Điện trở là gì? Khái niệm và ứng dụng của điện trở

Điện trở là gì?

Điện trở 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. 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.

Đơn vị đo của điện trở

Theo hệ đo lường quốc tế (SI) thì đơn vị đo của điện trở được gọn là Ohm có ký hiệu là Ω. Đơn vị đo này được đặt theo tên của nhà vật lý đại tài người Đức – người đã phát biểu định luật Ohm.

Vì là đơn vị đo của điện trở nên Ohm sẽ tương đương với tỉ số giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện. Một Ohm sẽ tương đương với Vol/ampe (V/A)

Các điện trở cũng có nhiều giá trị khác nhau gồm Milliohm (m Ω), Kilohm (k Ω), Megohm (M Ω).

1 mΩ = 10^-3 Ω

1k Ω = 10³ Ω

1M Ω = 10⁶ Ω

Loại trừ trường hợp là một đại lượng vật lý như đã nói ở trên thì trong các thiết bị điện tử, điện trở còn được định nghĩa như sau. Đây là một linh kiện điện tử gồm có 2 tiếp điểm kết nối. Thiết bị này thường được dùng để hạn chế cường độ dòng điện trong mạch điện, dùng để chia điện áp, điều chỉnh mức độ tín hiệu,…

Công thức tính điện trở

Để có thể xác định được đại lượng vật lý này, mọi người có thể áp dụng công thức sau:

R = U/I

Trong đó:

R: là điện trở của dòng điện đo bằng Ohm (Ω)

U: là hiệu điện thế đo bằng vôn (V)

I: là cường độ dòng điện đo bằng ampe (A)

Cùng với đó, đặc tính lý tưởng của một điện trở được biểu diễn bởi định luật Ohm. Đây là một trong những định luật quan trọng nhất trong điện học và có nhắc tới điện trở như sau: Điện áp đi qua tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện và tỉ lệ này là một hằng số điện trở. Từ đó ta có công thức sau: V = IR

Trong đó:

V: là điện áp

I: là cường độ dòng điện

R: là điện trở

Phân loại điện trở

* Phân loại điện trở dựa theo giá trị của điện trở

Với tiêu chí này, điện trở sẽ được phân ra làm 2 loại riêng biệt:

– Điện trở có giá trị cố định: Đây là loại điện trở đã được cố định giá trị điện trở suất từ khi sản xuất và không thể thay đổi trong quá trình sử dụng. Các loại điện trở có giá trị cố định chính là điện trở hợp chất cacbon và điện trở làm bằng chì.

– Điện trở không cố định: Hay còn được gọi là biến trở hoặc chiết áp. Đây là điện trở có giá trị điện trở suất có thể thay đổi trong quá trình sử dụng.

* Phân loại dựa vào tính chất dẫn điện của điện trở

Dựa theo tính chất thì chúng ta có thể chia điện trở thành 2 loại riềng biệt như sau:

– Điện trở tuyến tính: Là điện trở khi gia tăng sự chênh lệch điện áp thì trở kháng cũng không thay đổi.

– Điện trở phi tuyến tính: Đây là điện trở khi có dòng điện đi qua, trở suất sẽ thay đổi. Điện trở sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với sự chênh lệch điện áp trên nó. Điện trở phi tuyến tính sẽ làm cho cả mạch trở thành phi tuyến tính. Các thông số trong điện trở này chỉ cần thay đổi nhỏ cũng có thể dẫn đến những biến đổi lớn của điện áp và dòng điện. Chính vì vậy nên chúng được dùng trong chỉnh lưu, bộ khuếch đại,…

* Điện trở phân loại dựa vào chức năng

Tùy theo chức năng của từng loại điện trở mà chúng được chia ra thành 4 loại khác nhau: – – Điện trở chính xác: Là điện trở có độ chính xác cao với giá trị dung sai rất thấp. Các giá trị dung sai cho người dùng biết được giá trị thực gần với giá trị danh nghĩa.

– Điện trở nhiệt: Điện trở này rất nhạy cảm với nhiệt. Giá trị điện trở suất sẽ thay đổi theo theo nhiệt độ trong quá trình hoạt động. Riêng Thermistor lại có 2 loại riêng khác đó là hệ số nhiệt độ dương, Positive temperature coefficient (PTC) hoặc là Negative temperature coefficient (NTC) hệ số nhiệt độ âm.

– Điện trở nóng chảy: Điện trở này có tính chất đặc biệt là dễ bụi nung hỏng khi công suất qua điện trở vượt mức cho phép. Điện trở sẽ hoạt động bình thường khi công suất trong mức cho phép. Nhưng khi điện áp vượt mức thì điện trở như một chiếc cầu chì để bảo vệ mạch điện.

– Điện trở quang: Tên tiếng anh là Photoresistor. Có tính chất tương tự điện trở nhiệt, quang trở cũng sẽ dễ dàng thay đổi giá trị trở kháng theo ánh sáng chiếu vào bề mặt của nó. Điện trở quang có giá trị rất cao khi ở trong môi trường tối và sẽ bị giảm khi tiếp xúc với ánh sang, đặc biệt là ánh sáng mạnh.

Ứng dụng của điện trở

Điện trở có tính ứng dụng cao trong cuộc sống, được ứng dụng linh hoạt trong các trường hợp khác nhau, tùy chỉnh theo ý muốn của người sử dụng. Cụ thể các ứng dụng như sau:

• Điều chỉnh dòng điện qua tải cho phù hợp, ví dụ nguồn điện 12V, bóng đèn dùng nguồn điện 9V thì cần dùng điện trở để giảm xuống mức điện áp phù hợp với đèn
• Lắp đặt vào trong phần phân áp để có được điện áp theo ý muốn từ điện áp cho trước.
• Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động
• Sử dụng để tạo vào các mạch tạo dao động R C
• Dùng điện trở để tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng riêng khác nhau
• Làm sụt áp mạch khi mắc nối tiếp

Trên đây là tổng hợp các linh kiện điện tử cơ bản quan trọng trong các thiết bị điện tử. Việc hiểu rõ về các linh kiện điện tử cơ bản, ứng dụng và cách sử dụng chúng sẽ giúp bạn thiết kế, sửa chữa và sử dụng các thiết bị điện tử hiệu quả trong công việc.