Tính chất của một chất cản trở dòng điện (hay điện năng) chảy qua là gọi là điện trở. HOẶC điện trở là khả năng của một mạch điện cản trở dòng điện.
Mica, Thủy tinh, Cao su, Gỗ v.v. là những ví dụ về các vật liệu có điện trở. Đơn vị của điện trở là OHM (Ω) trong đó 1Ω = 1V/1A, được dẫn xuất từ định luật điện Ohm cơ bản = V = IR.
Các định nghĩa khác về Ohm “Ω” như sau:
Nếu có hiệu điện thế 1 vôn giữa hai đầu của dẫn điện và dòng điện chảy qua là 1 Ampe, thì điện trở của dẫn điện đó sẽ là 1 Ohm (Ω). HOẶC
Nếu 1 ampe dòng điện đang chảy qua một điện trở, và 1 jun trên giây (1 Watt) năng lượng (dưới dạng nhiệt) được tạo ra, thì điện trở đó là 1 Ω.
Ohm là đơn vị đo điện trở, tạo ra 1 jun năng lượng (dưới dạng nhiệt) trong một giây, khi 1 ampe dòng điện chảy qua nó.
Nghịch đảo của điện trở được gọi là độ dẫn điện.
Điện trở là gì?
Điện trở là một thành phần hoặc thiết bị được thiết kế để có một giá trị điện trở nhất định. HOẶC,
Những thành phần và thiết bị được thiết kế đặc biệt để có một lượng nhất định điện trở và được sử dụng để chống lại hoặc hạn chế dòng điện chảy qua được gọi là điện trở.
Điều đáng chú ý: Điện trở của một điện trở phụ thuộc vào chiều dài (l), điện trở suất (ρ) và diện tích mặt cắt ngang (a) của nó, điều này cũng được gọi là định luật điện trở… R = ρ (l/a).
Ký hiệu IEEE & IEC của Điện trở
Các loại Điện trở:
Các điện trở có nhiều kích cỡ, hình dạng và vật liệu khác nhau. Chúng ta sẽ đi qua từng loại điện trở với ưu và nhược điểm cũng như ứng dụng của chúng.
Có hai loại điện trở cơ bản:
- Điện trở tuyến tính
- Điện trở phi tuyến
Điện trở tuyến tính:
Những điện trở mà giá trị thay đổi theo điện áp đặt vào và nhiệt độ được gọi là điện trở tuyến tính. Nói cách khác, một điện trở mà giá trị dòng điện tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào là điện trở tuyến tính.
Thông thường, có hai loại điện trở có tính chất tuyến tính:
- Điện trở cố định
- Biến trở
Điện trở cố định
Như tên gọi, điện trở cố định là loại điện trở có giá trị nhất định và chúng ta không thể thay đổi giá trị của nó.
Các loại điện trở cố định:
- Điện trở than composite
- Điện trở cuộn dây
- Điện trở màng mỏng
- Điện trở màng dày
Điện trở than composite
Một điện trở cố định điển hình được làm từ hỗn hợp than hoặc graphit hạt, chất độn cách điện hoặc nhựa đóng rắn. Tỷ lệ của vật liệu cách điện xác định giá trị điện trở thực tế của điện trở. Bột cách điện (chất đóng rắn) được đúc thành que và có hai nắp kim loại ở hai đầu que.
Có hai dây dẫn ở cả hai đầu điện trở để dễ dàng kết nối với mạch thông qua hàn. Một lớp nhựa bao bọc que với các mã màu khác nhau (in) chỉ ra giá trị điện trở. Chúng có điện trở từ 1 ohm đến 25 megaohm và công suất từ 1/4 watt đến 5 Watt.
Đặc tính của điện trở cố định
Thông thường, chúng rất rẻ và nhỏ gọn, do đó chiếm ít diện tích. Chúng đáng tin cậy và có nhiều giá trị ohm và công suất khác nhau. Ngoài ra, điện trở cố định có thể dễ dàng kết nối với mạch và chịu được điện áp cao hơn.
Mặt khác, chúng ít ổn định hơn, có nghĩa là hệ số nhiệt độ rất cao. Chúng cũng tạo ra một chút tiếng ồn so với các loại điện trở khác.
Điện trở cuộn dây
Điện trở cuộn dây được làm từ lõi hoặc que cách điện bằng cách quấn một dây điện trở xung quanh. Dây điện trở thường là Tungsten, manganin, Nichrome hoặc niken hoặc hợp kim niken-crôm và lõi cách điện làm từ sứ, Bakelite, giấy kết dính hoặc gốm sứ.
Điện trở cuộn dây bằng manganin rất đắt tiền và được sử dụng với thiết bị đo lường nhạy cảm như Cầu đo Wheatstone, v.v. Chúng có công suất từ 2 watt đến 100 watt hoặc hơn. Giá trị ohm của loại điện trở này từ 1 ohm đến 200k ohm hoặc cao hơn và có thể hoạt động an toàn đến 350°C.
Ngoài ra, công suất định mức của điện trở cuộn dây công suất cao là 500 Watt và giá trị điện trở của chúng từ 0,1 ohm đến 100k Ohm.
Ưu và nhược điểm của điện trở cuộn dây
Điện trở cuộn dây tạo ra ít tiếng ồn hơn điện trở than composite. Hiệu suất của chúng tốt trong điều kiện quá tải. Chúng đáng tin cậy và linh hoạt, có thể sử dụng với dòng DC và dải tần số âm thanh. Nhược điểm của điện trở cuộn dây là đắt tiền và không thể sử dụng trong thiết bị tần số cao.
Ứng dụng của điện trở cuộn dây
Điện trở cuộn dây được sử dụng khi cần độ nhạy cao, đo lường chính xác và điều khiển dòng điện cân bằng, ví dụ: như một shunt với ampermet. Hơn nữa, điện trở cuộn dây thường được sử dụng trong các thiết bị và thiết bị công suất cao, thiết bị thử nghiệm và đo lường, ngành công nghiệp và thiết bị điều khiển.
Điện trở màng mỏng
Về cơ bản, tất cả điện trở màng mỏng được làm từ que gốm hạt cao cấp và một vật liệu điện trở. Một lớp vật liệu dẫn rất mỏng được phủ lên trên que, tấm hoặc ống cách điện làm từ gốm hoặc thủy tinh chất lượng cao. Có hai loại điện trở màng mỏng khác.
Điện trở màng carbon
Điện trở màng carbon chứa một thanh hoặc lõi vật liệu cách điện làm từ gốm chất lượng cao được gọi là đế. Một lớp mỏng carbon hoặc màng điện trở được phủ xung quanh que. Loại điện trở này được sử dụng rộng rãi trong mạch điện tử vì tạo ra ít tiếng ồn và có dải hoạt động rộng cùng độ ổn định so với điện trở than rắn.
Điện trở màng kim loại
Điện trở màng kim loại cũng tương tự như điện trở màng carbon, nhưng khác biệt chính là thay vì carbon thì là kim loại (hoặc hỗn hợp ôxít kim loại, Niken Crôm hoặc hỗn hợp kim loại và thủy tinh gọi là màng thuỷ tinh kim loại được sử dụng làm màng điện trở). Điện trở màng kim loại rất nhỏ, rẻ tiền và hoạt động đáng tin cậy. Hệ số nhiệt độ của chúng rất thấp (± 2 ppm/°C) và được sử dụng ở nơi cần độ ổn định và mức ồn thấp.
Điện trở màng dày
Phương pháp sản xuất điện trở màng dày tương tự như điện trở màng mỏng, nhưng khác biệt là thay vì màng mỏng thì có một lớp dày hơn của vật liệu điện trở quấn quanh. Đó là lý do tại sao nó được gọi là điện trở màng dày. Có hai loại điện trở màng dày khác:
- Điện trở ôxít kim loại
- Điện trở màng Cermet
- Điện trở nóng chảy
Điện trở ôxít kim loại
Phương pháp đơn giản để làm một điện trở ôxít kim loại là ôxy hóa một lớp dày của đồng clo trên một que thủy tinh (đế) gia nhiệt. Những điện trở này có nhiều dải điện trở với độ ổn định nhiệt độ cao. Ngoài ra, mức ồn hoạt động rất thấp và có thể sử dụng ở điện áp cao.
Điện trở màng Cermet (Mạng điện trở)
Trong điện trở màng Cermet, khu vực bên trong chứa vật liệu gốm cách điện. Sau đó, một lớp hay màng carbon hoặc hợp kim kim loại được quấn xung quanh điện trở và sau đó gắn vào gốm kim loại (được gọi là Cermet). Chúng được làm thành hình vuông hoặc chữ nhật và chân dẫn nằm bên dưới điện trở để dễ lắp vào mạch in. Chúng đem lại hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao vì giá trị của chúng không thay đổi theo nhiệt độ.
Điện trở nóng chảy
Loại điện trở này tương tự như điện trở cuộn dây. Khi công suất mạch tăng cao hơn giá trị xác định, điện trở nóng chảy sẽ đứt hoặc ngắt mạch. Đó là lý do tại sao nó được gọi là điện trở nóng chảy. Điện trở nóng chảy thực hiện hai nhiệm vụ nghĩa là chúng giới hạn dòng điện cũng như có thể được sử dụng như một cầu chì.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong TV, Ampli và các mạch điện tử đắt tiền khác. Thông thường, giá trị ohm của điện trở nóng chảy nhỏ hơn 10 Ohm.
Biến trở
Như tên gọi, biến trở là những điện trở mà giá trị có thể thay đổi thông qua một núm vặn, nút hoặc vít hoặc thủ công bằng một phương pháp thích hợp. Trong loại điện trở này, có một cần trượt, được nối với trục và giá trị điện trở có thể thay đổi bằng cách xoay cần. Chúng được sử dụng trong radio để điều khiển âm lượng và điều khiển điện trở tần số.
Sau đây là các loại biến trở khác:
- Trở điện trở
- Rơle trở
- Trim
Trở điện trở
Trở điện trở là một thiết bị ba cực được sử dụng để điều khiển mức điện áp trong mạch. Điện trở giữa hai cực bên ngoài là không đổi trong khi cực thứ ba được nối với đầu tiếp xúc di động (Con trượt) có thể thay đổi. Giá trị điện trở có thể thay đổi bằng cách quay con trượt kết nối với trục điều khiển.
Bằng cách này, trở điện trở có thể được sử dụng như một bộ chia điện áp và những điện trở này được gọi là điện trở composite biến đổi. Chúng có sẵn đến 10 Megaohm.
Rơle trở
Rơle trở là một thiết bị hai hoặc ba cực được sử dụng để hạn chế dòng điện bằng cách điều khiển bằng tay hoặc thủ công. Rơle trở cũng được gọi là điện trở cấp tính hoặc điện trở cuộn dây biến đổi.
Để làm rơle trở, họ cuộn dây điện trở Nichrome xung quanh một lõi gốm và sau đó lắp vào một vỏ bảo vệ. Một dải kim loại được quấn xung quanh phần tử điện trở và nó có thể được sử dụng như một trở điện trở hoặc rơle trở (Xem ghi chú bên dưới về ** sự khác biệt giữa Rơle trở và Trở điện trở**).
Điện trở cuộn dây biến đổi có điện trở từ 1 ohm đến 150 Ohm. Công suất định mức có sẵn của những điện trở này là từ 3 đến 200 Watt. Trong khi đó, rơle trở phổ biến nhất theo công suất định mức là từ 5 đến 50 Watt.
Điều đáng chú ý:
Sự khác biệt chính giữa Trở điện trở và Rơle trở là gì?
Về cơ bản, không có sự khác biệt giữa Trở điện trở và Rơle trở. Cả hai đều là điện trở biến đổi. Sự khác biệt chính là mục đích sử dụng và hoạt động của mạch, tức là chúng ta sử dụng điện trở biến đổi đó cho mục đích gì?
Ví dụ, nếu chúng ta kết nối một mạch giữa các đầu cực phần tử điện trở (trong đó một đầu cực là đầu chung của phần tử điện trở còn đầu kia là điểm tiếp xúc trượt hoặc con trượt) như một điện trở biến đổi để điều khiển dòng điện mạch, thì đó là Rơle trở.
Ngược lại, nếu chúng ta làm điều tương tự như trên để điều khiển mức điện áp, thì điện trở biến đổi này sẽ được gọi là trở điện trở. Đó là tất cả.
Trim
Có một vít bổ sung với Trở điện trở hoặc điện trở biến đổi để nâng cao hiệu quả và hoạt động, chúng được gọi là Trim. Giá trị điện trở có thể thay đổi bằng cách thay đổi vị trí vít để xoay bằng một tuốc nơ vít nhỏ.
Chúng được làm từ than composite, màng carbon, cermet và dây và có điện trở từ 50 Ohm đến 5 megaohm. Công suất định mức của Trở điện trở Trim là từ 1/3 đến 3/4 Watt.
Điện trở phi tuyến
Chúng ta biết rằng, điện trở phi tuyến là những điện trở mà dòng điện chảy qua không tuân theo định luật Ohm mà thay đổi theo nhiệt độ hoặc điện áp đặt vào.
Ngoài ra, nếu dòng điện chảy qua một điện trở thay đổi theo nhiệt độ phần tử, thì những loại điện trở này được gọi là Điện trở nhiệt (Thermistor). Nếu dòng điện chảy qua một điện trở thay đổi theo điện áp đặt vào, thì nó được gọi là Varistor hoặc VDR (Điện trở phụ thuộc điện áp).
Sau đây là các loại điện trở phi tuyến khác:
- Điện trở nhiệt (Thermistor)
- Varistor (VDR)
- Điện trở quang (LDR)
Điện trở nhiệt (Thermistor)
Thermistor là một thiết bị hai cực rất nhạy với nhiệt độ. Nói cách khác, Thermistor là một loại điện trở biến đổi rất nhạy với thay đổi nhiệt độ. Thermistor được làm từ coban, niken, stronti và oxit kim loại của mangan. Điện trở của một Thermistor tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, nghĩa là điện trở tăng lên khi nhiệt độ giảm đi và ngược lại.
Điều này có nghĩa là Thermistor có hệ số nhiệt âm (NTC) nhưng cũng có hệ số nhiệt dương (PTC) được làm từ vật liệu bán dẫn Titanat Bari ôxit và điện trở của chúng tăng khi nhiệt độ tăng.
Varistor (VDR)
Varistor là điện trở phụ thuộc điện áp (VDR) được sử dụng để loại bỏ các xung điện áp cao. Nói cách khác, một loại điện trở biến đổi đặc biệt được sử dụng để bảo vệ mạch khỏi các đột biến điện áp gây hư hại được gọi là varistor. Khi điện áp tăng (do sét hoặc lỗi đường dây) qua một thiết bị hoặc hệ thống nhạy cảm được kết nối, nó sẽ giảm mức điện áp xuống một mức an toàn, nghĩa là nó thay đổi mức điện áp.
Điện trở quang (LDR)
Điện trở quang hoặc LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng) là một điện trở mà giá trị điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng. Nói cách khác, những điện trở có giá trị điện trở thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu tới bề mặt được gọi là Điện trở quang hay Tế bào quang dẫn hay LDR (Điện trở phụ thuộc ánh sáng). Vật liệu được sử dụng để làm những loại điện trở này được gọi là vật liệu quang dẫn, ví dụ: sunfua cadmi, sunfua chì, v.v.
Khi ánh sáng chiếu lên các tế bào quang dẫn (LDR hay điện trở quang), có một tăng số mang tải tự do (cặp electron-lỗ trống) do năng lượng ánh sáng, làm giảm điện trở của vật liệu bán dẫn (nghĩa là lượng năng lượng ánh sáng tỷ lệ nghịch với vật liệu bán dẫn). Điều này có nghĩa điện trở quang có hệ số nhiệt âm.
Ứng dụng và sử dụng của Điện trở quang/Tế bào quang dẫn hay LDR
Những loại điện trở này được sử dụng trong báo động chống trộm, cửa tự động, đầu dò ngọn lửa, đầu dò khói, máy đo cường độ sáng, mạch điều khiển rơle được kích hoạt bằng ánh sáng, kiểm soát đèn đường tự động trong công nghiệp và thương mại cũng như các thiết bị.
Ứng dụng của điện trở
Trên thực tế, cả hai loại điện trở (cố định và biến đổi) thường được sử dụng cho các mục đích sau:
Điện trở được sử dụng:
- Để điều khiển và giới hạn dòng điện
- Để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt
- Làm shunt trong ampermet
- Làm bộ nhân trong voltmet
- Để điều khiển nhiệt độ
- Để điều khiển hoặc giảm điện áp
- Cho mục đích bảo vệ, ví dụ: Điện trở nóng chảy
- Trong phòng thí nghiệm
- Trong các thiết bị điện gia dụng như máy sưởi, bàn là, đốt nóng…
- Được sử dụng rộng rãi trong ngành điện tử
Con người phải đánh giá cao sự hiểu biết toàn diện và hữu ích về các loại điện trở khác nhau, đặc điểm và ứng dụng của chúng mà bạn đã cung cấp. Bài giải thích đầy đủ và chi tiết của bạn rất hữu ích để hiểu về chủ đề này. Tôi rất cảm kích bạn đã dịch đề mục này một cách tỉ mỉ.
Trả lời