[Vật lý 9] Lý thuyết Điện trở của dây dẫn

Điện trở của dây dẫn và Định luật Ôm là các kiến thức quan trong có trong chương 1: Điện Học của Vật lý lớp 9. Vậy thế nào là điện trở và điện trở của dây dẫn? Định luật Ôm có ký hiệu, công thức ra sao, mời các bạn học sinh xem qua bài viết sau.

Bạn đang xem bài viết: [Vật lý 9] Lý thuyết Điện trở của dây dẫn – Định luật Ôm

Mục Lục

Điện trở của dây dẫn là gì?

Điện trở của dây dẫn biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn.
Được kí hiệu là R.
Đơn vị của điện trở là Ôm (Ohm) Ω:
- Kiloôm (kΩ) : 1kΩ = 1000Ω
- Mêgaôm (MΩ) : 1MΩ = 1000000Ω

Kí hiệu sơ đồ của điện trở trong mạch điện là

hoặc

Công thức xác định điện trở của dây dẫn

U: hiệu điện thế (V)

I: cường độ dòng điện (A)

Cùng một dây dẫn thương số U/I có trị số không đổi
Các dây dẫn khác nhau thì trị số U/I là khác nhau

Công thức tính điện trở dây dẫn dựa theo các thông số của dây

Trong đó:

R là điện trở
ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài của dây
S là tiết diện của dây

Xem thêm: [Vật lý 9] Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn

Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào yếu tố nào?

Trong Vật lý 9, điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào 3 yếu tố bao gồm:

Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn

Khi mắc một bóng đèn vào dây dẫn ngắn có hiệu điện thế không đổi thì đèn sáng bình thường, nhưng nếu thay bằng dây dẫn khác dài hơn, có cùng tiết diện và được làm từ cùng loại vật liệu, đèn sẽ bị sáng yếu hơn. Vì lúc này, dây dẫn dài ấy có điện trở lớn hơn dây ban đầu.

Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Nếu chú ý, các bạn học sinh sẽ nhận thấy mỗi đường dây tải trong hệ thống đường dây tải điện 500kV của nước ta gồm có bốn dây mắc song song với nhau. Tiết diện mỗi dây này là 373 mm2, vậy mỗi đường dây tải điện sẽ có tiết diện tổng là 373 mm2x4 = 1492 mm2. Lý do người ta sử dụng cách mắc dây như vậy là để làm cho điện trở của đường dây tải nhỏ hơn so với khi dùng một dây.

Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn

Nước biển có điện trở suất khoảng 0,2Ω.m, trong khi đó nước uống thông thường có điện trở suất trong khoảng từ 20Ω.m đến 2000Ω.m. Chính vì vậy, nước biển sẽ dẫn điện tốt hơn so với nước uống thông thường khoảng từ 100 đến 10000 lần.

Định luật Ôm là gì? (Ohm)

Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây

Công thức định luật Ôm

Công thức

Trong đó:

I: cường độ dòng điện (A)
U: Hiệu điện thế (V)
R: điện trở (Ω)

– Ta có: 1A = 1000mA và 1mA = 10^-3 A

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai dầu dây dẫn là đường thẳng đi qua gốc tọa độ (U=0; I=0)

Với cùng một dây dẫn (cùng một điện trở) thì:

Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn

Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lý 9): Một dây dẫn bằng nicrom dài 30m, tiết diện 0,3mm2 được mắc vào hiệu điện thế 220V. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này.

Giải

Điện trở của dây dẫn là:

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là

I = U/R = 220/110= 2A

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lý 9): Một bóng đèn khi sáng hơn bình thường có điện trở R1 = 7,5Ω và cường độ dòng điện chạy qua đèn khi đó là I = 0,6 A. Bóng đèn này được mắc nối tiếp với một biến trở và chúng được mắc vào hiệu điện thế U = 12V như sơ đồ hình 11.1.

a) Phải điều chỉnh biến trở có trị số điện trở R2 là bao nhiêu để bóng đèn sáng bình thường?

b) Biến trở này có điện trở lớn nhất là Rb = 30Ω với cuộn dây dẫn được làm bằng hợp kim nikelin có tiết diện S = 1mm2. Tính chiều dài l của dây dẫn dùng làm biến trở này.

Giải

Để bóng đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch phải đúng là 0,6 A. Khi ấy điện trở tương đương của mạch là:

Rtđ= UI = 120,6 = 20 Ω

Theo sơ đồ hình 11.1 thì Rtđ = R1 + R2

Từ đó tính được R2 = Rtđ – R1 = 20 – 7,5 = 12,5Ω

b) Từ công thức

Tổng kết

Qua bài viết này, congthuctoanlyhoa.com hy vọng các bạn học sinh có thể hiểu và giải thích được điện trở là gì, ngoài ra nắm được công thức của điện trở của dây dẫn và định luật Ôm để lần tới áp dụng thật tốt vào bài tập ở lớp.