Chúng ta thường hay nhắc đến điện trở suất. Vậy điện trở suất là gì? Nó có mối quan hệ như thế nào với điện trở? Bài viết dưới đây sẽ chia sẻ những thông tin cơ bản nhất về đại lượng này.
Điện trở là gì? Điện trở suất là gì?
Trước khi tìm hiểu về điện trở suất, chúng ta cần hiểu điện trở của dây dẫn là gì? Điện trở là linh kiện điện tử bị động với 2 tiếp điểm kết nối. Điện trở giúp điều chỉnh mức độ tín hiệu và hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, kích hoạt các linh kiện chủ động như transistor. Điện trở cũng là tiếp điểm cuối cùng trong đường truyền điện và được dùng trong nhiều ứng dụng khác.
Điện trở giúp chuyển đổi điện năng chuyển sang nhiệt năng trong hệ thống phân phối điện và ở các bộ điều khiển động cơ. Điện trở thường có trở kháng cố định, không bị phụ thuộc vào nhiệt độ và điện áp.
Điện trở suất chính là đại lượng đặc trưng cho khả năng ngăn cản dòng điện của mỗi loại vật chất. Vì vậy những chất có điện trở suất thấp thì khả năng dẫn điện sẽ cao hơn. Thông thường, những chất cách điện sẽ có điện trở suất lớn.
Ngoài ra, khi tìm hiểu về điện trở suất của vật chất, sẽ có một số loại có chứa tạp chất sẽ khó xác định giá trị điện trở hơn vật chất thuần. Ví dụ như đất, điện trở suất của đất sẽ được tính bằng một khối lập phương bằng 1 mét khối, với dòng điện chảy từ mặt này sang mặt kia của khối đất đó.
Công thức tính điện trở suất
Điện trở suất dây dẫn được tính theo công thức:
p = R x ( l / S)
p là điện trở suất (Ω.m)
R là Điện trở dây dẫn (Ω)
l là chiều dài của dây dẫn (m)
S là tiết diện dây dẫn (m²)
Điện trở suất của một số chất
| Vật liệu | Điện trở suất
Ωm, ở 200C |
Hệ số nhiệt
điện trở (K−1) |
| Bạc | 1,59×10-8 | 0,0041 |
| Đồng | 1,72×10-8 | 0,0043 |
| Vàng | 2, 44×10-8 | 0,0034 |
| Nhôm | 2, 82×10-8 | 0,0044 |
| Tungsten | 5, 6×10-8 | 0,0045 |
| Hợp kim Cu-Zn | 0, 8×10-7 | 0,0015 |
| Sắt | 1, 0×10-7 | 0,005 |
| Bạch kim | 1, 1×10-7 | 0,00392 |
| Chì | 2, 2×10-7 | 0,0039 |
| Mangan | 4, 4 ×10-7 | 0,000002 |
| Constantan | 4, 9 ×10-7 | 0,00001 |
| Thủy ngân | 9, 8 ×10-7 | 0,0009 |
| Nichrome | 1, 10 ×10-6 | 0,0004 |
| Cacbon | 3, 5 ×10-5 | -0,0005 |
| Gecmani | 4, 6 ×10-1 | -0,048 |
| Silic | 6, 40 x 102 | -0,075 |
| Thủy tinh | 1010 – 1014 | Chưa xác định |
| Cao su | 1013 | Chưa xác định |
| Lưu huỳnh | 1015 | Chưa xác định |
| Parapin | 1017 | Chưa xác định |
| Thạch anh | 7, 5 x 1017 | Chưa xác định |
| PET | 1020 | Chưa xác định |
| Teflon | 1022 – 1024 | Chưa xác định |
Các loại điện trở
Điện trở có giá trị xác định
– Điện trở than ép hay cacbon film: Điện trở than ép có dải giá trị từ khoảng 1Ω đến 100MΩ, công suất 1/8W – 2W, phần lớn là 1/4W hoặc 1/2W. Điện trở than ép thường được ứng dụng nhiều vào phạm vi tần số thấp vì có tính thuần trở.
– Điện trở dây quấn: người ta sẽ quấn một đoạn dây dẫn điện kém như Nichrome xung quanh một lõi hình trụ. Trở kháng của nó sẽ phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn, độ dài và đường kính của dây dẫn. Điện trở của dây quấn thường có giá trị nhỏ, có độ chính xác cao và công suất nhiệt lớn. Tuy nhiên, điện trở này thường được dùng nhiều trong mạch âm tần vì có có tính chất điện cảm.
Xem thêm: Tụ điện là gì? Tổng quan về tụ điện
– Điện trở màng mỏng: Được hình thành bằng cách lắng đọng Cacbon, oxit kim loại hoặc kim loại thành màng mỏng trên lõi hình trụ và có giá trị từ thấp đến trung bình. Do có tính chất thuần trở nên được dùng trong phạm vi tần số cao. Nhược điểm của loại điện trở này là có công suất nhiệt thấp, giá thành tương đối cao.
Điện trở có giá trị thay đổi
– Biến trở hay variable Resistor bao gồm một điện trở màng than hoặc dây quấn có hình dạng cung, ở giữa là trục xoay nối với con trượt. Con trượt tiếp xúc với vành điện trở tạo ra cực thứ 3, do đó, khi con trượt dịch chuyển điện trở giữa cực thứ 3 thì 1 trong 2 cực còn lại có thể thay đổi. Biến trở được áp dụng trong việc điều khiển điện áp hoặc điều khiển cường độ dòng điện.
– Nhiệt trở là linh kiện điện tử có giá trị thay đổi theo nhiệt độ.
+ Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm: Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm, thông thường các chất bán dẫn đều có hệ số nhiệt âm.
+ Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương: Khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở cũng sẽ tăng. Các loại nhiệt trở bằng kim loại thường có hệ số nhiệt dương.
– Điện trở thuần
Điện trở thuần là gì? Đây là loại điện trở nối trực tiếp thì có giá trị điện trở suất tăng lên, đấu song song thì lại giảm. Nó không có tính chuẩn của dung kháng và cảm kháng nên được gọi là điện trở thuần.
– Điện trở shunt
Điện trở shunt là gì? Là loại điện trở để đo dòng điện trực tiếp hoặc xen kẽ bằng cách đo điện áp rơi đi qua điện trở.
– Điện trở quang
Quang điện trở là gì? Quang trở thường nhạy cảm với bức xạ điện từ của quang phổ ánh sáng có thể nhìn thấy. Giá trị điện trở của quang trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Trị số điện trở sẽ tăng nếu cường độ ánh sáng mạnh lên và ngược lại. Người ta thường ứng dụng quang trở vào các loại mạch tự động điều khiển thông qua ánh sáng như mắt thần của cửa tự động, độ nét của LCD,…
Nguyên lý hoạt động điện trở
Định luật Ohm cho ta thấy cường độ dòng điện luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế khi chúng đi qua 2 điểm của dây dẫn và điện trở của vật dẫn là hằng số.
Công thức : I = V/R
Trên thực tế thì điện trở có một số điện cảm và điện dung. Hai đại lượng này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mối quan hệ giữa điện áp với dòng điện trong mạch điện xoay chiều.
Công dụng của điện trở là gì?
Điện trở là yếu tố không thể thiếu trong các mạch điện của thiết bị điện tử. Công dụng chủ yếu của điện trở bao gồm:
– Mắc nối tiếp điện trở để tạo ra sự sụt áp trên mạch điện.
– Người ta có thể mắc điện trở thành cầu phân áp để có điện áp tùy chỉnh từ một điện áp đã cho sẵn.
– Phân cực điện trở giúp bóng bán dẫn có thể hoạt động.
– Mắc điện trở vào các mạch để tạo dao động RC.
– Điều chỉnh cường độ dòng điện bằng điện trở.
– Tạo nhiệt lượng trong các ứng dụng khi cần thiết.
Trên đây là những chia sẻ về điện trở suất là gì, điện trở là gì ý nghĩa của điện trở. Hy vọng kiến thức về điện trở ở bài viết phần nào giúp được bạn đọc trong các dạng bài tập về điện trở suất và những bài toán liên quan.
