Tìm hiểu công thức điện trở và các bài tập ví dụ điển hình

Trong vật lý, có lẽ công thức điện trở là cụm từ vô cùng quen thuộc của mỗi chúng ta. Để học tốt, chúng ta cần nắm rõ được công thức và bài tập. Cùng ôn lại công thức điện trở và các bài tập ví dụ điển hình qua bài viết dưới đây.

Điện trở là gì?

Điện trở là một linh kiện vật lý quan trọng gồm có hai tiếp điểm kết nối với nhau giúp hạn chế được cường độ dòng điện chảy trong mạch. Do đó, điện trở thường có một số chức năng chính như: chỉnh mức độ tín hiệu, chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử chủ động,… Do vậy, trong các bài tập vật lý thì đây dường như là một yếu tố không thể nào thiếu trong các bài tập từ dễ đến khó

Công thức điện trở

Công thức tính điện trở được định nghĩa bằng công thức tính điện trở toàn mạch. Công thức tính điện trở toàn mạch tổng quát lại được suy ra từ định luật ôm.

Ta có công thức tính định luật ôm cho toàn mạch như sau:

Xem ngay: 6 công thức lượng giác cơ bản để biết cách học thuộc nhanh nhất

Trong đó:

I là cường độ dòng điện qua toàn mạch (đơn vị Ampe, A)

U là điện áp giữa hai đầu của toàn mạch (đơn vị Vôn, V)

R là điện trở tương đương của toàn mạch (đơn vị Ôm, Ω)

Trong các bài toán thực tiễn, ta thường khá ít áp dụng công thức này. Mà cần phải suy luận từng trường hợp cụ thể của mạch như trong phần giới thiệu có nêu ra.  Giả sử trường hợp mạch có các điện trở R1; R2 … thì cường độ dòng điện tương ứng là I1; I2 … Điện áp (hiệu điện thế) giữa hai đầu mỗi điện trở là U1; U2 …, ta có:

Công thức tính điện trở mắc nối tiếp

• R=R1 + R2 +….
• U=U1 + U2 + …
• I=I1=I2=…

Công thức tính điện trở mắc song song

• U=U1=U2=…
• I=I1 + I2 + …

Bài tập tính điện trở trên dây dẫn, mạch điện

Click ngay: công thức cấp số cộng để biết các công thức chuẩn

Bài 1: Cho 1 mạch gôm R1 và R2 . Biết 2 điện trở này mắc nối tiếp với nhau, có hiệu điện thế của mạch là U = 12, R1 = 3 Ω, cho biết hiệu điện thế đặt vào 2 đầu R2 là 3V, tứ U2 = 3 V. Hãy tính:

1. a) Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch và giá trị của điện trở R2
2. b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R2 trong khoảng thời gian là 1 phút nếu R1 mắc song song R2.

Lời giải:

1. a) Theo đầu bài cho ta có R1 nối tiếp R2

Hiệu điện thế toàn mạch: U = U1 + U2 => U1 = U – U2 = 12 – 3 = 9 V

Cường độ dòng điện toàn mạch: I = I1 = I2 = U1 / R1 = 3 A

Do đó, R2 = U2 / I2 = 1 Ω

1. b) Trường hợp R1 song song với R2

Nhiệt lượng tỏa ra trên R2 là: Q2 = I2.R2.t

Hiệu điện thế toàn mạch: U = U1 = U2 = 12 V

Cường độ dòng điện qua điện trở R2: I2 = U2 / R2 = 12 A

Nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong khoảng thời gian 1 phút là: Q2 = 720 J

Bài 2:

Cho hai bóng đèn khi sáng bình thường có điện trở lần lượt là R1=7,5Ω và R2=4,5Ω. Cho dòng điện chạy qua hai đèn đều có cường độ định mức cụ thể là I=0,8A. Hai đèn này được mắc nối tiếp với nhau và với một điện trở R3 để mắc vào hiệu điện thế U=12V.

1. Tính giá trị của R3 để hai đèn sáng bình thường, các giả thiết được cho như đầu bài.
2. Nếu điện trở R3 được quấn bằng dây Nicrom có điện trở suất 1,10.10-6Ω.m và có chiều dài là 0,8m. Hãy tính tiết diện của dây dẫn làm bằng chất lượng Nicrom này:

Lời giải:

1. a) Điện trở toàn mạch (tương đương) là:

Rtd = UI = 120,8 = 15Ω

Để đèn chiếu sáng bình thường thì giá trị của R3 phải là: R3 = 15 – (7,5 + 4,5) = 3Ω

1. b) Tính tiết diện của dây Nicrom:

Vận dụng công thức tính điện trở suất và các mối liên hệ giữa S, l và điện trở suất ta có diện tích mặt cắt của dây Nicrom là:

S = ρlR = 1,1.10 – 6.0,83 = 0,29.10 – 6m2 = 0,29mm2.

Trong quá trình áp dụng các công thức tính điện trở, chúng ta cần phải lưu ý đơn vị đo của các đơn vị. Chẳng hạn công suất được tính watt(W), điện áp được tính bằng Vôn (V).

Trên đây là công thức điện trở và các bài tập ví dụ điển hình. Hy vọng bài viết của chúng tôi đã cung cấp cho bạn nhiều thông tin.