Lý 9 Bài 10: Biến trở- Điện trở dùng trong kĩ thuật
Biến trở là gì, có cấu tạo và hoạt động như thế nào? Để biết chi tiết hơn, eLib xin chia sẻ bài học về điện trở và điện trở dùng trong kĩ thuật thuộc chương trình SGK lớp 9. Hi vọng với kiến thức trọng tâm và hướng dẫn trả lời câu hỏi một cách chi tiết, đây sẽ là tài liệu giúp các em học tập tốt hơn.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Biến trở
- 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.
1.2. Các loại biến trở thường dùng
- 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)
1.3. Các điện trở thường dùng trong kĩ thuật
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.
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Tìm giá trị điện trở để đèn sáng bình thường
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
\({R_{bt}} = \frac{{12 - 2,5}}{{0,4}} = 23,75\,\Omega \)
2.2. Dạng 2: Xác định độ dài dây dẫn
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
\(l = \frac{{R{\rm{S}}}}{\rho } = \frac{{{{20.0,5024.10}^{ - 6}}}}{{{{1,1.10}^{ - 6}}}} = 9,13\,m = 913\,cm\! \)
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
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?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
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.
4. Kết luận
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.
Tham khảo thêm
- doc Lý 9 Bài 1: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 2: Điện trở của dây dẫn- Định luật Ôm
- doc Vật lý 9 Bài 3: Thực hành: Xác định điện trở của một dây dẫn bằng ampe kế và vôn kế
- doc Lý 9 Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp
- doc Lý 9 Bài 5: Đoạn mạch song song
- doc Lý 9 Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ôm
- doc Lý 9 Bài 7: Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ôm và công thức tính điện trở của dây dẫn
- doc Lý 9 Bài 12: Công suất điện
- doc Lý 9 Bài 13: Điện năng- Công của dòng điện
- doc Lý 9 Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng
- doc Lý 9 Bài 15: Thực hành: Xác định công suất của các dụng cụ điện
- doc Lý 9 Bài 16: Định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Jun- Lenxơ
- doc Lý 9 Bài 18: Thực hành: Kiểm nghiệm mối quan hệ Q~ I2 trong định luật Jun- Lenxo
- doc Lý 9 Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện
- doc Lý 9 Bài 20: Tổng kết chương I Điện Học