Điện trở là gì? Phân loại, ký hiệu và ứng dụng

Điện trở không chỉ là linh kiện quan trọng trong lĩnh vực điện tử mà còn là đại lượng vật lý quen thuộc trong mạch điện. Hãy cùng đến với bài viết của KTH ELECTRIC để tìm hiểu về khái niệm, phân loại, nguyên lý làm việc và ứng dụng của điện trở.

Sự phản kháng là gì?

Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động có hai tiếp điểm kết nối để điều chỉnh mức tín hiệu và hạn chế dòng điện chạy trong mạch. Điện trở còn được sử dụng để phân chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử hoạt động như bóng bán dẫn, tiếp điểm cuối trong đường dây truyền tải điện…

Trong điện tử và điện từ, điện trở của một vật là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng chống lại dòng điện của vật đó. Điện trở được tính bằng tỉ số giữa điện áp đặt trên một vật và dòng điện chạy qua vật đó.

Ví dụ, các vật liệu không dẫn điện như nhựa, vải, giấy có điện trở suất cao (khoảng 10-16Ω). Vật liệu dẫn điện như kim loại có điện trở thấp. Vật liệu siêu dẫn nói riêng có điện trở bằng không.

Điện trở công suất thường giúp tiêu tán một lượng lớn năng lượng điện được chuyển thành nhiệt trong hệ thống phân phối điện và bộ điều khiển động cơ. Điện trở thường có trở kháng cố định hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động. Để thay đổi trở kháng, có thể sử dụng một điện trở thay đổi.

Ký hiệu và đơn vị điện trở

Ký hiệu điện trở

Các ký hiệu cho điện trở trong sơ đồ mạch điện khác nhau tùy theo tiêu chuẩn của từng quốc gia. Thông thường có 2 loại phổ biến:

biểu tượng của phong cách mỹ	Ký hiệu loại IEC

Trong tài liệu nước ngoài, theo tiêu chuẩn IEC 6006, giá trị ghi trên điện trở thường gồm một chữ cái xen kẽ với các số theo quy ước. Ví dụ: 8k3 có nghĩa là 8,3 kΩ, 1R3 có nghĩa là 1,3 Ω và 15R có nghĩa là 15 Ω.

Đơn vị đo điện trở

Theo Hệ thống đo lường quốc tế (SI), điện trở được đo bằng ohm với ký hiệu Ω. Đơn vị đo lường này được đặt theo tên của Georg Simon Ohm, nhà vật lý nổi tiếng người Đức, người đã phát minh ra định luật Ohm.

Ngoài ra, điện trở còn có nhiều giá trị khác nhau, nhỏ hơn gấp nhiều lần hoặc lớn hơn gấp nhiều lần, bao gồm: mΩ (milliohms), KΩ (kiloohms), MΩ (megaohms).

Ở đó:

• 1 miliôm = 0,001 ôm
• 1KΩ = 1000Ω
• 1 megohm = 1000 kilohm = 1.000.000 ohm

Công thức tính điện trở

Điện trở hoạt động theo định luật Ohm: điện áp trên một điện trở (U) tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện (I) và tỷ lệ này là điện trở không đổi (R).

Điện trở có công thức chuẩn sau:

• U: Hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đơn vị vôn (V)
• I: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn, tính bằng ampe (A).
• R: Điện trở của dây dẫn điện, tính bằng ôm (Ω).

Ví dụ: Nếu điện trở 400 được nối với điện áp 14V DC thì dòng điện qua điện trở được tính là: 14/400=0,035A

Phân loại điện trở

Điện trở được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau.

theo giá trị

• Điện trở cố định: Là loại điện trở có giá trị điện trở cố định từ khi sản xuất và không thể thay đổi trong quá trình sử dụng. Nó thường là điện trở hợp chất carbon và điện trở chì.
• Điện trở không đổi: còn gọi là biến trở hoặc chiết áp. Đây là loại điện trở có giá trị điện trở thay đổi trong quá trình sử dụng.

Theo tính chất dẫn điện của nó

• Điện trở tuyến tính: Điện trở có trở kháng không thay đổi khi chênh lệch điện áp tăng.
• Điện trở phi tuyến: Là điện trở có điện trở suất thay đổi khi có dòng điện chạy qua nó. Điện trở sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với chênh lệch điện áp. Điện trở phi tuyến tính sẽ làm cho toàn bộ mạch trở nên phi tuyến tính. Ngay cả những thay đổi nhỏ về thông số của điện trở này cũng có thể dẫn đến những thay đổi lớn hơn về điện áp và dòng điện nên chúng được sử dụng trong các bộ chỉnh lưu, bộ khuếch đại, v.v.

Phân loại theo chức năng

• Thermistor: Loại điện trở này hay còn gọi là thermistor, rất nhạy cảm với nhiệt. Giá trị điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ trong quá trình hoạt động. Nhiệt điện trở được phân loại là hệ số nhiệt độ dương (PTC) hoặc hệ số nhiệt độ âm (NTC).
• Điện trở cầu chì: còn gọi là điện trở cầu chì. Điện trở này có đặc tính đặc biệt và dễ bị hư hỏng khi dòng điện đi qua điện trở vượt quá mức cho phép. Điện trở đóng vai trò như một cầu chì để bảo vệ mạch khi điện áp vượt quá mức này.
• Điện trở quang: Có đặc tính tương tự như nhiệt điện trở, điện trở quang cũng dễ dàng thay đổi giá trị trở kháng tùy thuộc vào ánh sáng chiếu vào bề mặt của nó. Điện trở quang có giá trị điện trở cao trong môi trường tối và giá trị điện trở sẽ giảm khi tiếp xúc với ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng mạnh.

Theo vật liệu và cấu trúc

• Điện trở cacbon.
• Điện trở màng mỏng hoặc điện trở gốm kim loại.
• Sức cản cuộn dây.
• Điện trở màng mỏng.
• Sức đề kháng bề mặt.
• Điện trở băng.

Bảng màu điện trở và cách đọc điện trở

Cách đọc giá trị điện trở từ biểu đồ màu

Trên thực tế, ngoài giá trị điện trở được nhà sản xuất in trên linh kiện, giá trị này còn có thể được đọc bằng cách dựa vào màu sắc in trên điện trở.

Thông thường, điện trở có 4 dải màu, trong đó 2 dải màu đầu tiên là 2 chữ số đầu của điện trở. Vòng thứ ba hiển thị số chữ số “0” tiếp theo. Vòng thứ tư có lỗi.

Ví dụ: một điện trở có 4 vòng màu đỏ, nâu và bạc. Giá trị điện trở của nó là bao nhiêu?

Theo bảng màu hiển thị giá trị điện trở: màu đỏ có giá trị là 2. Màu nâu có giá trị là 1. Sai số đối với bạc là 5%. Do đó, các con số tương ứng trên bánh xe màu sắc là: 2 2 1 5%

Giá trị của điện trở được tính bằng cách kết hợp 2 số đầu và thêm số 0 vào sau. Vậy giá trị điện trở là 220Ω và sai số là 5%.

sơ đồ quy ước

Trên sơ đồ, điện trở được biểu diễn bằng một hình chữ nhật dài có vạch trên thân điện trở để phân biệt công suất điện trở và cách đọc, theo quy ước sau:

• Hai đường chéo (//) = 0,125w.
• Một đường chéo (/) = 0,25w.
• Một đường ngang (-) = 0,5w.
• Một đường thẳng đứng (|) = 1,0w.
• Hai đường thẳng đứng (||) = 2,0w.
• Hai đường chéo (\/) = 5,0w.
• (X) = 10,0w.

Nếu điện trở không được ghi đơn vị và số đọc theo quy ước sau:

• Từ 1Ω đến 999Ω, viết là 1K đến 999K
• Từ 1MΩ trở lên ghi là 1,0; 2.0; 3.0,…10.0…20.0…

Sơ đồ kết nối điện trở

Có ba kết nối phổ biến cho điện trở: kết nối nối tiếp, song song và hỗn hợp.

Điện trở loạt

Giá trị tương đương của các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các tổ hợp điện trở riêng lẻ.

công thức:

Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và có giá trị bằng:

Điện trở song song

Một điện trở song song có giá trị tương đương (Rtd) được tính theo công thức sau:

Điện áp trên một điện trở song song luôn bằng nhau.

Sơ đồ kháng lai

Công thức tính điện trở trộn:

Hỗn hợp các điện trở được kết nối có ưu điểm là tạo ra điện trở tối ưu hơn. Ví dụ, nếu cần một điện trở 9K, chúng ta có thể mắc song song 2 điện trở 15K rồi mắc nối tiếp với điện trở 1,5K.

Ứng dụng của điện trở

Trên thực tế, điện trở có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Trong số đó, ứng dụng phổ biến nhất là điều khiển dòng điện qua tải để phù hợp với các thiết bị khác. Ví dụ, có nguồn điện 12V nhưng bóng đèn mua về chỉ hoạt động ở điện áp 9V. Trong trường hợp này, bạn có thể nối một điện trở vào bóng đèn để điện áp trên điện trở giảm xuống 3V.

Ngoài ra, để tạo ra điện áp cần thiết từ một điện áp nhất định, chúng ta có thể sử dụng điện trở để tạo thành cầu chia điện áp.

Một số ứng dụng khác của điện trở bao gồm:

• Xu hướng bóng bán dẫn: Điện trở tham gia vào các bóng bán dẫn hoạt động phân cực.
• Tham gia vào mạch dao động RC: Các điện trở và tụ điện cùng nhau tạo thành mạch dao động RC, dùng cho các thiết bị tạo sóng và đồng hồ.
• Tạo ra nhiệt lượng cần thiết: Điện trở có thể dễ dàng tạo ra lượng nhiệt cần thiết trong các ứng dụng như máy sấy, máy hàn và các thiết bị khác.

Trên đây là tổng hợp những kiến ​​thức về nguyên lý làm việc, phương pháp đấu nối và ứng dụng của điện trở. KTH ELECTRIC sẽ tiếp tục cập nhật thường xuyên kiến ​​thức về ngành điện: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/