Điện trở. Định luật Ohm SVIP

I. Điện trở

Thí nghiệm tìm hiểu tính chất của điện trở

Chuẩn bị:

• Nguồn điện một chiều 12 V;
• Một bóng đèn 2,5 V;
• Ba vật dẫn là ba điện trở R₁, R₂, R₃;
• Công tắc, các dây nối.

Tiến hành:

• Mắc điện trở R₁ vào mạch điện theo sơ đồ sau:

• Đóng công tắc, quan sát độ sáng của bóng đèn và ghi vào bảng 1 theo mẫu dưới đây:

• Lần lượt thay điện trở R₁ bằng điện trở R₂ và R₃, trong mỗi trường hợp hãy quan sát độ sáng của bóng đèn và ghi vào bảng 1.

Kết luận:

• Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện.
• Điện trở khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.

II. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế

1. Thí nghiệm

Thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế

Chuẩn bị:

• Nguồn điện một chiều 12 V;
• Một biến trở R₀;
• Một ampe kế và một vôn kế;
• Vật dẫn là một điện trở;
• Công tắc, các dây nối.

Tiến hành:

• Mắc mạch điện theo sơ đồ dưới đây:

• Đóng khoá K, điều chỉnh biến trở để hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB lần lượt 0 V, 3 V, 6 V, 9 V, 12 V. Ghi lại số chỉ của ampe kế mỗi lần đo vào bảng 2 theo mẫu sau:

Yêu cầu:

• Nhận xét sự thay đổi cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn khi thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
• Rút ra mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn.
• Hãy dự đoán giá trị của cường độ dòng điện trong các ô còn trống minh hoạ ở bảng 2.

2. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế

Cách vẽ đồ thị:

• Chọn trục tung biểu diễn các giá trị của cường độ dòng điện I (A); trục hoành biểu diễn các giá trị của hiệu điện thế U (V).

•  Sử dụng số liệu thu được từ thí nghiệm, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.

Nhận xét đồ thị:

• Đồ thị là đường cong hay đường thẳng?
• Đồ thị có đi qua gốc toạ độ không?

Kết luận: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ.

III. Định luật Ohm

1. Điện trở của đoạn dây dẫn

Thí nghiệm tương tự với vật dẫn là các đoạn dây dẫn khác nhau cũng cho kết quả giá trị thương số \(\dfrac{U}{I}\) không đổi.

Kết luận:

• Giá trị thương số \(\dfrac{U}{I}\) không đổi đối với mỗi đoạn dây dẫn gọi là điện trở của đoạn dây dẫn đó (kí hiệu là $R$).
• Với các đoạn dây dẫn khác nhau, giá trị thương số \(R=\dfrac{U}{I}\) khác nhau. Hiệu điện thế giữa hai đầu các đoạn dây dẫn như nhau, cường độ chạy qua dây dẫn nào nhỏ hơn thì giá trị \(\dfrac{U}{I}\) lớn hơn.
• Giá trị \(\dfrac{U}{I}\) đặc trưng cho sự cản trở dòng điện đi qua dây dẫn.

2. Đơn vị điện trở

Trong biểu thức \(R=\dfrac{U}{I}\), nếu $U$ được tính bằng vôn (V), $I$ được tính bằng ampe (A) thì $R$ được tính bằng ôm (Ω).

$1\,Ω=\dfrac{1\,V}{1\,A}$

Ước số của ôm là miliôm (mΩ); bội số của ôm là kilôôm (kΩ), mêgaôm (MΩ):

1 mΩ = 0,001 Ω

1 kΩ = 1 000 Ω

1 MΩ = 1 000 000 Ω

3. Định luật Ohm

Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó.

Biểu thức định luật Ohm: \(I=\dfrac{U}{R}\).

IV. Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào kích thước và bản chất của dây dẫn

Điện trở của một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào bản chất của chất làm dây dẫn.

Điện trở của một đoạn dây dẫn được tính bằng công thức:

\(R=\rho\dfrac{l}{S}\)

Trong đó:

• $R$ là điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm (Ω);
• \(\rho\) (đọc là rô) là điện trở suất của chất làm dây dẫn, đơn vị đo là ôm mét (Ωm);
• $l$ là chiều dài của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là mét (m);
• $S$ là tiết diện của dây dẫn, đơn vị đo là mét vuông (m²).

1. Đối với một đoạn dây dẫn, thương số \(\dfrac{U}{I}\) (trong đó $U$ là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn, $I$ là cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây) có giá trị không đổi gọi là điện trở của đoạn dây dẫn, kí hiệu là $R$. Điện trở là đại lượng đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một đoạn dây dẫn khi có dòng điện chạy qua.

2. Định luật Ohm: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó.

\(I=\dfrac{U}{R}\)

Trong đó:

• $I$ là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A);
• $U$ là hiệu điện thế, đơn vị đo là vôn (V);
• $R$ là điện trở, đơn vị đo là ôm (Ω).

3. Điện trở của một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào bản chất của chất làm dây dẫn. Công thức tính điện trở của một đoạn dây dẫn:

\(R=\rho\dfrac{l}{S}\)

Trong đó:

• $R$ à điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm (Ω);
• \(\rho\) là điện trở suất của chất làm dây dẫn, đơn vị đo là ôm mét (Ωm);
• $l$ là chiều dài của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là mét (m);
• $S$ là tiết diện của dây dẫn, đơn vị đo là mét vuông (m²).