Tiêu đề CHỦ ĐỀ 22 - ĐIỆN TRỞ - ĐỊNH LUẬT OHM - HS.docx ✅

BÀI 22 – ĐIỆN TRỞ - ĐỊNH LUẬT OHM I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. KHÁI NIỆM ĐIỆN TRỞ - Điện trở R là đại lượng đặc trưng cho mức độ cản trở dòng điện của vật dẫn. U R I Trong đó: U: hiệu điện thế, đơn vị là vôn (V) I: cường độ dòng điện, đơn vị là ampe (A) R: điện trở, đơn vị là ôm (  ) 2. ĐƯỜNG ĐẶC 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 đang xét. - Đường đặc trưng vôn – ampe của điện trở là hàm bậc nhất, có đồ thị là một đường thẳng xuất phát từ gốc toạ độ. Công thức biểu diễn là: I = kU, với k là hằng số không đổi gọi là độ dẫn điện. - Đồ thị có độ dốc càng lớn thì có điện trở R càng nhỏ. 3. 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: U I R Trong đó: U: hiệu điện thế, đơn vị là vôn (V) I: cường độ dòng điện, đơn vị là ampe (A) R: điện trở, đơn vị là ôm (  ) - Một số bội số của ôm: 1kΩ = 1000Ω 1MΩ = 1000kΩ = 1000000Ω 4. Nguyên nhân gây ra điện trở và ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở 4.1. Nguyên nhân gây ra điện trở trong vật dẫn kim loại
Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng, nhiệt độ càng cao, các ion dương dao động càng mạnh. 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. Mô hình nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại Mở rộng: điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất 00[1()]tt Trong đó: -   là điện trở suất ở nhiệt độ t, đơn vị là ôm nhân mét (Ω.m) -  0 là điện trở suất ở nhiệt độ t 0 , đơn vị là ôm nhân mét (Ω.m) -    là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị là K -1 . - t - t 0  là độ biến thiên nhiệt độ. Ngoài ra ta cũng có thể viết biểu thức của điện trở dưới dạng  00[1()]RRtt 4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên điện trở a. Điện trở của đèn sợi đốt - 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 đó cho thấy điện trở của dây tóc bóng đèn tăng lên vì tỉ số UI tăng lên.
- Khi dây tóc bóng đèn phát sáng thì đường đặc trưng có độ dốc nhỏ nên điện trở lớn. - Như vậy, 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 rõ rệt theo nhiệt độ. - Điện trở của điện trở nhiệt NTC giảm khi nhiệt độ tăng. - Điện trở của điện trở nhiệt PTC tăng khi nhiệt độ tăng. 4.3. Hiện tượng siêu dẫn. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng một số kim loại và hợp kim khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn T c thì điện trở của nó đột ngột giảm xuống bằng 0 Khi vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn, điện trở của nó gần bằng 0. Vì vậy, nếu trong 1 vòng tròn 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 siêu dẫn có nhiều ứng dụng trong thực tế. Người ta chế tạo ra những nam châm điện có cuộn dây bằng vật liệu siêu dẫn, có thể tạo ra từ trường mạnh trong thời gian dài mà không hao phí năng lượng do tỏa nhiệt. Vật liệu Tc (K) Thủy ngân 4,15 Kẽm 0,85 Nhôm 1,19 Chì 7,19 Nb 3 Sn 18 Nb 3 Ge 23 4.4. Hiện tượng nhiệt điện Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện.
Suất điện động nhiệt điện: 12(T)TET α T  là hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vào vật liệu làm cặp nhiệt điện. Đơn vị của α T  là μV/K * Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào:     – Vật liệu làm cặp nhiệt điện     – Độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn của cặp nhiệt điện. Đăc điểm: – Khi nhiệt độ càng giảm điện trở suất của kim loại càng giảm liên tục. đến gần 0 K, điện trở của các kim loại sạch đều rất nhỏ. – Khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn T c  thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Các vật liệu chuyển sang trạng thái siêu dẫn. * Ứng dụng – Làm cuộn dây dẫn điện trong nam châm điện=> tạo được từ trường mạnh mà không bị hao phí năng lượng do tỏa nhiệt. 5 . Phương pháp giải DẠNG 1: Áp dụng định luật Ohm. Xác định điện trở suất. Điện trở của đoạn dây: l R S Biểu thức định luật Ohm: U I R VÍ DỤ 1. Cường độ dòng điện đi qua một vật dẫn là 6,3 A khi hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn là 12 V. Tính điện trở của vật dẫn. Hướng dẫn giải: 12 1,9() 6,3 U R I VÍ DỤ 2: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu LED là 2,0 V thì cường độ dòng điện đi qua nó là 20 mA. Tính điện trở của LED. Hướng dẫn giải: 3 2 100() 20.10 U R I DẠNG 2: ĐOẠN MẠCH GỒM CÁC ĐIỆN TRỞ GHÉP NỐI TIẾP, SONG SONG Đoạn mạch ghép nối tiếp: 12....RRR I= I 1 = I 2 =.. U=U 1 +U 2 +U 3 +.. Đoạn mạch ghép song song: