Bài viết tham khảo thêm:
I. Lý thuyết Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật
1. Biến trở
Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số được và có thể dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện ở trong mạch.
– Cấu tạo gồm hai bộ phận chính :
- Tay quay hoặc con chạy
- Cuộn dây bằng vật liệu kim loại tổng hợp có điện trở suất lớn
– Kí hiệu :
– Hoạt động : Khi di chuyển tay quay hoặc con chạy thì sẽ làm đổi khác chiều dài của cuộn dây đang có dòng điện chạy qua. Vậy nên sẽ làm biến hóa điện trở của biến trở .
2. Các loại biến trở thường dùng
Có nhiều cách để phân loại biến trở :
– Theo chất liệu cấu tạo:
- Biến trở dây quấn ( B, C )
- Biến trở than ( A )
– Theo bộ phận điều chỉnh:
- Biến trở con chạy ( B )
- Biến trở tay quay ( A, C )
3. Các điện trở thường dùng trong kĩ thuật
a) Cấu tạo
Các điện trở được chế tạo bằng một lớp kim loại hay than loại mỏng phủ bên ngoài một lõi cách điện (thường làm bằng sứ).
b) Nhận dạng cách ghi trị số của điện trở
- Cách 1 : Trị số được ghi ở trên điện trở
- Cách 2 : Trị số được bộc lộ qua những vòng màu sơn trên điện trở
Cách để tính toán giá trị điện trở:
– Điện trở 4 vạch màu:
- Vạch màu tiên phong → Chỉ giá trị hàng chục ở trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ hai → Chỉ giá trị hàng đơn vị chức năng ở trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ ba → Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 sử dụng nhân với giá trị điện trở
- Vạch màu thứ 4 → Chỉ giá trị sai số của điện trở
– Điện trở 5 vạch màu:
- Vạch màu tiên phong → Chỉ giá trị hàng trăm ở trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ hai → Chỉ giá trị hàng chục ở trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ ba → Chỉ giá trị hàng đơn vị chức năng ở trong giá trị điện trở
- Vạch màu thứ 4 → Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 sử dụng nhân với giá trị điện trở
- Vạch màu thứ 5 → Chỉ giá trị sai số của điện trở
Ví dụ:
– Điện trở tại vị trí bên trái có giá trị sẽ được tính như sau : R = 45 × 102 Ω = 4,5 KΩ chính do màu vàng tương ứng với 4, màu xanh lục tương ứng với 5, và màu đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu cuối sẽ cho biết sai số của điện trở hoàn toàn có thể ở trong khoanh vùng phạm vi là 5 % ứng với màu sắt kẽm kim loại vàng .
– Điện trở tại vị trí giữa có giá trị sẽ được tính như sau : R = 380 × 103 Ω = 380 KΩ do tại màu cam tương ứng với 3, màu xám tương ứng với 8, màu đen tương ứng với 0, và màu cam tương ứng với giá trị số mũ bằng 3. Vòng màu cuối cho biết giá trị sai số khoanh vùng phạm vi là 2 % tương ứng với màu đỏ .
– Điện trở tại vị trí bên phải có giá trị sẽ được tính như sau : R = 527 × 104 Ω = 5270 KΩ chính do màu xanh lục tương ứng với 5, màu đỏ tương ứng với 2, và màu tím tương ứng với 7, màu vàng tương ứng với số mũ 4, và màu nâu tương ứng với sai số là 1 %. Vòng màu cuối cho biết sự biến hóa giá trị theo nhiệt độ là 10 PPM / ° của điện trở .
II. Giải bài tập Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật SGK Vật Lý 9
Bài C2 | Trang 29 SGK Vật Lý 9
Bộ phận chính của những biến trở tại những hình 10.1 a, b gồm có con chạy ( hoặc tay quay ) C và một cuộn dây dẫn bằng vật liệu kim loại tổng hợp có điện trở suất lớn ( nikêlin hoặc nicrom ), được quấn đều đặn dọc theo một lõi làm bằng sứ. Nếu mắc hai đầu A, B của cuộn dây này tiếp nối đuôi nhau với mạch điện thì lúc di dời con chạy C, biến trở có tính năng làm đổi khác điện trở hay không ? Vì sao ?
Gợi ý đáp án
Ở trường hợp trên, đầu ra của con chạy C sẽ không còn được liên kết với nguồn điện nên khi di dời con chạy C thì dòng điện vẫn sẽ chạy qua hàng loạt cuộn dây của biến trở. Lúc đó con chạy sẽ không có công dụng đổi khác chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua, vậy nên biến trở sẽ không có công dụng làm đổi khác điện trở tham gia vào mạch điện nữa .
Bài C3 | Trang 29 SGK Vật Lý 9
Biến trở được mắc tiếp nối đuôi nhau vào mạch điện, ví dụ điển hình như với hai điểm A và N của những biến trở ở hình 10.1 a, b. Khi đó nếu di dời tay quay hoặc con chạy C thì điện trở của mạch điện có đổi khác hay không ? Vì sao ?
Gợi ý đáp án
Ở trường hợp trên, nếu di dời tay quay hoặc con chạy C thì chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ bị đổi khác và điện trở của biến trở cũng sẽ đổi khác theo. Vậy nên điện trở của mạch điện cũng sẽ biến hóa .
Bài C4 | Trang 29 SGK Vật Lý 9
Trên hình 10.2 trong SGK vẽ những kí hiệu sơ đồ của biến trở. Hãy diễn đạt lại hoạt động giải trí của biến trở có kí hiệu theo sơ đồ a, b, c .
Gợi ý đáp án
Khi di dời con chạy, chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ bị đổi khác. Qua đó cũng làm đổi khác điện trở của biến trở .
Cụ thể : Nếu đầu con chạy di dời sang phía bên trái thì chiều dài phần điện trở tham gia vào mạch điện sẽ bị giảm dẫn tới điện trở của biến trở lúc này cũng giảm theo. Nếu dịch con chạy sang phía bên phải thì điện trở của phần biến trở tham gia mạch điện cũng sẽ tăng .
Bài C5 | Trang 29 SGK Vật Lý 9
Vẽ sơ đồ mạch điện như hình 10.3 trong SGK .
Gợi ý đáp án
Các em học viên sẽ vẽ sơ đồ của mạch điện tựa như như hình 10.1 .
Bài C6 | Trang 29 SGK Vật Lý 9
Tìm hiểu về trị số điện trở lớn nhất của biến trở được dùng và cường độ lớn nhất của dòng điện được được cho phép chạy qua biến trở đó .
- Mắc mạch điện theo hình 10.3 trong SGK. Đẩy con chạy C trở về sát điểm N để biến trở có điện trở lớn nhất .
- Đóng công tắc nguồn sau đó di dời con chạy C để cho đèn sáng hơn. Tại sao ?
- Để đèn sáng mạnh nhất thì cần phải dịch con chạy của biến trở đến vị trí nào ? Vì sao ?
Gợi ý đáp án
– Để con chạy C tại điểm N thì biến trở sẽ có giá trị điện trở lớn nhất, chính do khi đó dòng điện sẽ chạy qua tổng thể cuộn dây của biến trở .
– Để đèn sáng mạnh nhất thì cần phải dịch con trở của biến trở tới vị trí sao cho điện trở của biến trở là nhỏ nhất ( Bởi vì biến trở được mắc tiếp nối đuôi nhau với đèn trong mạch ), đó chính là điểm M .
– Khi con chạy đặt tại điểm M thì phần nhiều dòng điện không chạy qua cuộn dây của biến trở. Điện trở của biến trở khi ấy sẽ là nhỏ nhất .
Bài C7 | Trang 30 SGK Vật Lý 9
Trong kĩ thuật, ví dụ điển hình như trong những mạch điện của tivi, radio, … người ta cần sử dụng những điện trở size nhỏ với những trị số khác nhau, hoàn toàn có thể là tới vài trăm megavon ( 1M Ω = 10 ^ 6 Ω ). Các điện trở này được làm bằng một lớp sắt kẽm kim loại mỏng mảnh hay lớp than phủ ngoài một lõi cách điện ( thường làm bằng sứ ). Hãy lý giải vì sao lớp sắt kẽm kim loại mỏng mảnh hay lớp than đó lại có điện trở lớn .
Gợi ý đáp án
Các điện trở này được làm bằng một lớp sắt kẽm kim loại mỏng dính hay lớp than phủ ngoài một lõi cách điện ( thường làm bằng sứ ), nên khi áp điện vào cả hai đầu thì sẽ tiết diện S của điện trở tham gia vào mạch rất nhỏ ( không được nhầm với tiết diện của lõi sứ )
Mặt khác R = ρ. 1 / S nên khi S rất nhỏ → R rất lớn, hoàn toàn có thể lên tới cỡ MΩ
Bài C8 | Trang 30 SGK Vật Lý 9
Hãy nhận dạng hai cách ghi trị số những điện trở kĩ thuật nêu dưới đây .
Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở ở hình 10.4a SGK
Cách 2: Trị số được thể hiện qua các vòng màu sơn điện trở ở hình 10.4b và hình 2 ở bài 3 SGK.
Gợi ý đáp án
Cách 1: Các điện trở có kích thước lớn thường sẽ được ghi trị số trực tiếp lên trên thân. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ,….
Cách 2: Các điện trở có kích thước nhỏ sẽ được ghi trị số bằng các vạch màu tuân theo một quy ước chung của cả thế giới (xem tại bảng 1 Trang 31 SGK).
Cách đọc: Điện trở thường sẽ được ký hiệu bằng 4 vòng màu, nếu điện trở chính xác thì được ký hiệu bằng 5 vòng màu
– Cách đọc trị số điện trở có 4 vòng màu:
- Vòng cuối là vòng số 4 luôn luôn có màu nhũ vàng hoặc nhũ bạc, đây là vòng dùng để chỉ sai số của điện trở, ta sẽ bỏ lỡ vòng này khi đọc trị số .
- Đối diện với vòng cuối ( vòng số 4 ) là vòng số 1, tiếp theo là vòng số 2 và số 3
- Vòng số 1 và vòng số 2 là hàng chục và hàng đơn vị chức năng trong giá trị điện trở
- Vòng số 3 chỉ bội số của cơ số 10 .
- Trị số : ( vòng 1 ) ( vòng 2 ) x 10 ^ ( mũ vòng 3 )
- Vòng số 3 hoàn toàn có thể tính là số số lượng “ 0 ” được thêm vào
- Màu nhũ chỉ có tại vòng sai số hoặc ở vòng số 3, nếu vòng số 3 là màu nhũ thì số mũ của cơ số 10 sẽ là số âm .
– Cách đọc trị số điện trở có 5 vòng màu (điện trở chính xác):
- Vòng sau cuối là vòng số 5, là vòng ghi sai số. Trong trở 5 vòng màu thì màu sai số có nhiều màu, do đó gây cho ta khó khăn vất vả khi xác lập đâu mới là vòng ở đầu cuối, tuy nhiên vòng ở đầu cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút ít .
- Đối diện với vòng ở đầu cuối là vòng số 1
- Tương tự như cách đọc trị số của trở 4 vòng màu nhưng tại đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2 và số 3 lần lượt sẽ là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị chức năng trong giá trị điện trở .
- Trị số : ( vòng 1 ) ( vòng 2 ) ( vòng 3 ) x 10 ^ ( mũ vòng 4 )
- Vòng số 4 hoàn toàn có thể tính là số số lượng “ 0 ” thêm vào
Bài C9 | Trang 30 SGK Vật Lý 9
Đọc trị số của những điện trở kĩ thuật cùng loại với nhau như hình 10.4 a có ở bộ dụng cụ thí nghiệm
Gợi ý đáp án
Ví dụ: Đọc trị số điện trở như ở hình vẽ sau:
R = 45 × 10 ² Ω = 4,5 KΩ
Bởi vì màu vàng tương ứng với vòng 4, màu xanh lục tương ứng với vòng 5, và màu đỏ tương ứng với giá trị số mũ 2. Vòng màu sau cuối cho biết sai số của điện trở hoàn toàn có thể ở trong khoanh vùng phạm vi 5 % tương ứng với màu sắt kẽm kim loại vàng .
Bài C10 | Trang 30 SGK Vật Lý 9
Điện trở lớn nhất của một biến trở con chạy là 20 Ω. Dây điện trở của biến trở là dây bằng kim loại tổng hợp nicrom có tiết diện là 0,5 mm² và được quấn đều chung quanh một lõi sứ bằng tròn đường kính là 2 cm. Hãy tính số vòng dây của biến trở này .
Gợi ý đáp án
Ta có :
Tiết diện của dây dẫn : S = 0,5 mm² = 0,5. 10 ^ – 6 m²
Tra bảng 1 trang 26 SGK, ta tìm được điện trở suất của dây nicrom : ρ = 1,10. 10 ^ – 6 Ω. m
Chiều dài của dây kim loại tổng hợp là : l = R.S / ρ = 20.0,5. 10 ^ – 6 / ( 1,1. 10 ^ – 6 ) = 9,09 m
Vì dây được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính d = 2cm = 0,02m. Vậy nên một vòng quấn quanh sẽ chiếm một chiều dài bằng chu vi của lõi: C = π.d (lấy π = 3,14)
Số vòng dây của biến trở là : N = l / ( πd ) = 9,09. ( π0, 02 ) = 145
Vậy là các em học sinh và quý thầy cô, phụ huynh đã tham khảo xong bài giới tài liệu về chuyên đề Biến trở – Điện trở dùng trong kĩ thuật do HOCMAI sưu tầm và biên soạn. Hy vọng bài viết sẽ mang tới những kiến thức bổ ích và giúp các em học tốt môn Vật Lý 9.
