Điện trở là một thuật ngữ phổ biến trong chuyên ngành vật lý và còn là thiết bị đóng vai trò rất quan trọng trong mạch điện. Ngày nay, điện trở có mặt ở khắp mọi nơi, được sử dụng nhiều để lắp đặt các thiết bị điện tử, máy móc. Hãy đọc ngay bài viết dưới đây để giải đáp thắc mắc điện trở là gì cùng vai trò và ứng dụng của điện trở trong ngành công nghiệp điện hay đời sống hằng ngày bạn nhé!
Định nghĩa điện trở là gì?
Điện trở là gì? Đây là một linh kiện điện tử thụ động với 2 tiếp điểm nối, có chức năng dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu và hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch. Ngoài ra, điện trở còn dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor và tiếp điểm cuối trong đường truyền điện.
Có thể hiểu 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, ngược lại vật dẫn điện kém thì điện trở lớn và vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
Công thức tính điện trở
Công thức tính điện trở như sau: R = U/I
Trong đó:
- U: là ký hiệu hiệu điện thế giữa 2 đầu vật dẫn điện được đo bằng Vôn (V)
- I: là cường độ dòng điện đi ngang qua vật dẫn điện, được đo bằng Ampe (A)
- R: là ký hiệu điện trở của vật dẫn điện được đo bằng Ohm (Ω).
Ký hiệu điện trở là gì?
Trong sơ đồ mạch điện, điện trở có thể được kí hiệu khác nhau tùy theo tiêu chuẩn của mỗi quốc gia. Tuy nhiên, có 2 loại ký hiệu phổ biến là: điện trở kiểu Mỹ và kiểu IEC. Ở các tài liệu nước ngoài, những giá trị ghi trên điện trở thường được quy ước gồm một chữ cái xen kẽ với các chữ số theo tiêu chuẩn IEC 6006.
Ví dụ như 9k2 là 9.2 kΩ, 1R5 là 1.5Ω hay 14R là 14Ω.
Đơn vị điện trở là Ohm (Ω). 1Ω tương đương với Vôn/ampere. Ngoài ra, điện trở còn có nhiều giá trị khác như mmΩ (milliohm), KΩ (kilohm) và MΩ (megaohm).
Phân loại các điện trở
Điện trở xác định giá trị
Có 3 loại điện trở xác định giá trị: Điện trở than ép, điện trở dây quấn và điện trở màng mỏng.
- Điện trở than ép (hay còn gọi cacbon film): là điện trở có dải giá trị tương đối rộng từ 1Ω đến 100MΩ với công suất danh định 1/8W – 2W, phần lớn là 1/4W hoặc 1/2W. Một ưu điểm nổi bật của điện trở than ép chính là có tính thuần trở, vì vậy được sử dụng rất nhiều trong phạm vi tần số thấp.
- Điện trở dây quấn: Điện trở dây quấn được chế tạo bằng cách quấn một đoạn dây không phải là chất dẫn điện tốt (Nichrome) xung quanh một lõi hình trụ. Trở kháng chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn, đường kính và độ dài dây dẫn. Ưu điểm của điện trở dây quấn là có giá trị nhỏ, độ chính xác cao và công suất nhiệt lớn.
- Điện trở màng mỏng: Điện trở màng mỏng được sản xuất bằng cách lắng đọng cacbon, kim loại hoặc oxit kim loại dưới dạng màng mỏng phía trên lõi hình trụ. Giá trị điện trở màng mỏng dao động từ thấp đến trung bình.
Điện trở giá trị thay đổi
- Biến trở: Cấu tạo của biến trở gồm một điện trở màng than hoặc dây quấn dạng hình cung và có trục xoay ở giữa nối với con trượt. Trong đó, con trượt tiếp xúc động với với vành điện trở tạo nên cực thứ 3, khi con trượt dịch chuyển điện trở giữa cực thứ 3 và 1 trong 2 cực còn lại sẽ thay đổi. Biến trở được sử dụng để điều khiển điện áp hoặc điều khiển cường độ dòng điện.
- Nhiệt trở: Linh kiện có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ, được chia thành 2 loại là nhiệt trở có hệ số nhiệt âm và nhiệt trở có hệ số nhiệt dương.
- Điện trở quang: Là linh kiện nhạy cảm với bức xạ điện từ quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Cường độ ánh sáng càng lớn thì giá trị điện trở càng giảm và ngược lại. Quang trở chủ yếu sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng.
Cách đọc điện trở và ví dụ
Bảng màu điện trở
Thông thường, điện trở được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác sẽ ký hiệu bằng 5 vòng màu
Đọc điện trở 4 vòng (vạch) màu
- Vòng số 4: vòng ở cuối luôn luôn có màu nhũ vàng hay nhũ bạc. Đây là vòng thể hiện sai số của điện trở, nên khi đọc trị số ta bỏ qua vòng này.
- Đối diện với vòng cuối sẽ là vòng số 1, tiếp theo là vòng số 2, số 3
- Vòng số 1 và vòng số 2 đọc theo thứ tự là hàng chục và hàng đơn vị .
- Vòng số 3 là bội số cơ số 10.
- Trị số được tính bằng = (vòng 1)(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3).
- Bạn có thể tính vòng số 3 là số con số không “0” được thêm vào.
- Màu nhũ có ở vòng sai số hoặc vòng số ba. Nhũ là vòng số 3 thì số mũ của cơ số 10 sẽ sẽ là số âm.
Đọc trị số điện trở 5 vòng (vạch) màu
- Vòng số 5 (vòng cuối cùng): Là vòng ghi sai số, trở 5 vòng màu thì màu sai số sẽ có nhiều màu.Vì vậy sẽ gây khó khăn khi xác định đâu là vòng cuối cùng.
- Đối diện của vòng cuối là vòng số 1.
- Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng màu, tuy nhiên ở đây vòng số 4 sẽ là bội số của cơ số 10, còn vòng số 1, số 2 và số 3 là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị.
- Trị số được tính = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4).
- Bạn có thể tính vòng số 4 là các con số không “0” thêm vào.
Đọc trị số điện trở dán (SMD)
- Mã 3 chữ số: Điện trở SMD tiêu chuẩn sẽ được thể hiện bằng mã 3 chữ số. Hai số đầu tiên thể hiện giá trị thông dụng, số thứ ba số mũ của 10, tức là hai chữ số đầu tiên sẽ nhân với số mũ của 10. Điện trở nhỏ hơn 10Ω không có hệ số nhân và ký tự ‘R’ được sử dụng để chỉ vị trí của dấu thập phân.
- Mã gồm 4 chữ số: tương tự như mã ba chữ số. Điểm khác biệt là ba chữ số đầu tiên sẽ thể hiện giá trị của trở, số thứ tư là số mũ của 10. Điện trở nhỏ hơn100Ω được biểu thị thêm chữ ‘R’ và cho biết vị trí của dấu thập phân.
- Mã EIA-96: là một hệ thống mã hóa mới (EIA-96) xuất hiện trên điện trở SMD 1%. Mã này bao gồm một mã gồm ba ký tự: hai số đầu tiên cho biết giá trị điện trở và ký tự thứ ba (một chữ cái) sẽ cho bạn biết số nhân.
Nguyên lý hoạt động của điện trở là gì?
Điện trở là gì và nguyên lý hoạt động như thế nào? Dựa trên định luật Ohm: Điện áp (V) đi qua điện trở sẽ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện (I). Tỉ lệ này sẽ là một hằng số điện trở ký hiệu (R).
Công thức tính định luật Ohm là: V = I*R
Ví dụ cụ thể: Nếu 1 điện trở 400Ohm được nối vào điện áp một chiều 14V thì cường độ dòng điện đi qua điện trở sẽ là 14/400, tương đương 0.035 Amperes.
Trên thực tế, điện trở cũng có một điện cảm và điện dung ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện trong mạch xoay chiều hiện nay.
>>> Có thể tham khảo thêm bài viết: Mạch dao động là gì?
Sơ đồ mắc các loại điện trở
Sơ đồ điện trở mắc nối tiếp
Các điện trở mắc nối tiếp là tổng các điện trở thành phần cộng lại:
Rtd = R1 +R2 + R3
Sơ đồ mắc điện trở song song
Các điện trở mắc song song được tính bằng công thức: (1/ Rt) = (1/ R1) + (1/ R2) + (1/ R3)
Sơ đồ điện trở mắc hỗn hợp
Mắc hỗn hợp các điện trở giúp tạo điện trở tối ưu hơn.
Cách đo điện trở chính xác nhất
Sử dụng đồng hồ vạn năng số
Điện trở là gì và cách để đo điện trở chính xác nhất? Để đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng số một cách chính xác nhất, bạn có thể thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Bạn cần để đồng hồ ở thang đo điện trở Ω.
- Bước 2: Que đen sẽ cắm cổng chung COM và que đỏ cắm ở cổng V/Ω.
- Bước 3: Que đo màu đen sẽ cắm vào đầu COM, còn que đo màu đỏ vào đầu (+)
- Bước 4: Tiến hành đặt hai que đo của đồng hồ vạn năng số vào hai đầu điện trở (đo song song). Nếu đo trên mạch thì đa số giá trị sẽ bằng hoặc nhỏ hơn giá trị ghi trên điện trở, nên nếu nghi ngờ thì bạn phải tháo ra đo mới chính xác hoàn toàn.
- Bước 5: Tiến hành đo điện trở. Bạn có thể đo lại lần 2 để thu được kết quả chính xác nhất.
- Bước 6: Đọc kết quả chính xác hiện trên màn hiển thị.
Lưu ý:
- Điện trở nhỏ (<10Ω): bạn cần cho que đo và chân điện trở tiếp xúc tốt với nhau để thu kết quả chính xác.
- Điện trở lớn (>10kΩ): bàn tay không được tiếp xúc đồng thời vào cả 2 que đo, để tránh điện trở của người sẽ mắc song song với điện trở cần đo dẫn đến giảm kết quả đo và gây ra sai số.
Sử dụng đồng hồ vạn năng kim
Đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng kim theo 5 bước sau:
- Bước 1: Bạn cần để thang đồng hồ vạn năng về các thang đo trở. Nếu điện trở thấp thì để thang x1 Ohm hoặc x10 Ohm, ngược lại điện trở cao thì để thang x1 Kohm hoặc 10 Kohm. Tiếp theo chập hai que đo rồi chỉnh triết áo để kim đồng hồ báo về vị trí 0 Ohm.
- Bước 2: Chuẩn bị đo điện trở
- Bước 3: Thao tác đặt que đo vào hai đầu điện trở rồi đọc trị số trên thang đo. Giá trị đo được tính bằng chỉ số thang đo nhân cho thang đo.
- Bước 4: Chọn thang đo sao cho kim báo nằm gần vị trí giữa vạch chỉ số để thu được độ chính xác cao nhất. Vì nếu thang đo quá cao hoặc quá thấp sẽ đọc trị số không chính xác.
Lưu ý:
- Không được để đồng hồ ở thang đo điện trở mà đo điện áp và dòng điện làm đồng hồ sẽ hỏng ngay lập tức.
- Không đo điện trở trong mạch đang được cấp điện, vì vậy phải tắt nguồn trước khi tiến hành đo điện trở.
Ứng dụng của điện trở trong đời sống
- Điện trở giúp khống chế dòng điện quá tải cho phù hợp
- Mắc điện trở thành cầu phân áp để có một điện áp như ý muốn từ một điện áp cho trước
- Giúp điiều chỉnh cường độ dòng điện qua các thiết bị điện
- Điện trở giúp phân cực cho bóng bán dẫn có thể hoạt động
- Tham gia tạo dao động RC
- Điện trở tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết (lò sấy, ấm siêu tốc,…) và tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp
Hi vọng những thông tin bổ ích mà chúng tôi vừa chia sẻ qua bài viết trên sẽ giúp bạn đọc hiểu được điện trở là gì, công thức tính điện trở cũng như những nguyên lý hoạt động, đặc điểm cấu tạo của nó. Có thể nói điện trở đã mang lại rất nhiều lợi ích to lớn trong đa dạng ngành nghề, lĩnh vực và đời sống con người.
Bài viết liên quan