Điện trở (Resistor)

1. Điện trở là gì?

1.1. Khái niệm

Điện trở hay Resistor là một linh kiện điện tử thụ động gồm 2 tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, điều chỉnh mức độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác.

Điện trở công suất có thể tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt năng có trong các bộ điều khiển động cơ, trong các hệ thống phân phối điện.

Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động.

Nói tóm tắt, điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.

1.2. Biến trở

Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi được trở kháng như các núm vặn điều chỉnh âm lượng. Các loại cảm biến có điện trở biến thiên như: cảm biến nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lực tác động và các phản ứng hóa học.

2. Ký hiệu và quy ước

2.1. Ký hiệu

Ký hiệu của điện trở trong một sơ đồ mạch điện thay đổi tùy theo tiêu chuẩn của mỗi quốc gia. Ở đây chúng ta có 2 kí hiệu điện trở thường sử dụng nhất:

Các ký hiệu của điện trởHình 1. Ký hiệu của điện trở.

Các giá trị ghi trên điện trở thường được quy ước bao gồm 1 chữ cái xen kẽ với các chữ số theo tiêu chuẩn IEC 6006. được dùng để thuận tiện trong đọc ghi các giá trị người ta phân cách các số thập phân bằng một chữ cái.

Ví dụ: 8k2 có nghĩa là 8,2 kΩ; 1R2 nghĩa là 1,2 Ω, và 18R có nghĩa là 18Ω.

2.2. Cách ghi và đọc trị số của điện trở

2.2.1. Điện trở thường

Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một quy ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác. Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm (sau đó có thể viết lại thành ký lô hay mêga cho tiện).

Hình 2. Bảng màu điện trở.

Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu.

Ta xét ví dụ sau đây:

Ví dụ về đọc trị số của điện trở

Hình 3. Ví dụ về đọc trị số của điện trở.

– Ở loại điện trở có 4 vòng màu:

  • 3 vòng màu đầu tiên là giá trị điện trở.
  • 1 vòng màu còn lại là sai số của điện trở (thường là nhũ vàng +/- 5%).

Ví dụ: Hình 3, ta có:

  • R1 có giá trị là: 45 (vàng – lục) x 10(đỏ) = 4500 ohm = 4.5K Ohm.
  • Sai số +/- 5% (nhũ vàng/hoàng kim).

– Ở loại điện trở có 5 vòng màu:

  • 4 vòng đầu tiên là trị số của điện trở.
  • 1 vòng còn lại là sai số của điện trở.

Ví dụ: Hình 3, ta có:

  • R2 có giá trị là: 380 (cam – xám – đen) x 103 (cam) = 380,000 Ohm = 380K Ohm.
  • Sai số +/- 1% (đỏ).

– Ở loại điện trở có 6 vòng màu:

  • 4 vòng đầu tiên là trị số của điện trở.
  • 1 vòng tiếp theo là sai số của điện trở .
  • 1 vòng cuối cùng là sai lệch trị số điện trở theo nhiệt độ.

Ví dụ: Hình 3, ta có:

  • R3 có giá trị là: 527 (lục – đỏ – tím) x 104 (vàng) = 5,270,000 Ohm = 5.27 MΩ.
  • Sai số +/- 0.25% (lam).
  • Thay đổi theo nhiệt độ 10 PPM/oC (lam).

Lưu ý: Để tránh lẫn lộn trong khi đọc giá trị của các điện trở, đối với các điện trở có tổng số vòng màu từ 5 trở xuống thì có thể không bị nhầm lẫn vì vị trí bị trống không có vòng màu sẽ được đặt về phía tay phải trước khi đọc giá trị. Còn đối với các điện trở có độ chính xác cao và có thêm tham số thay đổi theo nhiệt độ thì vòng màu tham số nhiệt sẽ được nhìn thấy có chiều rộng lớn hơn và phải được xếp về bên tay phải trước khi đọc giá trị.

2.2.2. Điện trở dán

Hình 4. Trị số của điện trở dán dùng 3 chữ số in trên lưng.

Điện trở dán dùng 3 chữ số in trên lưng để chỉ giá trị của điện trở, trong đó 2 chữ số đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ của mười (số số không).

Ví dụ:

  • 334 = 33 × 104 ohms = 330 kΩ.
  • 222 = 22 × 102 ohms = 2,2 kΩ.
  • 473 = 47 × 103 ohms = 47 kΩ.
  • 105 = 10 × 105 ohms = 1 MΩ.

Điện trở dưới 100Ω sẽ ghi: số cuối = 0 (Vì 100 = 1). Ví dụ:

  • 100 = 10 × 100 ohm = 10Ω.
  • 220 = 22 × 100 ohm = 22Ω.

Đôi khi nó được khi hẳn là 10 hay 22 để tránh hiểu lầm100 = 100Ω hay 220 = 220Ω.

Điện trở nhỏ hơn 10Ω sẽ được ghi kèm chữ R để chỉ dấu thập phân.

Ví dụ:

  • 4R7 = 4,7Ω.
  • R300 = 0,3 Ω.
  • 0R22 = 0,22Ω.
  • 0R01 = 0,01Ω.

Hình 4. Trị số của điện trở dán có 4 chữ in trên lưng.

Trường hợp điện trở dán có 4 chữ số thì 3 chữ số đầu là giá trị thực và chữ số thứ tư chính là số mũ 10 (số số không).

Ví dụ:

  • 1001 = 100 × 101 Ω = 1 kΩ.
  • 4992 = 499 × 102 Ω = 49.9 kΩ.
  • 1000 = 100 × 100 Ω = 100 Ω.

Một số trường hợp điện trở lớn hơn 1000Ω thì được ký hiệu chữ K (tức Kilo Ohms) và điện trở lớn hơn 1000.000 ohms thì ký hiệu chữ M (Mega ohms).

Các điện trở ghi 000 hoặc 0000 là điện trở có trị số = 0Ω.

2.3. Cách đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng kim

Lưu ý khi sử dụng đồng hồ vạn năng kim đo điện trở: Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho độ chính xác cao nhất.

Hình 5. Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện trở.

– Bước 1: Để thang đo của đồng hồ vạn năng về các thang đo trở. Nếu trong trường hợp điện trở nhỏ thì để thang x1 ohm hoặc x10 ohm, nếu điện trở lớn thì để thang 1 Kohm hoặc 10 kΩ ⇒ sau đó chập hai que đo và chỉnh triết áo để kim đồng hồ báo vị trí 0Ω.

– Bước 2: Chuẩn bị đo.

– Bước 3: Đặt que đo vào 2 đầu của điện trở, sau đó đọc trị số trên thang đo. Giá trị đo được = (chỉ số thang đo) x (thang đo).

Ví dụ: Nếu để thang x 100Ω và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700Ω = 2,7kΩ.

– Bước 4: Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút, như vậy việc đọc trị số sẽ không chính xác. Nếu ta để thang đo quá thấp, kim lên quá nhiều cũng làm ảnh hưởng sai lệch đến việc đọc trị số.

3. Các loại điện trở có giá trị cố định

3.1. Điện trở làm bằng chì

Thông qua lỗ thành phần thường có “đạo” (phát âm \ lēdz \) rời khỏi cơ thể “trục”, đó là, trên một song song phù hợp với trục dài nhất của một phần. Những người khác có dẫn tới ra khỏi cơ thể của họ “xuyên tâm” thay thế.

Các thành phần khác có thể SMT (bề mặt gắn kết công nghệ), trong khi điện trở suất cao có thể có một trong những dẫn của họ được thiết kế vào bộ tản nhiệt.

3.2. Điện trở hợp chất carbon

Điện trở hợp chất carbon gồm ống điện trở với dây chì hoặc tấm kim loại được nhúng bên trong. Vỏ ngoài được bảo vệ bằng lớp sơn hoặc nhựa.

Vào đầu thế kỷ 20, điện trở không được bọc lớp vỏ cách điện, dây dẫn được cuốn xung quanh 2 đầu và được hàn lại, sau đó được sơn mã vạch giá trị của điện trở.

4. Cấu tạo của điện trở

Điện trở thường được tạo ra từ kết tủa kim loại tinh khiết (như niken) hoặc màng oxit (như oxit thiếc) vào trụ gốm cách điện hoặc chất nền.

Cấu tạo của điện trởHình 6. Cấu tạo của điện trở.

5. Đại lượng điện trở

– Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của vật liệu.

  • Điện trở càng nhỏ mức độ cản trở càng nhỏ.
  • Điện trở càng lớn mức độ cản trở càng lớn. 

Hình 7. Miêu tả sự cản trở dòng điện

6. Tính toán điện trở

6.1 Điện trở dây dẫn

Điện trở dây dẫn được tính bằng cách lấy điện trở suất của vật liệu dây dẫn nhân với chiều dài của dây dẫn và chia cho diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn.

Trong đó:

  • R là điện trở (Ω).
  • ρ là điện trở xuất của dây dẫn (Ωm).
  • l là chiều dài dây dẫn (m).
  • S là tiết diện dây dẫn (m2).

Hình 8. Hình minh họa cho công thức tính

6.2 Tính điện trở theo định luật Ohm

Trong đó:

  • R là điện trở (Ω).
  • U là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện (V).
  • I là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn (A).

Hình 9. Định luật Ohm

7. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới điện trở

Nhiệt độ càng cao, điện trở của một vật càng tăng. Ngược lại, nhiệt độ càng thấp, điện trở của một vật càng thấp.

 

Trong đó:

  • R2 là điện trở ở nhiệt độ T2 (Ω).
  • R1 là điện trở ở nhiệt độ T1 (Ω).
  • α là hệ số nhiệt độ.

8. Điện trở tương đương

8.1 Điện trở mắc nối tiếp

Hình 10. Điện trở mắc nối tiếp

Tổng điện trở tương đương của các điện trở mắc nối tiếp là tổng của các giá trị điện trở:

8.2 Điện trở mắc song song

Hình 11. Điện trở mắc song song

Tổng điện trở tương đương của các điện trở khi mắc song song được tính bằng cách:

9. Các ứng dụng của điện trở:

Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau:

  • Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.

Hình 12. Khống chế dòng điện qua tải 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.

Hình 13. Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

  • Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động.

Hình 14. Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động.

  • Tham gia vào các mạch tạo dao động RC sử dụng NE555.

Hình 15. Tham gia vào các mạch tạo dao động RC sử dụng NE555.

error: Real Group - Efficiency Projects