Điện trở là gì? Khái niệm và ứng dụng của điện trở

Điện trở là gì?

Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác.

Điện trở công suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện. Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động. Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi được trở kháng như các núm vặn điều chỉnh âm lượng. Các loại cảm biến có điện trở biến thiên như: cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lực tác động và các phản ứng hóa học.

Điện trở là loại linh kiện phổ biến trong mạng lưới điện, các mạch điện tử, Điện trở thực tế có thể được cấu tạo từ nhiều thành phần riêng rẽ và có nhiều hình dạng khác nhau, ngoài ra điện trở còn có thể tích hợp trong các vi mạch IC.

Điện trở được phân loại dựa trên khả năng chống chịu, trở kháng….tất cả đều được các nhà sản xuất ký hiệu trên nó.

Ký hiệu và quy ước

Ký hiệu của điện trở trong một Sơ đồ mạch điện thay đổi tùy theo tiêu chuẩn của mỗi quốc gia. Có hai loại phổ biến như sau;

Ký hiệu điện trở kiểu Mỹ.

(a) Điện trở thường, (b) Biến trở, (c) Chiết áp

Ký hiệu điện trở theo kiểu (IEC)

Đơn vị điện trở

Ohm (ký hiệu: Ω) là đơn vị trong hệ SI của điện trở, được đặt theo tên Georg Simon Ohm. Một ohm tương đương với vôn/ampere. Các điện trở có nhiều giá trị khác nhau gồm milliohm (1 mΩ = 10−3 Ω), kilohm (1 kΩ = 103 Ω), và megohm (1 MΩ = 106 Ω).

Nguyên lý hoạt động điện trở

Đặc tính của một điện trở lý tưởng được biểu diễn bởi định luật Ohm như sau: U=IR

Định luật Ohm nói rằng: điện áp (V) đi qua điện trở tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện (I) và tỉ lệ này là một hằng số điện trở (R).

Ví dụ: Nếu một điện trở 300 Ohm được nối vào điện áp một chiều 12V, thì cường độ dòng điện đi qua điện trở là 12 / 300 = 0.04 Amperes.

Bảng màu điện trở

Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một quy ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác. Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm (sau đó có thể viết lại thành kilô hay Mêga cho tiện).

Bảng màu điện trở

Cách đọc điện trở

  • Điện trở ở vị trí bên trái có giá trị được tính như sau:
    R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ
    Bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng.
  • Điện trở ở vị trí giữa có giá trị được tính như sau:
    R = 380 × 103 Ω = 380 KΩ
    Bởi vì cam tương ứng với 3, xám tương ứng với 8, đen tương ứng với 0, và cam tương ứng với giá trị số mũ 3. Vòng cuối cho biết giá trị sai số là 2% ứng với màu đỏ.
  • Điện trở ở vị trí bên phải có giá trị được tính như sau:
    R = 527 × 104 Ω = 5270 KΩ
    Bởi vì xanh lục tương ứng với 5, đỏ tương ứng với 2, và tím tương ứng với 7, vàng tương ứng với số mũ 4, và nâu tương ứng với sai số 1%. Vòng màu cuối cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo nhiệt độ là 10 PPM/°C.

Lưu ý:

  • Để tránh lẫn lộn trong khi đọc giá trị của các điện trở, đối với các điện trở có tổng số vòng màu từ 5 trở xuống thì có thể không bị nhầm lẫn vì vị trí bị trống không có vòng màu sẽ được đặt về phía tay phải trước khi đọc giá trị. Còn đối với các điện trở có độ chính xác cao và có thêm tham số thay đổi theo nhiệt độ thì vòng màu tham số nhiệt sẽ được nhìn thấy có chiều rộng lớn hơn và phải được xếp về bên tay phải trước khi đọc giá trị.
  • Do các điện trở cố định thường có sai số đến 20%, tức là có thể biến đổi xung quanh trị số danh định đến 20%. Cho nên không cần thiết phải có tất cả các trị số 10, 11, 12, 13,… Mặt khác các mạch điện thông thường đều cho phép sai số theo thiết kế. Nên chỉ cần các trị số 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100, 150, 200,… là đủ.
  • Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu , điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu.

Sơ đồ mắc nối điện trở

Mắc song song:

Mắc nối tiếp:

Mắc hỗn hợp:

Công suất tiêu thụ trên điện trở

Trong mọi thời điểm, Công suất P(W) tiêu thụ bởi một điện trở có trở kháng R(Ω) được tính bởi công thức:

Với U (V) là điện áp trên điện trở và I (A) là dòng điện đi qua nó.

Sử dụng định luật Ohm. Điện năng bị chuyển hóa tiêu tán thành nhiệt năng điện trở.

Điện trở công suất thường được định mức theo công suất tiêu tán tối đa, trong hệ thống các linh kiện điện ở trạng thái rắn, điện trở công suất được định mức ở 1/10, 1/8 và 1/4 watt. Điện trở thường tiêu thụ thấp hơn giá trị định mức ghi trên điện trở.

Điện trở của dây dẫn

Điện trở R của dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất và độ dài dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây

trong đó:

  • L LÀ CHIỀU DÀI CỦA DÂY DẪN, ĐO THEO MÉT
  • S LÀ TIẾT DIỆN (DIỆN TÍCH MẶT CẮT), ĐO THEO M2
  • Ρ LÀ ĐIỆN TRỞ SUẤT (HAY CÒN GỌI LÀ ĐIỆN TRỞ RIÊNG HOẶC SUẤT ĐIỆN TRỞ), NÓ LÀ THƯỚC ĐO KHẢ NĂNG KHÁNG LẠI DÒNG ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU.

Tổn thất do điện trở

Khi dòng điện có cường độ I chạy qua một vật có điện trở R, điện năng được chuyển thành nhiệt năng thất thoát có công suất

trong đó:

  • P LÀ CÔNG SUẤT (W)
  • I LÀ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN (A)
  • R LÀ ĐIỆN TRỞ (Ω)

Hiệu ứng này có ích trong một số ứng dụng như đèn điện dây tóc hay các thiết bị cung cấp nhiệt bằng điện, nhưng nó lại là không mong muốn trong việc truyền tải điện năng. Các phương thức chung để giảm tổn thất điện năng là: sử dụng vật liệu dẫn điện tốt hơn, hay vật liệu có tiết diện lớn hơn hoặc sử dụng hiệu điện thế cao. Các dây siêu dẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nhưng khó có thể phổ biến vì giá thành cao và nền công nghệ vẫn chưa phát triển.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *