Công thức tính điện trở suất đơn giản và hiệu quả

Bạn có biết điện trở suất là gì không? Đó là một đại lượng quan trọng để đánh giá khả năng cản trở dòng điện của một chất liệu. Đối với chất có điện trở suất thấp, dòng điện truyền qua dễ dàng. Ngược lại, chất có điện trở suất lớn sẽ cản trở dòng điện. Khác nhau giữa các chất liệu cũng tạo ra sự khác nhau về điện trở suất. Đặc biệt, điện trở suất của kim loại thay đổi theo nhiệt độ, khi tăng nhiệt độ, điện trở suất tăng theo.

Công thức và đơn vị đo của điện trở suất

Công thức tính điện trở suất là ρ = R.S/l, trong đó:

Bạn đang xem: Công thức tính điện trở suất đơn giản và hiệu quả

• ρ là điện trở suất, có đơn vị là Ôm mét (Ωm)
• R là điện trở của đoạn dây dẫn, có đơn vị là Ôm (Ω)
• S là tiết diện của dây dẫn, có đơn vị là mét vuông (m2)
• l là chiều dài dây dẫn, có đơn vị là mét (m)

Dưới đây là một số giá trị điện trở suất của một số kim loại ở nhiệt độ 20°C:

• Bạc: 1,6.10-8 Ωm
• Đồng: 1,7.10-8 Ωm
• Nhôm: 2,8.10-8 Ωm
• Vonfram: 5,5.10-8 Ωm
• Sắt: 12,0.10-8 Ωm

Điện trở suất và nhiệt độ

Điện trở suất của kim loại cũng thay đổi theo nhiệt độ. Công thức tính điện trở suất theo nhiệt độ là ρ = ρ0.[1 + α.(t – t0)], trong đó:

• ρ là điện trở suất ở nhiệt độ t
• ρ0 là điện trở suất ở nhiệt độ t0
• α là hệ số nhiệt điện trở, có đơn vị K-1
• t và t0 là nhiệt độ lúc sau và lúc đầu của vật, có đơn vị K hoặc °C

Dưới đây là một số giá trị hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại:

• Bạc: 4,1.10-3 K-1
• Bạch kim: 3,9.10-3 K-1
• Đồng: 4,3.10-3 K-1
• Nhôm: 4,4.10-3 K-1
• Sắt: 6,5.10-3 K-1
• Silic: -70.10-3 K-1
• Vonfram: 4,5.10-3 K-1

Lưu ý: Silic là á kim, không phải kim loại.

Điện dẫn suất – đối nghịch với điện trở suất

Điện dẫn suất, kí hiệu là σ, là nghịch đảo của điện trở suất và biểu diễn khả năng dẫn điện của một chất liệu. Điện trở của một đoạn dây dẫn với tiết diện S và chiều dài l có thể được tính bằng công thức R = ρ.l/S.

Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng, tức là điện trở của kim loại tăng. Chúng ta có thể tính điện trở của kim loại theo biểu thức R = R0.[1 + α.(t – t0)], với:

• R là điện trở ở nhiệt độ t
• R0 là điện trở ở nhiệt độ t0
• α là hệ số nhiệt điện trở, có đơn vị K-1
• t và t0 là nhiệt độ lúc sau và lúc đầu của vật, có đơn vị K hoặc °C

Ví dụ minh họa

1. Bài 1:
   Một dây đồng có chiều dài 20.000 m, đường kính 5 mm, có điện trở là 17 Ω. Hãy tính điện trở suất của đồng.

• Tiết diện của dây dẫn là S = π.r^2 = 3,14.(5.10^-3)^2 = 19,625.10^-6 m^2
• Điện trở suất của đồng là ρ = R.S/l = 17.(19,625.10^-6)/20.000 = 1,668.10^-8 Ωm (khoảng 1,7.10^-8 Ωm)

2. Bài 2:
   Tính điện trở của một đoạn dây đồng dài 4 m, có tiết diện tròn, đường kính d = 1 mm. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10^-8 Ωm.

• Tiết diện của dây dẫn là S = π.r^2 = 3,14.(1.10^-3)^2 = 0,785.10^-6 m^2
• Áp dụng công thức tính điện trở dây dẫn ta có R = ρ.l/S = 1,7.10^-8.(4)/(0,785.10^-6) = 0,0866 Ω

Đó là công thức tính điện trở suất cùng một số ví dụ minh họa. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các công thức vật lý khác, hãy truy cập Izumi.Edu.VN.

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Công thức