Title 23 - KNTT - ĐIỆN TRỞ ĐỊNH LUẬT OHM - HS.docx ✅

BÀI 23 : ĐIỆN TRỞ – ĐỊNH LUẬT OHM I. ĐIỆN TRỞ: 1. Thí nghiệm SGK: 2. Định nghĩa điện trở:  Điện trở là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn. Điện trở kí hiệu là R. Ta có : UU RI IR  Đơn vị là Ohm (Ôm) kí hiệu là  với 1 V 1 Ω = . 1 A  Bội số của Ohm 3 6 1 kΩ = 10 Ω 1 MΩ = 1000 kΩ =10 Ω.    3. Đường được trưng vôn-ampe:  Đường đặc trưng vôn-ampe là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa hiệu điện thế đặt vào và dòng điện chạy qua linh kiện.  Đường đặc trưng vôn-ampe của điện trở là đồ thị hàm bậc nhất xuất phát từ gốc tọa độ IkU Với 1 k R là hằng số không đổi gọi là độ dẫn điện.  Từ công thức U I R đường đặc trưng Vôn-ampe là đường thẳng đi qua gốc tọa độ, có độ dốc càng lớn khi điện trở R càng nhỏ. 4. Điện trở của một đoạn dây kim loại Điện trở của một đoạn dây kim loại hình trụ chiều dài l, diện tích tiết diện S được xác định theo công thức: R S=rl trong đó r ( đọc là: rô) là một hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào bản chất vật liệu làm dây dẫn, được gọi là điện trở suất. II. ĐỊNHLUẬT OHM:  Mối quan hệ giữa hiệu điện thế U, cường độ dòng điện I và điện trở R của vật dẫn kim loại đã được nhà bác học người Đức Georg Simon Ohm (1789 - 1854).  Nội dung 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 định luật Ohm : U I R Trong đó: I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn (A). U là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn (V) R là điện trở vật dẫn Ω. I O U Hình 17.1a: Hình ảnh điện trở trong thực tế ℓ ρ S Hình 17.1: Một đoạn dây dẫn kim loại
III. MẮC ĐIỆN TRỞ THÀNH BỘ: MẮC NỐI TIẾP MẮC SONG SONG HÌNH ẢNH MẠCH ĐIỆN R 1 R 2 R 3 R n 2R 1R nR 1nR  BA ĐIỆN TRỞ MẠCH tđl23nRRRRR 123 11111 ... tdnRRRRR DÒNG ĐIỆN l23nIIIIImach chinh l2nIIIImach chinh ĐIỆN ÁP l23UUUUmach chinhnU l23nUUUUUmach chinh  Khi muốn đo hiệu điện thế giữa hai điểm A, B nào đó thì người ta mắc song song một vôn kế vào hai đầu điểm đó (vì khi mắc song song các I sẽ bằng nhau).  Nếu mạch điện phức tạp chứa nhiều điện trở muốn tính I và U của mỗi điện trở thì ta làm theo trình tự sau R tđ  I nhóm  U nhánh  I nhóm nhỏ  U nhánh nhỏ  …. (Cứ tiếp tục tính cho đến khi nào đến R trong cùng thì thôi) IV. NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐIỆN TRỞ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÊN ĐIỆN TRỞ: 1. Tính chất của kim loại:  Kim loại là chất dẫn điện tốt.  Công thức xác định điện trở của một đoạn dây kim loại có chiều dài ,ℓ tiết diện S là R = ρ [Ω] S ℓ  Độ lớn điện trở suất  của các kim loại rất nhỏ (điện dẫn suất 1   của chúng rất lớn).  Dòng điện chạy qua kim loại gây ra tác dụng nhiệt.  Điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất ooR=R1+αt-t . Trong đó: oR là điện trở suất ở nhiệt độ t o R là điện trở suất ở nhiệt độ t  được gọi là hệ số nhiệt điện trở là hằng số đối với mỗi kim loại. 2. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại:  Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo lên mạng tinh thể kim loại.  Chuyển động nhiệt của các ion có thể phá vỡ chật tự này. Nhiệt độ càng cao dao động nhiệt càng nhanh, mạng tinh thể càng trở lên mất trật tự.
 Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở: a. Điện trở của đèn sợi đốt:  Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn sinh ra nhiệt, làm cho dây tóc nóng lên do đó điện trở của dây tóc thay đổi trong quá trình khảo sát.  Khi hiệu điện thế nhỏ, đường đặc trưng Vôn-ampe gần đúng là đường thẳng b. Điện trở nhiệt:  Điện trở nhiệt (thermistor) là linh kiện có điện trở thay đổi một cách rõ rệt theo nhiệt độ. Điện trở nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật điện tử, làm cảm biến nhiệt  Ngoài nhiệt điện trở NTC, trong thực tế còn có loại nhiệt điện trở PTC (Positive Temperatnre Coeffiđent). Điện trở của nhiệt điện trở PTC tăng khi nhiệt độ tăng. V. HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN:  Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ T c nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không.  Khi đó kim loại hoặc hợp kim có tính siêu dẫn. Khi vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn, điện trở của nó bằng 0. Vì vậy nếu một vật vòng dây siêu dẫn có dòng điện chạy qua thì dòng điện này có thể duy trì rất lâu sau khi bỏ nguồn điện đi.  Các vật liệu siêu dẫn có nhiều ứng dụng trong thực tế. Người ta đã chết tạo ra những nam châm điện từ vật liệu siêu dẫn có thể tạo ra từ trường mạnh trong một khoảng thời gian dài mà không không hao phí năng lượng vì toả nhiệt.  Năm 1993 người ta đã tạo ra được một hợp chất có nhiệt độ : T c = 134 K.
BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1 – XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY KIM LOẠI KHI NHIỆT ĐỘ TĂNG Câu 1: Một đường ray xe điện bằng thép có diện tích tiết diện bằng 56 cm 2 . Biết điện trở suất của thép bằng 3.10 –7 m. Điện trở của đường ray dài 10 km bằng bao nhiêu? Câu 2: Một dây dẫn có đường kính 1 mm, chiều dài 2 m và điện trở 50 m. Điện trở suất của vật liệu có giá trị là bao nhiêu? Câu 3: Người ta cần một điện trở 100 bằng một dây nicrom có đường kính 0,4 mm. Điện trở suất nicrom. 8110.10 m. Phải dùng một đoạn dây có chiều dài bao nhiêu? Câu 4: Một dây kim loại dài l m, đường kính l mm, có điện trở 0,4 . Tính điện trở của một dây cùng chất đường kính 0,4 mm khi dây này có điện trở 12,5 . Câu 5: Một dây kim loại dài l m, tiết diện l,5 mm 2 có điện trở 0,3 . Tính điện trở của một dây cùng chất dài 0,4 m, tiết diện 0,5 mm 2 . Câu 6: Một thỏi đồng khối lượng 176 gam được kéo thành dây dẫn có tiết diện tròn, điện trở dây dẫn bằng 32 . Tính chiều dài và đường kính tiết diện của dây dẫn. Biết khối lượng riêng của đồng là 33 8,8.10 kg/m, điện trở suất của đồng là 81,6.10 m. Câu 7: Dây tóc của bóng đèn 220 V - 200 W khi sáng bình thường ở nhiệt độ 2500°C có điện trở lớn gấp 10,8 lần so với điện trở ở 100°C. Tìm điện trở R 0 của dây tóc ở 100°C. Câu 8: Khối lượng mol nguyên tử của đồng 64.10 −3 kg/mol. Khối lượng riêng của đồng 8,9.10 3 kg/m 3 . Biết rằng, mỗi nguyên tử đồng đóng góp một electron dẫn. Số Avogdro là N A = 6,023.10 23 /mol. Mật độ electron tự do trong đồng là bao nhiêu? Câu 9: Một đoạn dây dẫn bằng đồng có điện trở suất 81,69.10m , dài 2,0 m và đường kính tiết diện là 1,0 mm. Cho dòng điện 1,5 A chạy qua đoạn dây. a)Tính điện trở của đoạn dây. b)Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây. Câu 10. Xác định giá trị điện trở của đoạn dây bằng đồng có đường đặc trưng Vôn – Ampe như hình 17.16? I(A) U(V) O 20 6,0 Câu 11. Để xác định điện trở của một vật dẫn kim loại, một học sinh mắc nối tiếp điện trở này với một ampe kế. Đặt vào hai đầu đoạn mạch trên một biến thế nguồn có hiệu điện thế U . Thay đổi giá trị của biến thế nguồn, đọc giá trị cường độ dòng điện I của ampe kế, số liệu thu được được thể hiện bằng đồ thị như hình vẽ. Điện trở của vật dẫn này bằng bao nhiêu?