Lý thuyết trọng tâm vật lí 11 kết nối bài 23: Điện trở. Định luật Ohm

I. ĐIỆN TRỞ

1. Thí nghiệm

2. Định nghĩa điện trở

Điện trở là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn.

$R=\frac{U}{I}$

Điện trở của vật dẫn được kí hiệu là R (Resistance).

Điện trở được đo bằng Ω.

3. Đường đặc trưng vôn – ampe

Đường đặc trưng vôn – ampe của điện trở là hàm bậc nhất xuất phát từ gốc tọa độ, ta có công thức 

I = kU

Với $k=\frac{1}{R}$ là hằng số không đổi gọi là độ dẫn điện.

II. ĐỊNH LUẬT OHM

Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu vật dẫn, tỉ lệ nghịch với điện trở của vật dẫn.

Biểu thức: $I=\frac{U}{R}$

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là ampe (A).
• U là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn, đơn vị là vôn (V).
• R là điện trở của vật dẫn, đơn vị là ôm (Ω).

III. NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐIỆN TRỞ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN ĐIỆN TRỞ

1. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại

• Dao động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể cản trở chuyển động của các electron tự do là nguyên nhân chính gây ra điện trở của kim loại.
• Các nguyên tử tạp chất cũng là nguyên nhân cản trở chuyển động của các electron tự do.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở

a) Điện trở của đèn sợi đốt

• Dòng điện chạy qua dây tóc của bóng đèn sinh nhiệt làm cho dây tóc nóng lên, do đó điện trở của dây tóc thay đổi. Khi dòng điện và hiệu điện thế nhỏ, đường đặc trưng vôn – ampe gần giống đường thẳng. Ở hiệu điện thế cao hơn, đường đặc trưng bắt đầu cong. Điều này cho thấy điện trở của dây tóc bóng đèn tăng lên vì tỉ số U/I tăng lên.
• Trên đường đặc trưng vôn – ampe, khi dây tóc bóng đèn phát sáng thì đường đặc trưng có độ dốc nhỏ nên điện trở lớn. Như vậy, ta thấy điện trở của dây tóc bóng đèn phụ thuộc vào nhiệt độ.

b) Điện trở nhiệt

• Điện trở nhiệt là linh kiện có điện trở thay đổi một cách rõ rệt theo nhiệt độ.
• Ngoài điện trở nhiệt NTC, trong thực tế còn có loại điện trở nhiệt PTC. Điện trở của điện trở nhiệt PTC tăng khi nhiệt độ tăng.