Định luật Ohm. Điện trở SVIP

I. Tác dụng cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn

Thí nghiệm tìm hiểu tác dụng cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn

Chuẩn bị:

• 1 biến áp nguồn;
• 2 đoạn dây dẫn R₁ và R₂ khác nhau;
• 1 đèn loại 3 V;
• Các dây nối;
• Công tắc;
• Bảng lắp mạch điện.

Tiến hành:

• Mắc mạch điện theo sơ đồ sau. Để nguồn ở mức 3 V.

• Đóng công tắc, quan sát độ sáng của bóng đèn.
• Mở công tắc, thay đoạn dây dẫn R₁ bằng đoạn dây dẫn R₂. Đóng công tắc, quan sát độ sáng của đèn.
• So sánh độ sáng của đèn khi dùng R₁ và khi dùng R₂.

Kết luận:

• Đoạn dây dẫn có tác dụng cản trở dòng điện.
• Các đoạn dây dẫn khác nhau có tác dụng cản trở dòng điện khác nhau.

II. Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu đoạn dây dẫn

Thí nghiệm tìm hiểu mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế hai đầu đoạn dây dẫn

Chuẩn bị:

• 1 biến áp nguồn;
• 2 đoạn dây dẫn R₁ và R₂;
• 1 ampe kế;
• 1 vôn kế;
• Các dây nối;
• Công tắc;
• Bảng lắp mạch điện.

Tiến hành:

• Mắc mạch điện theo sơ đồ dưới đây:

• Đóng công tắc K, điều chỉnh biến áp nguồn để vôn kế chỉ giá trị tương ứng với lần 1 trong bảng 1. Đọc số chỉ của ampe kế, ghi kết quả lần 1 vào bảng 1.
• Tiến hành tương tự với các lần tiếp theo ứng với các giá trị của hiệu điện thế trong bảng 1.
• Thay đoạn dây dẫn R₁ bằng đoạn dây dẫn R₂ và lặp lại các bước như với R₁.

• Với mỗi giá trị của hiệu điện thế, so sánh cường độ dòng điện qua R₁ và cường độ dòng điện qua R₂.
• Tính tỉ số \(\dfrac{U}{I}\) của mỗi đoạn dây dẫn và rút ra nhận xét.

Nhận xét:

• Ứng với mỗi đoạn dây dẫn xác định, khi U tăng bao nhiêu lần thì I tăng bấy nhiêu lần hoặc ngược lại.
• Tỉ số \(\dfrac{U}{I}\) của mỗi đoạn dây dẫn đặc trưng cho tác dụng cản trở dòng điện của mỗi đoạn dây dẫn đó.

III. Định luật Ohm

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. Giá trị này không phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn mà chỉ phụ thuộc vào đoạn dây dẫn đó.

Như vậy, $R$ đặc trưng cho tác dụng cản trở dòng điện của đoạn dây dẫn và được gọi là điện trở của đoạn dây dẫn.

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: \(I=\dfrac{U}{R}\).

Trong đó:

• $I$ là cường độ dòng điện trong đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ampe (A);
• $U$ là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn, đơn vị đo là vôn (V);
• $R$ là điện trở của đoạn dây dẫn, đơn vị đo là ôm (Ω).

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

IV. Điện trở của một đoạn dây dẫn

1. Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn. Điện trở suất

Những đoạn dây dẫn có kích thước, hình dạng giống nhau nhưng làm bằng vật liệu khác nhau cho thấy chúng có điện trở khác nhau. Như vậy, điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn.

Tác dụng cản trở dòng điện của vật liệu làm dây dẫn được đặc trưng bằng điện trở suất của vật liệu. Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn được kí hiệu là \(\rho\), đơn vị đo là Ωm.

Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó, có chiều dài 1 m và tiết diện là 1 m².

2. Công thức tính điện trở của một đoạn 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. 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).

2. Mọi dây dẫn đều cản trở dòng điện đi qua nó. Tác dụng cản trở dòng điện của mỗi đoạn dây dẫn được đặc trưng bởi điện trở của nó.

3. Điện trở của một đoạn dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu, tiết diện và chiều dài đoạn dây dẫn theo công thức:

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

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).