Tổng hợp kiến thức cơ bản về điện trở – Điện tử căn bản

Trong bài viết này, Học viện iT.vn sẽ giới thiệu tới các bạn một linh kiện điện tử thụ động khác ngoài tụ điện và cuộn cảm đó là điện trở. 

1. Điện trở là gì?

Như đã đề cập ở trên, điện trở là một linh kiện điện tử thụ động. Hiểu một cách đơn giản thì điện trở chính là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện. Nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở của vật đó nhỏ. Ngược lại, nếu vật dẫn điện kém thì điện trở sẽ lớn. Điển hình là đối với vật cách điện thì có điện trở vô cùng lớn.

Điện trở có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Đầu tiên, điện trở là một linh kiện không thể thiếu trong mọi thiết bị điện tử. Còn đối với mạch điện, điện trở có những công dụng như sau:

– Khống chế dòng điện qua tải sao cho phù hợp.

– Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

Trong các thiết bị điện tử, điện trở là là một linh kiện quan trọng được làm từ hợp chất cacbon và kim loại. Tùy thuộc theo tỷ lệ pha trộn mà người ta có thể tạo ra được các loại điện trở với trị số khác nhau. Đơn vị của điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ.

Ngoài ra, các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch màu theo quy ước chung của thế giới. Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2WW trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như đối với các loại điện trở công suất, điện trở sứ.

 

2. Công thức tính điện trở

Điện trở của một vật dẫn điện phụ thuộc vào chất liệu làm nên vật dẫn điện đó. Ta có công thức như sau:

R = ρ.L/S

Trong đó:

R là điện trở (Đơn vị: Ohm).

ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu.

L là chiều dài dây dẫn.

S là tiết diện của dây dẫn.

Công thức trên chính xác cho dòng điện một chiều. Còn đối với dòng điện xoay chiều thì trong mạch điện chỉ có điện trở. Tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện đạt cực đại. Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không. Điện áp và dòng điện cùng pha. 

Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng.

 

3. Phân loại và cấu tạo của điện trở

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại điện trở với những thành phần, kích thước, đặc tính và cấu tạo hoàn toàn khác nhau. Vì thế để phân loại chúng một cách chính xác nhất là điều cực kỳ khó khăn. Chính vì vậy, trong bài viết này Học viện iT.vn sẽ chia sẻ tới các bạn những cách phân loại phổ biến nhất.

 

3.1 Dựa theo vật liệu cấu thành

Căn cứ theo vật liệu cấu thành của điện trở, ta chia điện trở thành 3 loại như sau:

– Điện trở carbon: Đây là loại điện trở sử dụng vật liệu là bột carbon, bột graphite… Nó có công suất thấp.

– Điện trở film hoặc gốm: Đây là các loại điện trở có thành phần làm từ bột oxit kim loại như thiết, hoặc niken kết tủa. Điện trở film hoặc gốm cũng là những loại điện trở có công suất thấp nhất.

– Điện trở dây quấn: Đây là loại điện trở được cấu thành từ hợp kim Niken-Crom nên có công suất rất cao.

 

3.2 Dựa vào ứng dụng thực tế

Căn cứ theo công dụng và ứng dụng vào thực tế của điện trở, ta phân loại điện trở như sau:

– Điện trở thường (Hay còn được gọi với những cái tên thông dụng như điện trở 1k, điện trở 10k, điện trở 100k…): Loại điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W.

– Điện trở công suất: Loại điện trở có công suất lớn hơn điện trở thường. Công suất của loại điện trở này từ 1W, 2W, 5W, 10W.

– Điện trở chính xác: Những điện trở có giá trị dung sai thấp sẽ được xếp vào loại này. Chúng được dùng trong các mạch điện tử cao cấp, mạch âm thanh…

– Điện trở nóng chảy: Đây là loại điện trở có thiết kế bị nung hỏng khi công suất qua điện trở vượt mức cho phép.

– Điện trở nhiệt: Những điện trở được phân vào loại điện trở nhiệt đều nhạy cảm với nhiệt độ và có giá trị điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ. Ứng dụng tiêu biểu của điện trở nhiệt là làm cảm biến nhiệt độ.

– Quang điện trở: Đây là loại điện trở có giá trị trở kháng thay đổi dựa trên ánh sáng chiếu vào bề mặt của nó. Chúng còn được gọi là cảm biến ánh sáng.

 

3.3 Dựa vào giá trị của điện trở

Nếu căn cứ vào giá trị của điện trở thì chúng ta có thể phân loại đơn giản hơn.

3.3.1 Điện trở có trị số cố định

Đây là loại điện trở có giá trị cố định được nhà sản xuất gán cho và giá trị này sẽ không thay đổi trong suốt thời gian hoạt động. 

Một số điện trở thuộc loại điện trở có trị số cố định là điện trở than ép (cacbon film), điện trở dây quấn (Là loại điện trở được chế tạo bằng cách quấn một đoạn dây không phải là chất dẫn điện tốt xung quanh 1 lõi hình trụ), điện trở màng mỏng (Là loại điện trở được sản xuất bằng cách lắng đọng Cacbon, kim loại hoặc oxit kim loại dưới dạng màng mỏng trên lõi hình trụ).

3.3.2 Điện trở có trị số thay đổi 

Trái ngược với loại điện trở có trị số cố định, điện trở có trị số thay đổi có khả năng điều chỉnh giá trị được trong quá trình sử dụng. Ứng dụng phổ biến của loại điện trở này trong thực tế là trên các nút volume điều chỉnh âm lượng trên các bộ loa, amply… 

Một số loại điện trở thuộc loại điện trở có trị số thay đổi:

– Biến trở (Variable Resistor): Có cấu tạo gồm 1 điện trở màng than hoặc dây quấn có dạng hình cung, có trục xoay ở giữa nối với con trượt. Con trượt tiếp xúc động với vành điện tử tạo nên cực thứ 3, nên khi con trượt dịch chuyển điện trở giữa cực thứ 3 và 1 trong 2 cực còn lại có thể thay đổi.

– Nhiệt trở: Là linh kiện có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Hiện nay có 2 loại nhiệt trở đó là nhiệt trở có hệ số âm và nhiệt trở có hệ số dương. 

– Điện trở quang: Là linh kiện nhạy cảm với bức xạ điện từ quang phổ ánh sáng nhìn thấy. Quang trở có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Cường độ ánh sáng càng mạnh thì giá trị điện trở càng giảm và ngược lại. Quang điện trở thường được sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng như cửa tự động, điều chỉnh độ nét, độ sáng ở camera, tự động bật đèn khi trời tối…

4. Ký hiệu và đơn vị của điện trở trong mạch

 

4.1 Ký hiệu của điện trở trong mạch

Thông thường ký hiệu của điện trở trong mạch sẽ là một đường zigzag hoặc một hình hộp hình chữ nhật (Phổ biến hơn).

4.2 Đơn vị của điện trở

Đơn vị điện trở là Ω (Ohm), KΩ, MΩ. Trong đó, ta có thể quy đổi:

1KΩ = 1000 Ω          

1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω

 

5. Cách đọc giá trị điện trở

Cách đọc điện trở đơn giản và phổ biến nhấn đó là cách đọc điện trở theo vạch màu. Bạn có thể tìm hiểu hướng dẫn chi tiết qua bài viết: “Hướng dẫn cách đọc điện trở theo vạch màu”.

 

6. Công suất của điện trở

Khi điện trở được mắc vào mạch, điện trở đó sẽ tiêu thụ một công suất:

P = U.I = U2/R =  I2.R

Trong đó:

P là công suất (W).

U là hiệu điện thế (V).

I là cường độ dòng điện (A).

R là điện trở (Ω).

Từ công thức trên ta có thể thấy, công suất tiêu thụ của điện trở sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố đó là dòng điện đi qua điện trở hoặc điện áp ở hai đầu điện trở (Công suất tiêu thụ của điện trở tỉ lệ thuận với hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua điện trở).

Ngoài ra, trong trường hợp ta lắp điện trở có công suất danh định nhỏ hơn mức công suất tiêu thụ thì sẽ làm cho điện trở bị cháy. Cho nên tốt nhất ta nên lắp điện trở có công suất danh định lớn hơn hoặc bằng 2 lần công suất tiêu thụ.

 

7. Cách mắc điện trở thông dụng

Thông thường, ta có 3 cách mắc điện trở thông dụng như sau:

Cách 1: Điện trở mắc nối tiếp

Công thức tính điện trở trong trường hợp mắc nối tiếp như sau:

Rtd = R1 + R2 + R3

Dòng điện đi qua điện trở trong trường hợp mắc nối tiếp như sau:

I = (U1/R1) = (U2/R2) = (U3/R3)

Từ công thức tính dòng điện ta có thể rút ra kết luận rằng dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở. Điều này cũng có nghĩa là sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp sẽ tỷ lệ thuận với giá trị điện trở.

 

Cách 2: Điện trở mắc song song

Công thức tính điện trở trong trường hợp mắc song song như sau:

(1/Rtd) = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3)

Đối với trường hợp mạch chỉ lắp 2 điện trở song song thì ta có công thức tính điện trở như sau:

Rtd = R1.R2 / (R1+R2)

Dòng điện đi qua điện trở trong trường hợp mắc song song như sau:

I1 = (U/R1), I2 = (U/R2), I3 = (U/R3)

Lưu ý: Mức điện áp của các điện trở trên mạch lắp song song luôn bằng nhau.

 

Cách 3: Điện trở mắc tự do

Bạn có thể tính điện trở trong trường hợp mắc tự do bằng cách sử dụng công thức trong trường hợp mắc nối tiếp và mắc song song.

Ví dụ như nếu bạn cần điện trở 12 Ω thì bạn chỉ cần mắc song song hai điện trở 20 Ω với một điện trở 2 Ω.

Trên đây là chia sẻ của Học viện iT.vn về những kiến thức liên quan đến điện trở. Hy vọng những kiến thức này có thể giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và làm việc. Nếu có bất cứ thắc mắc nào thì hãy để lại bình luận ngay bên dưới bài viết này hoặc inbox trực tiếp cho Học viện iT.vn để được giải đáp tốt nhất. Chúc bạn thành công!

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:
CÔNG TY CỔ PHẦN HỌC VIỆN IT
MST: 0108733789
Tổng đài hỗ trợ: 024 3566 8686 – Hotline: 0981 223 001
Facebook: www.fb.com/hocvienit
Đăng ký kênh Youtube để theo dõi các bài học của Huấn luyện viên tốt nhất: http://bit.ly/Youtube_HOCVIENiT
Hệ thống cơ sở đào tạo: https://hocvienit.vn/lien-he/
Học viện IT.vn – Truyền nghề thực tế cùng bạn đến thành công!