điện trở quang: Giá trị trở kháng của điện trở quang thay đổi theo ánh sáng chiếu vào bề mặt của nó. Trong môi trường tối, trở kháng của điện trở quang là rất cao có thể lên tới vài MW, tùy vào hiệu suất trở kháng riêng mà điện trở quang sử dụng. Khi có ánh sáng mạnh chiếu thẳng vào bề mặt, thì trở kháng của điện trở quang giảm rất thấp, có thể là 400W.

Vậy là Thiết bị cơ khí Lâm Thái Bình đã cùng các bạn tìm hiểu về điện trở là gì? Cấu tạo của điện trở, nguyên lý hoạt động và công dụng của điện trở. Nếu bạn có bất kỳ góp ý hay thắc mắc nào, hãy để lại phía dưới phần bình luận. Cảm ơn các bạn đã theo dõi, hẹn gặp lại trong bài viết tiếp theo.

Xem thêm :

Khai trương cửa hàng bình giữ nhiệt khắc tên | bình giữ nhiệt khắc tên store tại Số 10 đường số 2 KDC Cityland Park Hills, Phường 10, Gò Vấp, Tp. Hồ Chí Minh