Điện trở

Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.

Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.

    

     Điện trở, ngay từ tên của nó cũng cho ta biết được đôi điều, đây là một vật liệu (linh kiện điện tử thụ động) có tác dụng cản trở dòng điện. Nếu vật liệu có điện trở nhỏ, thì nó sẽ dẫn điện tốt, ngược lại nếu vật liệu dẫn điện kém thì nó có điện trở lớn, và nếu là vật cách điện thì điện trở của nó là vo cùng lớn. Ohm (Ω) là đơn vị đo điện trở trong SI. Đại lượng nghịch đảo của điện trở là độ dẫn điện G được đo bằng Siemen (S).

    

• U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng (V); 
• I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng (A); 
• R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng (Ω).  

    Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều, trong mạch điện chỉ có điện trở, tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện cũng cực đại. Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không. Điện áp và dòng điện cùng pha. Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều "chỉ có điện trở" mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng.

      
     Điện trở R của dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất và độ dài dây dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây:

• L là chiều dài của dây dẫn, đo theo (m);
• S là tiết diện (diện tích mặt cắt), đo theo (m²);
• ρ là điện trở suất (hay còn gọi là điện trở riêng hoặc suất điện trở), nó là thước đo khả năng kháng lại dòng điện của vật liệu. Điện trở suất của một dây dẫn là điện trở của một dây dẫn dài 1m có tiết diện 1mm², nó đặc trưng cho vật liệu dây dẫn.

     Khi dòng điện có cường độ I chạy qua một vật có điện trở R, điện năng được chuyển thành nhiệt năng thất thoát có công suất

• P là công suất, đo theo (W);
• I là cường độ dòng điện, đo bằng (A);
• R là điện trở, đo theo (Ω).

     Hiệu ứng này có ích trong một số ứng dụng như đèn điện dây tóc hay các thiết bị cung cấp nhiệt bằng điện, nhưng nó lại là không mong muốn trong việc truyền tải điện năng. Các phương thức chung để giảm tổn thất điện năng là: sử dụng vật liệu dẫn điện tốt hơn, hay vật liệu có tiết diện lớn hơn hoặc sử dụng hiệu điện thế cao. Các dây siêu dẫn được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, nhưng khó có thể phổ biến vì giá thành cao và nền công nghệ vẫn chưa phát triển.
Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được , trong mạch điện , điện trở có những tác dụng sau :

• Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp. Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.
   
  Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở.
       Bóng đèn có điện áp 9V và công xuất 2W vậy dòng tiêu thụ là I = P / U = 2/9 , đây cũng chính là dòng điện đi qua điện trở. Điện áp trên R phải là 3V, do đó điện trở cần tìm là R = U/I = 3/(2/9) = 27/2 = 13,5 Ω. Công xuất tiêu thụ trên điện trở là : P = U.I = 3.(2/9) = 6/9 W, vì vậy ta phải dùng điện trở có công xuất P > 6/9 W
  
  
• Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước.

Cầu phân áp để lấy ra áp U1 tuỳ ý .

     Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp R1 và R2 ta lấy ra điện áp U1, áp U1 phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 và R2.theo công thức: U1 / U = R1 / (R1 + R2). Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp U1 theo ý muốn.

• Ngoài ra điện trở cũng có thể dùng để phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động, hay tham gia vào mạch dao động RC và nhiều ứng dụng khác.