Điện trở là linh kiện giúp cho các đồ điện tử trở nên an toàn hơn, hạn chế được những rủi ro không đáng có nếu như không kiểm soát được dòng điện. Đây là linh kiện điện tử không thể thiếu đối với mọi thiết bị chạy bằng năng lượng điện, cùng khám phá những kiến thức xoay quanh chủ đề này.
Tìm hiểu về điện trở
Điện trở được hiểu là sự cản trở dòng điện, cái tên đã nói lên được định nghĩa của nó. Có nghĩa là nếu như điện cản trở càng cao chứng minh được khả năng dẫn điện của vật đó càng kém, ngược lại, nếu như điện cản trở càng thấp chứng minh được khả năng dẫn điện của vật đó càng cao.
Tương tự, đối với những vật cách điện như gỗ, ngựa, thủy tinh điện cản trở rất lớn, đối với những vật dẫn điện như sắt, nhôm, đồng thì điện cản trở vô cùng nhỏ. Với một vài ví dụ đơn giản, chắc hẳn bạn cũng đã hiểu được điện trở là gì.
Trong thực tế, điện trở chính là một linh kiện điện tử bao gồm 2 điểm để kết nối, ứng dụng trong việc hạn chế cường độ dòng điện trong mạch chạy mất kiểm soát Ngoài ra, điện cản trở với công suất lớn sẽ tiêu tan một lượng đáng kể điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng trong hệ thống phân phối điện.
Với sự phát triển của công nghệ ngày nay, ngành công nghiệp không khói 4.0 đã chứng minh sự phát triển của năng lượng, điển hình là điện. Thực tế, xung quanh mỗi chúng ta bây giờ đều là đồ điện tử, dĩ nhiên trong cấu tạo của nó sẽ có chỗ dành cho điện trở để đảm bảo an toàn.
Khám phá sơ đồ mắc điện trở
Có ba cách mắc căn bản đã được học ở lớp 12 bao gồm cách mắc nối tiếp, cách mắc song song và cách mắc hỗn hợp. Mỗi sơ đồ như vậy sẽ tương ứng với những mục đích khác nhau trong cuộc sống, vậy nên bạn cần phải hiểu rõ cả 3 sơ đồ điện trở này qua những thông tin sau đây:
Cách mắc nối tiếp
Các điện trở được mắc nối tiếp với nhau có trị giá tương đương với tổng các thành phần nhỏ của cộng lại: Rtd = R1 + R2 + R3. Tiếp đến, dòng điện chạy ngang qua những điện nhỏ mắc nối tiếp sẽ có giá trị tương đương với nhau I = ( U1 / R1) = ( U2 / R2) = ( U3 / R3 ).
Từ công thức trên chứng minh được rằng, sự sụt giảm điện áp mắc nối tiếp điện trở sẽ tỉ lệ thuận với giá trị tổng của điện. Điều đó có nghĩa là chúng sẽ giảm cùng lúc với nhau.
Cách mắc song song
Các điện trở được mắc nối tiếp với nhau có trị giá tương đương với công thức như sau: (1 / Rtd ) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3). Quan sát thấy có 2 mạch song song, công thức sẽ được tính sẽ thay đổi thành Rtd = R1 . R2 / ( R1 + R2 ). Chỉ số dòng điện chạy qua các mạch mắc song song tỉ lệ nghịch.
Dòng điện chạy qua mắc song song tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở I1 = ( U / R1 ), tương tự I2 = ( U / R2 ), tiếp đến I3 = ( U / R3 ). Một điểm đặc biệt cần lưu ý điện áp trên các mạch trở mắc song song luôn bằng nhau.
Cách mắc hỗn hợp
Nếu bạn muốn điện trở đạt con số tối ưu nhất, hãy chọn cách mắc hỗn hợp. Ví dụ: nếu ta cần một điện cản trở 18K ta có thể mắc 2 điện cản trở 30K song song sau đó mắc nối tiếp với điện cản trở 3K.
Công thức tính điện trở chuẩn xác nhất
Tìm hiểu công thức tính điện cản trở sẽ cho bạn biết mức độ bao nhiêu là hợp lý, từ đó áp dụng vào thực tế xung quanh chúng ta. Kiến thức này đã được cập nhật vào những năm cuối cấp, kiến thức trên Đại học cũng thường xuyên nhắc lại công thức này đối với ngành kỹ thuật, đó chính là: I = U/R => U = I.R
Đây là kiến thức cơ bản của lớp 12, nếu bạn chọn chuyên ngành kỹ thuật để theo đuổi sẽ được đào tạo qua các lớp trung cấp nghề, cao đẳng, đại học,… Mức độ khó sẽ tăng lên đáng kể, không đơn thuần là những dữ liệu đã cho sẵn, bạn phải mày mò để tìm ra những giá trị nhỏ bên trong của nó.
Điện trở và bật mí về nguyên lý hoạt động
Định luật Ôm nói rằng khi điện áp đi qua điện trở, chúng sẽ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện và tỉ lệ này chính là một hằng số của điện cản trở. Trong đó, điện áp ký hiệu là V, dòng điện ký hiệu là I, chỉ số điện cản trở là R. Công thức cuối cùng được đúc kết ra là: V = I * R
Phân loại điện trở theo vật liệu và cấu tạo riêng
Theo vật liệu và cấu tạo, người ta phân biệt điện trở bao gồm những loại như điện cản trở carbon, điện cản trở màng, điện cản trở dây quấn, điện cản trở Film, điện cản trở bề mặt, điện cản trở băng. Cụ thể từng loại, chúng tôi sẽ cập nhật thông tin ở phần tiếp theo đây:
Điện trở cacbon
Trong thực tế, điện trở cacbon được sử dụng nhiều nhất trong các mạch điện, chiếm tỷ lệ cao ở những cửa hàng chuyên cung cấp linh kiện điện tử. Bên trong điện cản trở cacbon gồm có bột gốm và than chì, hỗn hợp này hòa quyện với nhau đúc ra hình trị, bên ngoài được bọc lớp nhựa cách điện với nhiều vòng màu đặc trưng.
Từng màu khác nhau mang ý nghĩa riêng, tổng quan chúng thể hiện trị giá của điện cản trở. Được biết, tỷ lệ bột gốm và than chì càng cao thì điện trở càng thấp và ngược lại, tỷ lệ ấy càng thấp thì điện cản trở càng cao Hai bên là hai dây kim loại, dùng để kết nối với các vi mạch khác trong thiết bị điện tử.
Điện trở film
Quan sát sơ đồ điện trở film, ta sẽ thấy nó gồm những chi tiết như chân kết nối, vật liệu cách điện, đường rãnh, film cản trở. Loại điện cản trở này được tạo thành bởi những kết tủa kim loại thuần khiết nhất, hoặc từ màng oxit và chất nền. Ngoài ra, chiều dài thực tế của màng kết tủa sẽ ảnh hưởng đến giá trị của điện cản trở.
Thông thường, người ta sẽ dùng tia Laser để tạo hình một đường xoắn ốc vào phần kết tủa, điều này giúp thay đổi khả năng dẫn điện của điện tản trở. Nó được thực hiện theo vòng xoay xoắn ốc, khi quan sát bạn sẽ thấy nó giống như việc hình thành cuộn dây dẫn.
Điện trở dây cuốn
Bên ngoài điện cản trở dây cuốn là cấu tạo của một sợi dây hợp kim chiếu theo hình xoắn ốc, quanh chất liệu được bao bọc bằng sứ cách điện kèm theo phủ một lớp mica bên ngoài. Điểm ưu việt nhất của loại này là chịu được dòng điện cao hơn so với những loại khác trên thị trường.
Những thiết bị máy móc lớn thường sử dụng điện trở kiểu dây cuốn vì nó chịu được nhiệt độ, áp lực tốt hơn. Đồng nghĩa với điều đó, giá thành của sản phẩm này cũng cao hơn so với những dòng còn lại, nhưng số tiền bỏ ra là hoàn toàn xứng đáng để đổi lấy sự an toàn.
Mở rộng thêm về ứng dụng trong đời sống hiện đại
Những công dụng tuyệt vời của điện trở được áp dụng vào vật dụng hằng ngày, bạn có thể thấy chúng hằng ngày nhưng không biết bên trong vi mạch của nó là gì. Đa số đồ điện trong nhà chúng ta đều có vi mạch điện cản trở, một số ứng dụng thực tiễn có thể kể đến là:
Ấm siêu tốc
Điện trở đóng vai trò tạo ra dao động RC cũng như tạo ra nhiệt lượng, nói một cách dễ hiểu hơn điện sẽ ngắt khi ấm siêu tốc đạt được nhiệt độ cần thiết. Nguyên lý hoạt động của một chiếc ấm siêu tốc chính là đun nóng nước rồi ngắt điện, nhưng nếu không có vi mạch điện cản trở, làm sao điều này có thể thực hiện được?
Bên trong cấu tạo của ấm siêu tốc, những chuyên gia đã nghiên cứu và lắp đặt những chi tiết giúp cho nước sôi ấp sẽ tự động ngắt, bên cạnh đó là việc chuyển hóa thành nhiệt năng. Nếu không ngắt đúng lúc, nước sẽ tràn ra ngoài gây nguy hiểm, thậm chí là nổ tung và bốc cháy, ảnh hưởng đến các vật dụng khác trong nhà.
Cụ thể, 3 thành phần chính để cấu thành ấm siêu tốc bao gồm nguồn và dây nguồn nhận điện, điện trở đun nước, rơle nhiệt của ấm đun. Khi bạn cắm dây vào ổ điện, một dòng điện đáng kể sẽ được truyền tới điện cản trở. Điện cản trở sẽ biến nó từ động năng thành nhiệt năng, giúp bình sôi lên nhanh chóng. Điện cản trở sẽ phát tín hiệu cho rơle nhiệt hoạt động, lúc này ấm sẽ tự động ngắt điện để bảo vệ ấm.
Ứng dụng khác
Điện trở là một linh kiện điện tử hữu hiệu nằm trong những thiết bị điện để giúp khống chế lượng điện nằm trong mức cho phép, không xảy ra tình trạng quá tải. Bạn có thể dùng cách mắc nối tiếp, mắc song song hay mắc hỗn hợp công dụng đều tương đương nhau.
Điện cản trở được ứng dụng trong hình thành cầu phân áp và chia mức độ điện áp trên mạch theo ý muốn chủ quan. Tuy nhiên, những người không hiểu rõ về điện không nên tự mày mò làm những điều này. Bạn nên tìm đến những thợ điện, chuyên gia trong lĩnh vực điện, họ sẽ giúp bạn làm việc này.
Ngoài ra, điện trở còn có tác dụng trong việc phân chia cực giúp bóng bán dẫn có thể hoạt động được. Muốn học về điện, bạn phải biết được thao tác này, nếu chọn ngành liên quan đến điện tử, chắc chắn bạn sẽ phải học qua lý thuyết và thực hành phân chia cực, khi đó bắt buộc phải cần tới điện cản trở.
Tiếp đến, điện cản trở giúp điều chỉnh cường độ dòng điện chạy qua các thiết bị điện nằm trong số Vol cho phép. Hoặc điện cản trở sẽ giúp tạo ra sụt áp trên các mạch khi mắc nối tiếp, lúc đó tổng số điện sẽ thay đổi theo tỷ lệ thuận với con số sụt áp, điều này có nghĩa là sụt áp giảm, dòng điện sẽ giảm.
Kết luận
Những thông tin hữu ích xoay quanh điện trở đã được cập nhật chi tiết phía trên đây, mong rằng bạn đã hiểu rõ về nguyên lý hoạt động của vi mạch điện tử này. Nếu còn thắc mắc về loại vi mạch nào, hãy để lại một bình luận và chúng tôi sẽ trả lời ngay khi có thể.
