1. Các khái niệm liên quan về công thức kháng
Trước khi thảo luận về công thức điện trở, chúng ta hãy thảo luận sâu hơn về cách thức hoạt động của dòng điện và khái niệm về trở kháng.
1.1. Điện hoạt động như thế nào?
Dựa trên cơ sở, dòng điện chạy trong vật chất được tạo thành từ chuyển động của các êlectron (hạt mang điện hay êlectron) theo một hướng. Trong mọi vật chất đều có các electron tự do chuyển động ngẫu nhiên theo cấu trúc của nó.
Mặc dù những chuyển động này là ngẫu nhiên, nhưng không có dòng điện nào được tạo ra vì có số lượng hạt bằng nhau chuyển động ngược chiều nhau. Bây giờ, nếu bạn tác dụng một thế năng lên chúng theo một hướng nhất định, một dòng điện mới sẽ xuất hiện và chạy qua vật liệu.
Xem thêm: Bí Quyết Học Khoa Học Lớp 5 Hiệu Quả Học Sinh Tiểu Học Nên Biết
1.2. Định nghĩa trở kháng
Điện trở là lực cản trở dòng electron trong vật liệu dẫn điện, ngược lại với vật liệu dẫn điện. Công suất tiêu tán hoặc tốc độ dòng điện trong kết nối giữa hai thiết bị đầu cuối là sự kết hợp của hai yếu tố này.
Khi đặt hai vật dẫn điện khác nhau trong cùng một mạch điện thì cường độ dòng điện chạy qua mỗi vật có thể khác nhau. Sử dụng vật lý để giải thích hiện tượng điện này:
– Thứ nhất là sự dễ dàng mà các electron (electron hoặc hạt tích điện) quay vòng trong cấu trúc của vật liệu. Nếu các electron liên kết chặt chẽ với mạng tinh thể, rất khó để kéo chúng ra xa nhau, kéo các electron theo một hướng cụ thể.
– Một yếu tố khác ảnh hưởng đến điện trở của vật liệu là chiều dài của vật liệu. Chiều dài của vật thể càng ngắn thì điện trở tổng thể đối với dòng điện càng thấp.
—Một yếu tố liên quan khác là diện tích mặt cắt ngang của đối tượng. Diện tích càng lớn thì điện trở càng thấp vì diện tích càng lớn thì dòng điện có thể di chuyển tự do.
Trong hầu hết các trường hợp, dây dẫn cần mang dòng điện có điện trở càng nhỏ càng tốt để có điện dung tối ưu. So sánh về vật liệu thì đồng được sử dụng rộng rãi do có cấu trúc dễ chảy và dẫn điện mạnh. Tuy nhiên, vật liệu và dây dẫn cũng cần được thiết kế hợp lý để tạo sự an toàn chống quá tải, cháy nổ.
Trong một số trường hợp dòng điện quá lớn, người ta phải chế tạo các linh kiện chống dòng điện để điều khiển. Những vật này là điện trở và chúng phải được làm bằng vật liệu không dẫn điện.
Xem thêm: Cách sử dụng máy tính casio fx 570ms
2. Định nghĩa điện trở và công thức điện trở
Tiếp theo chúng ta đi thẳng vào vấn đề lực cản mà mọi người đang loay hoay cũng như công thức tính lực cản để phục vụ cho các bài tập thể lực nhé.
2.1. Khái niệm điện trở và định luật Ôm
Được biểu thị bằng chữ r trong vật lý, điện trở là một linh kiện điện tử ngăn cường độ dòng điện. Để đo điện trở này, nhà vật lý người Đức Georg Ohm đã phát triển Định luật Ohm, một nghiên cứu đã truyền cảm hứng cho thế giới điện.
Các bạn học sinh chắc hẳn không còn quá xa lạ với lý thuyết này ở trường đúng không? Định luật Ôm phát biểu rằng cường độ dòng điện chạy qua hai đầu một vật dẫn luôn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai điểm đó. Đối với một dây dẫn có số mũ điện trở không đổi r, công thức sau đây đúng: i = v/r. trong đó i là cường độ dòng điện tính bằng ampe (a), v là điện áp tính bằng vôn (v) và r tính bằng ôm (Ω).
Một công thức tính điện trở khác bạn cũng nên chú ý là công thức tính công suất tiêu thụ của điện trở p, đơn vị là oát (w). Công suất này bằng tích của cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở: p = i × v
Ngoài ra, kết hợp 2 công thức trên ta có thể suy ra công suất p bằng bình phương cường độ dòng điện nhân với điện trở, hoặc bằng thương của bình phương hiệu điện thế chia cho điện trở: p = i 2 × r = v 2 / r .
Xem thêm: Công thức tính thể tích của khối tứ diện
2.2. Công thức kháng lực áp dụng cho bài tập
Đối với mạch điện, theo tính chất của mạch điện, có hai hình thức mắc điện trở là song song và nối tiếp. Dù sao cách áp dụng công thức để tính điện trở vẫn rất đơn giản, chỉ cần tuân theo một số nguyên tắc đơn giản và dễ dàng. Sau đây, hãy xem các công thức trong hình bên dưới để hiểu rõ hơn về các đặc tính của mạch.
Trong sơ đồ, bạn có thể thấy mối quan hệ giữa hiệu điện thế và giá trị dòng điện của từng điện trở và tác dụng của chúng đối với toàn mạch.
Với các công thức kháng lực này, các em nên luyện tập thường xuyên để tiếp thu kiến thức nhanh và tốt hơn.
Xem thêm: Các dạng bài tập về vectơ lớp 10
2.3. Mã màu điện trở
Khái niệm này có vẻ xa lạ với những ai mới chỉ làm quen với công thức tính điện trở và học môn vật lý ở trường THCS, THPT. Nhưng hiểu vấn đề là điều cần thiết nếu bạn yêu thích môn học này và muốn thực hành và thử nghiệm. Đặc biệt khi học đại học ngành kỹ thuật, tôi thường xuyên tiếp xúc với các công thức tính điện trở và điện trở màu.
Những điện trở này thường có hình dạng giống nhau và rất nhỏ. Để phân biệt giá trị của chúng, người ta vẽ các dải màu chạy ngang qua chúng, mỗi dải màu tượng trưng cho một giá trị khác nhau của điện trở. Để giải thích cho điều này, họ đã sản xuất hàng triệu điện trở khác nhau có thể có giá trị lớn nhỏ khác nhau nên việc áp dụng bảng màu sẽ khoa học hơn và dễ kiểm soát hơn. Chắc nhiều người sẽ thắc mắc tại sao trên điện trở không in số cho dễ đọc, điều này là không thể. Bởi vì các điện trở quá nhỏ nên đôi khi khó nhìn thấy các số được in quá dài và quá nhỏ.
Các mã màu này được áp dụng theo tiêu chuẩn quốc tế nên bạn nên làm quen dần. Biết đâu trong tương lai bạn sẽ trở thành một chuyên gia vật lý, làm việc tại nước ngoài, hay du học theo diện trao đổi sinh viên thì những kiến thức ấy sẽ không bao giờ là thừa!
Với những kiến thức về công thức điện trở mà timviec365.vn chia sẻ đến các bạn, hi vọng các bạn sẽ dễ dàng xử lý tốt các bài tập vật lý trên lớp!
