Điện Trở - Định Luật Ohm
Khái niệm điện trở, định luật Ohm và sự phụ thuộc của điện trở vào kích thước dây dẫn
🔵 Thí nghiệm khảo sát
Mắc lần lượt các điện trở khác nhau (cùng nguồn điện, cùng đèn) vào một mạch điện. Quan sát độ sáng của bóng đèn:
🔵 Một số điện trở thường gặp
🔵 Thí nghiệm
Giữ nguyên một điện trở $R$ trong mạch, thay đổi hiệu điện thế $U$ giữa hai đầu dây dẫn (bằng cách đổi nguồn điện hoặc dùng biến trở), đo cường độ dòng điện $I$ qua dây dẫn.
🔵 Kết quả thí nghiệm
Khi $U$ tăng thì $I$ cũng tăng theo cùng tỉ lệ:
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của $I$ vào $U$ là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ $O$.
• Đồ thị càng thoải (nằm ngang hơn) $\Rightarrow$ cùng một $U$, $I$ càng nhỏ $\Rightarrow$ điện trở $R$ càng lớn.
• Hai đồ thị $I - U$ của hai dây khác nhau cùng đi qua gốc toạ độ nhưng có độ dốc khác nhau.
🔵 a) Điện trở của dây dẫn
Từ thí nghiệm, với mỗi đoạn dây dẫn, thương số $\dfrac{U}{I}$ luôn có giá trị không đổi. Giá trị này gọi là điện trở của đoạn dây dẫn, kí hiệu là $R$:
Điện trở $R$ đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn. $R$ không phụ thuộc vào $U$ hay $I$ — đây là đại lượng đặc trưng riêng của mỗi dây dẫn.
🔵 b) Đơn vị điện trở
Đơn vị của điện trở là ôm (kí hiệu $\Omega$):
Bội số và ước số của ôm:
| Đơn vị | Kí hiệu | Quy đổi |
|---|---|---|
| Mili-ôm | m$\Omega$ | $1\;\text{m}\Omega = 0{,}001\;\Omega$ |
| Ôm | $\Omega$ | $1\;\Omega$ |
| Kilo-ôm | k$\Omega$ | $1\;\text{k}\Omega = 1\,000\;\Omega$ |
| Mega-ôm | M$\Omega$ | $1\;\text{M}\Omega = 1\,000\,000\;\Omega$ |
🔵 c) Phát biểu định luật Ohm
🔵 d) Tam giác công thức $U$ – $I$ – $R$
Đặt hiệu điện thế $U = 9$ V vào hai đầu điện trở $R = 15\;\Omega$. Tính cường độ dòng điện qua điện trở.
Điện trở của dây dẫn không chỉ phụ thuộc bản chất chất liệu, mà còn phụ thuộc vào chiều dài và tiết diện của dây.
🔵 Ý nghĩa các đại lượng
🔵 Bảng điện trở suất một số chất (ở $20°$C)
| Chất | $\rho$ ($\Omega \cdot$m) |
|---|---|
| Bạc | $1{,}47 \times 10^{-8}$ |
| Đồng | $1{,}70 \times 10^{-8}$ |
| Nhôm | $2{,}80 \times 10^{-8}$ |
| Sắt | $12{,}00 \times 10^{-8}$ |
| Nikelin (hợp kim) | $40{,}00 \times 10^{-8}$ |
| Manganin (hợp kim) | $43{,}00 \times 10^{-8}$ |
| Nicrom (hợp kim) | $110{,}00 \times 10^{-8}$ |
• $\rho$ lớn (nicrom, constantan) $\Rightarrow$ cản trở dòng điện tốt $\Rightarrow$ dùng làm dây điện trở, dây đốt nóng (bàn là, lò sưởi, bếp điện…).
🔵 Lưu ý khi tính toán
$1\;\text{mm} = 10^{-3}\;\text{m}$
$1\;\text{cm}^2 = 10^{-4}\;\text{m}^2$
($r$: bán kính; $d$: đường kính)
Tính điện trở của đoạn dây đồng dài $l = 200$ m, tiết diện $S = 2{,}5$ mm². Biết $\rho_{\text{đồng}} = 1{,}7 \times 10^{-8}$ $\Omega \cdot$m.
• Quên đổi đơn vị tiết diện từ mm² sang m² $\Rightarrow$ kết quả sai $10^6$ lần.
• Nhầm "$R$ tỉ lệ thuận với $S$" $\Rightarrow$ SAI. Đúng là $R$ tỉ lệ NGHỊCH với $S$ (dây to → cản trở ít hơn).
• Cho rằng hai dây cùng chất, cùng dài thì điện trở bằng nhau $\Rightarrow$ chỉ đúng khi tiết diện cũng bằng nhau.
🔵 Quy trình giải bài toán Bài 11
xác định đại lượng
về SI
$I=U/R$ hoặc $R=\rho l/S$
• Điện trở $R$: cản trở dòng điện, đơn vị $\Omega$. $R = \dfrac{U}{I}$ và không phụ thuộc vào $U$, $I$.
• Định luật Ohm: $I = \dfrac{U}{R}$. $I$ tỉ lệ thuận với $U$, tỉ lệ nghịch với $R$.
• Đồ thị $I - U$: đường thẳng qua gốc toạ độ. Đồ thị càng dốc → $R$ càng nhỏ.
• Điện trở dây dẫn: $R = \rho \cdot \dfrac{l}{S}$. Tỉ lệ thuận $l$, tỉ lệ nghịch $S$, phụ thuộc bản chất qua $\rho$.
• $\rho$ nhỏ (đồng, bạc) → làm dây dẫn; $\rho$ lớn (nicrom) → làm dây đốt nóng.
Cùng luyện tập về Điện trở & Định luật Ohm!
22 câu · trắc nghiệm lý thuyết, bài tập và tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu