BÀI 10: BIẾN TRỞ - ĐIỆN TRỞ DÙNG TRONG KỸ THUẬT

1. Điện trở

Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

1.1. Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của biến trở

- Các loại biến trở:

• Biến trở con chạy

• Biến trở tay  xoay
• Biến trở than chiết áp

- Ký hiệu biến trở:

1.2. Sử dụng biến trở để điều chỉnh cường độ dòng điện

Biến trở có thể được dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch khi thay đổi số điện trở của nó

2. Các điện trở dùng trong kỹ thuật

- Thường dùng trong các mạch điện tử, trên mỗi điện trở có ghi thông số kĩ thuật và giá trị của điện trở

- Có hai cách ghi trị số các điện trở:

• Trị số được ghi ngay trên điện trở
• Trên điện trở có sơn các vòng màu sắc biểu thị giá trị của điện trở

Bài tập minh họa

Bài 1: Cần làm một biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω bằng dây dẫn Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m và tiết diện 0,5mm2. Tính chiều dài của dây dẫn. Đáp án: 

Chiều dài dây dẫn là: l = R.S/ρ = 30.0,5.10-6/0,4.10-6 = 37,5 m

Bài 2: Trên một biến trở con chạy có ghi 50Ω - 2,5A.

a. Hãy cho biết ý nghĩa của hai số ghi này.

b. Tính hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở.

c. Biến trở được làm bằng dây hợp kim nicrom có điện trở suất 1,10.10-6Ω.m và chiều dài 50m. Tính tiết diện của dây dẫn dùng để làm biến trở. Đáp án: 

a. Ý nghĩa của hai số ghi: 50 Ω là điện trở lớn nhất của biến trở; 2,5 A là cường độ dòng điện lớn nhất mà biến trở chịu được.

b. Hiệu điện thế lớn nhất là: Umax = ImaxRmax = 2,5.50 = 125V.

c. Tiết diện của dây dẫn là:

S = ρ.l/R = 1,1.10-6(50/50) = 1,1.10-6 m2 = 1,1 mm2.

Bài 3: Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,40.10-6Ω.m, có tiết diện đều là 0,60mm2và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4cm.

a. Tính điện trở lớn nhất của biến trở này.

b. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là 67V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu? Hướng dẫn giải:

a. Trong cầu này thì Bạn chỉ cần tìm chiều dài l=Nπd, sau đó thế vào công thức Rmax = ρl/S là xong.

b. Bạn chỉ cần áp dụng định luật Ôm như trong đáp án.

Đáp án:

a. Điện trở lớn nhất của biến trở là:

Rmax = ρl/S = ρNπd/S = 0,40.10-6.500.3,14.0,04/0,6.10-6 ≈ 41,9 Ω

b. Biến trở chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là:

Imax = Umax / Rmax = 67/41,9 ≈ 1,6 A

Bài 4:  Câu phát biểu nào dưới đây về biến trở là không đúng?

A. Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số.

B. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi cường độ dòng điện.

 

C. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để thay đổi hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ điện.

 

D. Biến trở là dụng cụ có thể được dùng để đổi chiều dòng điện trong mạch.

Đáp án : D

Bài 5: Trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện thì cần điều chỉnh biến trở có giá trị nào dưới đây?

A. Có giá trị O

B. Có giá trị nhỏ.

C. Có giá trị lớn.

D. Có giá trị lớn nhất.

Đáp án : D

 

Bài 6: Trên một biến trở có ghi 30Ω-2,5A. Các số ghi này có ý nghĩa nào dưới đây?

A. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A.

B. Biến trở có điện trở nhỏ nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A.

C. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là 2,5A.

D. Biến trở có điện trở lớn nhất là 30Ω và chịu được dòng điện có cường độ nhỏ nhất là 2,5A.

Đáp án: C

Bài 7: Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức là 3V và khi sáng bình thường thì dòng điện qua đèn có cường độ là 0,32A. Mắc bóng đèn này nối tiếp với một biến trở rồi mắc vào hiệu điện thế không đổi 12V. Hỏi biến trở này phải có giá trị lớn nhất tối thiểu là bao nhiêu để đèn sáng bình thường? Hướng dẫn giải:

+ Đầu tiên Bạn tính điện trở của đèn theo công thức của định luật Ôm Rđèn = Uđèn/Iđèn

+ Sau đó Bạn tính điện trở tương đương của đoạn mạch theo công thức của định luật Ôm Rnt = U/Iđèn.

+ Tiếp theo Bạn tính điện trở của biến trở theo công thức Rbt = Rnt -Rđèn.

Đáp án: Rđèn = 9,375Ω, Rnt = 37,5Ω, Rbt = 28,125Ω

 

Bài 8: Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10-6Ωm và có đường kính tiết diện là d1 = 0,8mm để quấn một biến trở có điện trở lớn nhất là 20Ω.

a. Tính độ dài l1 của đoạn dây nicrom cần dùng để quấn biến trở nói trên.

b. Dây nicrom của biến trở này được quấn thành một lớp gồm những vòng sát nhau trên một lõi sứ có đường kính d2 = 2,5 cm. Tính chiều dài tối thiểu l2 của lõi sứ này.

Hướng dẫn giải:

a. Từ công thức R = (ρ.l)/S ta suy ra l = (R.S)/ρ.

b. Bài này yêu cầu tính chiều dài tối thiểu của lõi sứ có nghĩa là Mình phải tính số vòng dây quấn trên lõi sứ sau đó tính chiều dài quấn được trên lõi sứ chính là chiều dài tối thiểu của lõi sứ.

+ Muốn tính số vòng dây quấn thì trước tiên ta phải tính chu vi lõi sứ theo công thức c = d.3,14 (nhớ đổi đơn vị cho phù hợp). Sau đó tính số vòng dây quấn theo công thức n = l/c.

+ Sau khi tính số vòng dây quấn thì Bạn tính chiều dài tối thiểu của lõi sứ theo công thức là: n.d

Đáp án: 

a. l1 = 913cm

b. l2 ≈ 9,304cm

 

Bài viết gợi ý:

1. BÀI 11: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM VÀ CÔNG THỨC TÍNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN

2. BÀI 12: CÔNG SUẤT ĐIỆN

3. BÀI 13: ĐIỆN NĂNG - CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

4. BÀI 14: BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT ĐIỆN VÀ ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG

5. BÀI 15: THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ ĐIỆN

6. BÀI 16: ĐỊNH LUẬT JUN – LENXO

7. BÀI 17: BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT JUN – LENXO