Kiến thức Vật Lý: Điện trở mắc song song, điện trở mắc nối tiếp

Điện trở mắc song song, điện trở mắc tương đương và điện trở mắc nối tiếp đều là những khái niệm được nhắc đến khá nhiều trong Vật lý và trong thực tế ngành kỹ thuật điện. Trên thực tế thì điện trở chỉ được sản xuất khoảng trên 100 loại có giá trị thông dụng khác nhau nên khi cần phải có một điện trở bất kỳ thì người ta thường phải dùng đến các sơ đồ mắc điện trở. Để giúp bạn đọc hiểu hơn về vấn đề này thì hãy cùng tham khảo tại bài viết dưới đây nhé!
Tìm hiểu về công thức tính điện trở mắc song song, nối tiếp
Tìm hiểu về công thức tính điện trở mắc song song, nối tiếp

Điện trở là gì?

Trước khi đi tìm hiểu về các sơ đồ mắc điện trở thì chúng sẽ tìm hiểu về điện trở. Điện trở có tên tiếng Anh là (Resistor) đây là một linh kiện điện tử thông dụng có hai tiếp điểm kết nối. Chức năng của nó là dùng để điều chỉnh mức độ tín hiệu hạn chế cường độ dòng điện đang chảy trong mạch, dùng để chia điện áp, kích hoạt các loại linh kiện điện tử chủ động như transistor, là tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và ngoài ra còn có rất nhiều ứng dụng khác.

Điện trở công suất giúp tiêu tán một lượng lớn điện năng thành nhiệt năng trong các hệ thống phân phối điện và trong các bộ điều khiển động cơ. Các điện trở này thường có trở kháng cố định, ít bị thay đổi bởi yếu tố nhiệt độ và điện áp hoạt động.

Điện trở có vai trò gì?
Điện trở có vai trò gì?

Xem thêm: Dòng điện cảm ứng là gì? Chiều và ứng dụng của dòng điện cảm ứng

Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của các vật liệu. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó cùng với cường độ dòng điện đi qua nó.

R=U/I

Trong đó:

  • U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Vôn (V).
  • I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Ampe (A).
  • R: điện trở vật dẫn điện, được đo bằng đơn vị Ohm (Ω).

Ký hiệu và quy ước của điện trở

Tùy thuộc vào tiêu chuẩn của mỗi quốc gia mà trong hệ thống sơ đồ mạch điện thì điện trở sẽ được ký hiệu khác nhau. Thông thường điện trở sẽ có 2 loại ký hiệu phổ biến đó là: 

  • Ký hiệu kiểu Mỹ
  • Ký hiệu điện trở IEC.

Thông thường khi đọc tài liệu nước ngoài thì các giá trị ghi trên điện trở thường được quy ước sẽ bao gồm 1 chữ cái xen kẽ với các chữ số theo tiêu chuẩn IEC 6006. Việc này giúp mọi người thuận tiện hơn trong việc đọc ghi các giá trị mà người ta đã phân cách  các số thập phân bằng một chữ cái. 

Ví dụ như: – 8k3 thì sẽ có nghĩa là 8.3 k

  • 1R3 thì sẽ có nghĩa là 1.3
  • 15R có nghĩa là 15 .

Để phân biệt rõ hơn về hai ký hiệu bạn đọc có thể nhìn vào hình vẽ dưới đây:

2 loại ký hiệu điện trở được dùng phổ biến 
2 loại ký hiệu điện trở được dùng phổ biến

Xem thêm: Kiến thức Vật Lý tổng hợp: Điện trở suất là gì? 

Đơn vị của điện trở

Điện trở có đơn vị là Ohm và được ký hiệu là – đây là đơn vị được quy định trong hệ đo lường SI. Đơn vị Ohm này được đặt theo tên của nhà Vật lý người Đức – Georg Simon Ohm, ông là người đã phát biểu ra định luật Ohm.

1 tương đương với vôn và ampe.  

Ngoài Ohm thì còn có rất nhiều các điện trở có giá trị khác nhau nhỏ hơn hoặc lớn hơn Ohm rất nhiều lần. Đơn vị điện trở là (Ohm), m (milliohm), K (kilohm), M (Megohm).

  • 1 mΩ = 0.001 Ω
  • 1KΩ = 1000 Ω
  • 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω.

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của điện trở 

Theo định luật Ohm thì khi điện áp (V) đi qua điện trở sẽ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện (I). Tỉ lệ này là một hằng số của điện trở (R).

Công thức tính định luật Ohm: 

V = I*R

Ví dụ: Nếu một điện trở có giá trị 400 Ohm được nối với điện áp một chiều 14V thì cường độ dòng điện đi qua điện trở sẽ là 14/400 = 0,035 Amperes. 

Trên thực tế thì điện trở cũng có một số điện cảm và điện dung có ảnh hưởng đến mới quan hệ giữa điện áp và dòng điện trong mạch xoay chiều hiện nay.

Sơ đồ điện trở mắc nối tiếp

Các điện trở mắc nối tiếp sẽ có giá trị tương đương nhau và bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại.

Rtd = R1 + R2 + R3

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

II = (U1 / R1) = (U2 / R2) = (U3 / R3)

Từ công thức trên ta thấy rằng, sụt áp trên các điện trở được mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị của điện trở.

Cách mắc điện trở nối tiếp:

Sơ đồ mắc điện trở nối tiếp 
Sơ đồ mắc điện trở nối tiếp

Điện trở mắc song song

Các điện trở được mắc song song sẽ có giá trị tương đương (Rtđ) và cách tính điện trở song song là :

(1/Rtđ) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)

Nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song thì ta sẽ có công thức điện trở song song như sau:

Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2)

Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở thì, ta sẽ có:

I1 = (U / R1);  I2 = (U / R2);  I3 =(U / R3 )

Điện áp trên các sơ đồ điện trở mắc song song luôn bằng nhau.

Cách mắc điện trở song song (sơ đồ mắc điện trở song song):

Sơ đồ mắc điện trở song song
Sơ đồ mắc điện trở song song

Điện trở tương đương là gì?

Điện trở tương đương chính là điện trở của toàn mạch. Điện trở này có thể thay thế cho các điện trở thành phần, sao cho cùng giá trị với hiệu điện thế thì cường độ dòng điện không đổi. Nếu mạch là mạch nối tiếp thì Rtd sẽ bằng tổng tất cả các R có trong mạch. Mạch song song thì

1/Rtd=1/R1+1/R2+…+1/Rn

Hỗn hợp cả hai loại mạch thì ta sẽ tính từng nhánh nhỏ một rồi hợp lại.

Phương pháp tính điện trở tương đương của đoạn mạch song song và hỗn hợp:

Phương pháp:

Áp dụng các công thức tính điện trở tương đương các đoạn thành phần lần lượt theo thứ tự trong ngoặc đơn trước “()”, sau đó đến ngoặc vuông “[]”, tiếp theo sẽ là ngoặc nhọn “{}” và cuối cùng ta sẽ  tính điện trở tương đương của cả mạch.

Đối với đoạn mạch thành phần nối tiếp ta có: 

Rtd = R1 + R2 + R3 + ….

Đối với đoạn mạch song song ta sẽ có công thức:

Qua bài viết trên đây chắc hẳn bạn đọc cũng đã hiểu hơn về điện trở mắc song song, điện trở mắc nối tiếp và điện trở mắc tương đương cũng như hiểu hơn về điện trở rồi phải không nào. Hy vọng các thông tin từ bài viết này sẽ giúp bạn đọc có thêm các thông tin bổ ích thú vị và học tập tốt môn Vật Lý hơn. 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *