Bài 23. Điện trở. Định luật Ôm

1. Kiến thức trọng tâm

1. Điện trở

2. Đường đặc trưng vôn – ampe

3. Định luật Ôm

Định luật Ôm phát biểu:

Cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn kim loại tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của vật dẫn.

$$\mathrm{I=}\frac{U}{R}$$

Định luật Ôm áp dụng đối với vật dẫn có điện trở không thay đổi đáng kể trong quá trình khảo sát.

4. Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến điện trở

a) Điện trở của kim loại

$$\mathrm{R=}{R}_0\text{[1+α(t-}{t}_0)]$$

Trong đó:

Lưu ý: Công thức trên chỉ đúng gần đúng trong khoảng nhiệt độ không quá rộng đối với kim loại.

b) Điện trở nhiệt

6. Hiện tượng siêu dẫn (mở rộng)

II. GIÚP HIỂU SÂU

1. Bản chất của điện trở

Điện trở không phải là một vật cản riêng biệt trong dây dẫn, mà là kết quả của sự va chạm giữa electron chuyển động với các ion trong mạng tinh thể. Mạng tinh thể càng gây cản trở nhiều thì điện trở càng lớn.

2. Vì sao điện áp tăng thì dòng điện tăng?

Hiệu điện thế đóng vai trò tạo lực điện làm electron chuyển động có hướng. Khi tăng hiệu điện thế, lực điện tăng nên số electron đi qua tiết diện dây trong một giây nhiều hơn, vì vậy cường độ dòng điện tăng.

3. Vì sao dây tóc bóng đèn không còn là vật dẫn Ôm khi phát sáng?

Khi bóng đèn sáng, dây tóc nóng lên rất nhanh làm điện trở tăng liên tục. Do điện trở không còn giữ nguyên nên đường đặc trưng vôn – ampe bị cong và không còn tuân theo hoàn toàn định luật Ôm.

4. Ý nghĩa của đường đặc trưng vôn – ampe

Chỉ cần quan sát đồ thị có thể so sánh khả năng dẫn điện của các vật dẫn:

5. Vì sao kim loại càng nóng càng dẫn điện kém?

Nhiệt độ tăng làm các ion trong mạng tinh thể dao động mạnh hơn. Electron bị va chạm nhiều hơn nên chuyển động khó khăn hơn, dẫn đến điện trở tăng và khả năng dẫn điện giảm.

6. Phân biệt ba loại điện trở thường gặp

7. Mối liên hệ giữa đường đặc trưng vôn – ampe và định luật Ôm

Đường đặc trưng vôn – ampe là minh chứng thực nghiệm của định luật Ôm. Khi đồ thị là đường thẳng đi qua gốc tọa độ, cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế và vật dẫn tuân theo định luật Ôm.

III. LƯU Ý CHO HỌC SINH

- Không nhầm điện trở là nguyên nhân tạo ra dòng điện; điện trở chỉ cản trở dòng điện.

- Định luật Ôm chỉ đúng khi điện trở của vật dẫn không thay đổi đáng kể trong quá trình khảo sát.

- Đồ thị đặc trưng vôn – ampe là đường thẳng đi qua gốc tọa độ chỉ đối với vật dẫn Ôm.

- Dây tóc bóng đèn và một số linh kiện điện tử không phải lúc nào cũng tuân theo định luật Ôm vì điện trở thay đổi theo điều kiện làm việc.

- Không nhầm điện trở (R) với điện trở suất (ρ); điện trở phụ thuộc vào vật liệu, kích thước dây dẫn và nhiệt độ.