Nguyên lý và các ứng dụng của Điện Trở

1.Điện trở là gì ? 

 Ta hiểu một cách đơn giản – 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.

2.Điện trở của dây dẫn

 Điện trở của dây dẫn phụ thộc vào chất liệu, độ dài và tiết diện của dây. được tính theo công thức sau:

R = ρ.L / S

• Trong đó ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu

• L là chiều dài dây dẫn

• S là tiết diện dây dẫn

• R là điện trở đơn vị là Ohm

II. Điện trở trong thiết bị điện tử.

a.Hình dáng và ký hiệu :

  Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau.

b.Đơn vị của điện trở

• Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ

• 1KΩ = 1000 Ω

• 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω

c.Cách ghi trị số của điện trở

• Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới.( xem hình ở trên )

• Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ.

III.Cách đọc trị số điện trở .

Quy ước màu quốc tế:

Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng mầu , điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng mầu.

* Cách đọc trị số điện trở 4 vòng mầu :

• Vòng số 4 là vòng ở cuối luôn luôn có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, đây là vòng chỉ sai số của điện trở, khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.

• Đối diện với vòng cuối là vòng số 1, tiếp theo đến vòng số 2, số 3

• Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị

• Vòng số 3 là bội số của cơ số 10.

• Trị số = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3)

• Có thể tính vòng số 3 là số con số không “0″ thêm vào

• Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của cơ số 10 là số âm.

* Cách đọc trị số điện trở 5 vòng mầu : ( điện trở chính xác )

• Vòng số 5 là vòng cuối cùng , là vòng ghi sai số, trở 5 vòng mầu thì mầu sai số có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác điịnh đâu là vòng cuối cùng, tuy nhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút.

• Đối diện vòng cuối là vòng số 1

• Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng mầu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị.

• Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4)

• Có thể tính vòng số 4 là số con số không “0″ thêm vào

IV.Cách mắc điện trở thường dùng

a.Cách mắc nối tiếp.

• Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại. Rtd = R1 + R2 + R3

• Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và bằng I I = ( U1 / R1) = ( U2 / R2) = ( U3 / R3 )

• Từ công thức trên ta thấy rằng , sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điệnt trở .

b.Cách mắc song song:

• Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd được tính bởi công thức:

  (1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)

• Nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song thì

  Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2)

• Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở .

  I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 )

• Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau

c.Cách mắc hỗn hợp

• Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu hơn .

• Ví dụ: nếu ta cần một điện trở 9K ta có thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đó mắc nối tiếp với điện trở 1,5K .

V.Các ứng dụng của điện trở:

 Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được,trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau :

1.Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp

 Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.

• Như hình trên ta có thể tính được trị số và công xuất của điện trở cho phù hợp như sau: Bóng đèn có điện áp 9V và công xuất 2W vậy dòng tiêu thụ là I = P / U = (2 / 9 ) = Ampe đó cũng chính là dòng điện đi qua điện trở.

• Vì nguồn là 12V, bóng đèn 9V nên cần sụt áp trên R là 3V vậy ta suy ra điện trở cần tìm là R = U/ I = 3 / (2/9) = 27 / 2 = 13,5 Ω

• Công xuất tiêu thụ trên điện trở là : P = U.I = 3.(2/9) = 6/9 W vì vậy ta phải dùng điện trở có công xuất P > 6/9 W

2.Mắc điện trở thành cầu phân áp

Để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp R1 và R2 ta lấy ra điện áp U1, áp U1 phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 và R2.theo công thức .

U1 / U = R1 / (R1 + R2) => U1 = U.R1/(R1 + R2)

Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp U1 theo ý muốn.

3.Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động .

4.Tham gia vào các mạch tạo dao động R C sử dụng NE555