Lý 9 Bài 10: Biến trở- Điện trở dùng trong kĩ thuật

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

- Cấu tạo gồm hai bộ phận chính:

• Con chạy hoặc tay quay.
• Cuộn dây bằng hợp kim có điện trở suất lớn.

- Kí hiệu:

- Hoạt động: Khi di chuyển con chạy (hoặc tay quay) thì sẽ làm thay đổi chiều dài của cuộn dây có dòng điện chạy qua ⇒ làm thay đổi điện trở của biến trở.

- Có nhiều cách phân loại biến trở:

+ Phân loại biến trở theo chất liệu cấu tạo:

• Biến trở dây quấn (B, C)
• Biến trở than (A)

+ Phân loại biến trở theo bộ phận điều chỉnh:

• Biến trở con chạy (B)
• Biến trở tay quay (A, C)

a) Cấu tạo

Các điện trở được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lõi cách điện (thường bằng sứ).

b) Nhận dạng cách ghi trị số điện trở

- Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở

- Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vòng màu sơn trên điện trở

c) Cách tính toán giá trị điện trở

- Đối với điện trở 4 vạch màu:

• Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
• Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
• Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở
• Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở

- Đối với điện trở 5 vạch màu:

• Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở
• Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở
• Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở
• Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở

- Ví dụ:

• Điện trở ở vị trí bên trái có giá trị được tính như sau: R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ bởi vì vàng tương ứng với 4, xanh lục tương ứng với 5, và đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối cho biết sai số của điện trở có thể trong phạm vi 5% ứng với màu kim loại vàng.
• Điện trở ở vị trí giữa có giá trị được tính như sau: R = 380 × 103 Ω = 380 KΩ bởi vì cam tương ứng với 3, xám tương ứng với 8, đen tương ứng với 0, và cam tương ứng với giá trị số mũ 3. Vòng màu cuối cho biết giá trị sai số là 2% ứng với màu đỏ.
• Điện trở ở vị trí bên phải có giá trị được tính như sau: R = 527 × 104 Ω = 5270 KΩ bởi vì xanh lục tương ứng với 5, đỏ tương ứng với 2, và tím tương ứng với 7, vàng tương ứng với số mũ 4, và nâu tương ứng với sai số 1%. Vòng màu cuối cho biết sự thay đổi giá trị của điện trở theo nhiệt độ là 10 PPM/°C.

Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 2,5 V và cường độ dòng điện định mức 0,4 A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 12 V. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Đèn sáng bình thường khi biến trở có điện trở là

\({R_{bt}} = \frac{{12 - 2,5}}{{0,4}} = 23,75\,\Omega \)

Người ta dùng dây nicrom có điện trở suất là 1,1.10^-6 Ω .m và có đường kính tiết diện là d₁ = 0,8mm để quấn một biến trở có điện trở lớn nhất là 20 Ω . Tính độ dài l₁ của đoạn dây nicrom cần dùng để quấn biến trở nói trên.

Hướng dẫn giải

Tiết diện của dây nicrom

\(S = \frac{{\pi {d^2}}}{4} = \frac{{{{3,14.0,8}^2}}}{4} = 0,5024\,m{m^2} = {0,5024.10^{ - 6}}\,{m^2}\ \)

Chiều dài của dây nicrom

\(l = \frac{{R{\rm{S}}}}{\rho } = \frac{{{{20.0,5024.10}^{ - 6}}}}{{{{1,1.10}^{ - 6}}}} = 9,13\,m = 913\,cm\! \)

Câu 1: Cuộn dây của một biến trở con chạy được làm bằng hợp kim Nikêlin có điện trở suất 0,4.10^-6 Ω .m, có tiết diện đều là 0,6 mm² và gồm 500 vòng quấn quanh lõi sứ trụ tròn đường kính 4 cm. Hiệu điện thế lớn nhất được phép đặt lên hai đầu cuộn dây của biến trở là 67 V. Hỏi biến trở này chịu được dòng điện có cường độ lớn nhất là bao nhiêu?

Câu 2: Một biến trở Rb có giá trị lớn nhất là 30Ω được mắc với hai điện trở R₁ = 15Ω và R₂ = 10Ω thành mạch có sơ đồ như hình vẽ. Trong đó hiệu điện thế không đổi U = 4,5V. Hỏi khi điều chỉnh biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 có giá trị lớn nhất Imax và nhỏ nhất Imin là bao nhiêu?

Câu 3: Trước khi mắc biến trở vào mạch để điều chỉnh cường độ dòng điện thì cần điều chỉnh biến trở có giá trị nào?

Câu 4: Một bóng đèn có hiệu điện thế định mức 5 V và cường độ dòng điện định mức 0,6 A được mắc với một biến trở con chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi 24 V. Để đèn sáng bình thường thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu?

Câu 1: Biến trở là:

A. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh chiều dòng điện trong mạch.

B. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ và chiều dòng điện trong mạch.

C. điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

D. điện trở không thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

Câu 2: Hiệu điện thế trong mạch điện có sơ đồ dưới được giữ không đổi. Khi dịch chuyển con chạy của biến trở dần về đầu N thì số chỉ của ampe kế sẽ thay đổi như thế nào?

A. Giảm dần đi

B. Tăng dần lên

C. Không thay đổi

D. Lúc đầu giảm dần, sau đó tăng dần lên

Câu 3: Trên một biến trở có ghi 30 Ω– 2,5 A. Các số ghi này có ý nghĩa nào dưới đây?

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

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

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

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

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

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 thay đổi chiều dòng điện trong mạch.

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Điện trở- Điện trờ dùng trong kỹ thuật cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được:

• Nêu được biến trở là gì và nêu được nguyên tắc hoạt động của biến trở.
• Mắc được biến trở vào mạch điện để điều chỉnh cường độ dòng điện chạy qua mạch.
• Nhận ra được các điện trở dùng trong kĩ thuật.