Bài 17: Điện trở. Định luật Ohm

Tham khảo:

Nhiệt điện trở được dùng làm cảm biến nhiệt trong các máy móc thiết bị như máy điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh,... Nó cũng được dùng trong phần mạch bảo vệ quá nhiệt trong các bộ cấp nguồn điện.

Ví dụ ứng dụng của điện trở nhiệt NTC

Điện trở nhiệt NTC sẽ giảm khi nhiệt độ tăng.

- Mục đích chính của điện trở nhiệt NTC là để ngắt và bảo vệ nhiệt và nó được dùng phổ biến trong các bảng mạch điện tử. Các bảng mạch này có thể là cảm biến của tủ lạnh, nồi cơm, cảm biến nhiệt của điều hòa nhiệt độ, lò vi sóng, lò nướng, bếp cảm ứng, lò điện, ấm đun bằng điện, bể khử trùng, ….

- Dùng để đo lường và bù nhiệt ở những thiết bị tự hoạt động trong văn phòng như máy in, máy photocopy,….

- Kiểm tra, đo lường nhiệt độ và được ứng dụng trong các ngành dự báo thời tiết, chế biến thực phẩm hay y tế, dược phẩm,.…

- Bảo vệ bộ sạc pin cũng như nhiệt độ của pin.

- Bù nhiệt vòng lặp trong cặp nhiệt điện và các thiết bị, mạch tích hợp.

- Giúp bảo vệ quá trình phát nhiệt ở những bộ cấp nguồn điện.

Sử dụng công thức: 

\(R=p\dfrac{l}{S}\Rightarrow12,1=p\dfrac{1000}{1,5\cdot10^{-6}}\Rightarrow p=1,815\cdot10^{-8}\Omega m\)

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:

\(I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{0,6}{1,5}=2,5A\)

Tham khảo:

Khi nhiệt độ đèn sợi đốt càng tăng, dao động của các ion dương tại các nút mạng càng mạnh và sự hỗn loạn đóng góp vào chuyển động của các electron càng tăng. Kết quả là sự va đập giữa các electron và các ion dương xảy ra với tần số lớn hơn, điều này có nghĩa chuyển động có hướng tạo nên dòng điện của các electron bị cản trở nhiều hơn. Nói cách khác, điện trở kim loại của đèn sợi đốt tăng theo. Khi đó độ sáng của đèn giảm dần, tuổi thọ bóng đèn giảm.

Từ đồ thị ta thấy với U=25 V thì I=6 A nên ta có giá trị điện trở của đoạn dây bằng đồng là:

\(R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{25}{6}=4,2\Omega\)

Tham khảo:

Về mặt toán học thì hai công thức trên tương đương nhau. Nhưng về mặt vật lí thì hai công thức trên không tương đương nhau. Vì:

- Công thức (17.1) cho ta biết được đơn vị của điện trở, 1 là điện trở của một vật dẫn mà khi đặt một hiệu điện thế 1 V vào hai đầu vật dẫn thì dòng điện chạy qua vật dẫn có cường độ 1 A.

- Công thức (17.3) cho ta thấy cường độ dòng điện I chạy qua một điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu điện trở.

Tham khảo:

Nguyên nhân gây điện trở của vật dẫn kim loại hay gây nên sự cản trở chuyển động của các electron tự do trong kim loại là do sự mất trật tự của mạng tinh thể (sự chuyển động nhiệt của ion, sự méo mạng và nguyên tử tạp chất lẫn vào).

Tham khảo:

Theo định luật Ohm, cường độ dòng điện không chỉ phụ thuộc vào điện thế (điện thế càng cao thì cường độ dòng điện càng lớn), mà còn phụ thuộc vào điện trở (điện trở càng cao thì cường độ càng nhỏ). Với người bình thường, do điện trở cơ thể tương đối nhỏ, nên điện thế 220V có thể tạo một dòng điện khoảng 10-20 mA chạy qua người. Dòng điện đó đủ mạnh để kích thích cả thần kinh cảm giác và thần kinh vận động. Khi đó ta thấy bị điện giật rất đau. Quan trọng hơn, dòng điện đó đủ mạnh để gây ngừng tim và ngừng hô hấp, có thể khiến nạn nhân tử vong nếu không được cấp cứu kịp thời và đúng cách.

Điện trở của người thường thay đổi do nhiều yếu tố tác động bên ngoài như tình trạng da, diện tích, áp suất, thời gian, tần số, điện áp tiếp xúc lên cơ thể con người.

Tham khảo:

Nguyên nhân gây điện trở của vật dẫn kim loại hay gây nên sự cản trở chuyển động của các electron tự do trong kim loại là do sự mất trật tự của mạng tinh thể (sự chuyển động nhiệt của ion, sự méo mạng và nguyên tử tạp chất lẫn vào).

a) Đường đặc trưng vôn – ampe của điện trở trên, với trục hoành là hiệu điện thế U, trục tung là cường độ dòng điện I: Ta có $I=\frac{U}{0,22}$

b) Điện trở từ công thức: $R=\rho \frac{l}{S}=\rho \frac{4l}{\pi d^{2}}=\frac{1,69.10^{-8}.4.10}{\pi .0,001^{2}}\approx 0,22\Omega$

Điện trở của đoạn dây dẫn từ đường đặc trưng vôn - ampe là: $ R=\frac{\frac{0,2}{0,92}+\frac{0,4}{1,85}+\frac{0,6}{2,77}+\frac{0,8}{3,69}+\frac{1,0}{4,62}}{5}\approx 0,22 \Omega$
$\Rightarrow$ Hai giá trị bằng nhau.