Điện trở dây dẫn là gì? Công thức tính điện trở dây dẫn

Điện trở dây dẫn là gì?

Điện trở là một đại lượng vật lý biểu thị khả năng cản trở dòng điện của dây dẫn. Có thể hiểu rằng, điện trở của dây dẫn là đơn vị biểu thị cho tính chất cản trở dòng điện của vật liệu. Đại lượng này được định nghĩa là tỷ số của hiệu điện thế hai đầu vật thể với cường độ dòng điện đi qua.

Đơn vị của điện trở là ôm (Ohm), ký hiệu: Ω

1000Ω = 1kΩ (KiloOhm) – 1000000Ω = 1MΩ (MêgaOhm)

Mỗi vật liệu sẽ có mức điện trở khác nhau. Vật liệu dẫn điện cần có điện trở nhỏ, vật liệu cách điện cần có điện trở lớn. Ngoài ra, điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn, có nghĩa là dây dẫn càng dài thì điện trở càng lớn. Tuy nhiên, đại lượng này lại tỷ lệ nghịch với tiết diện của dây, có nghĩa là tiết diện dây dẫn càng lớn thì điện trở càng nhỏ.

Bên cạnh đó, điện trở cũng có mối liên quan với nhiệt độ. Các vật liệu bằng kim loại thường có điện trở tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Ngược lại, vật liệu bán dẫn lại có tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, khi nhiệt độ càng cao thì điện trở suất lại càng thấp. Trong sơ đồ mạch điện, điện trở có ký hiệu như sau:

Công thức tính điện trở dây dẫn là gì?

Điện trở của dây dẫn biểu thị cho khả năng cản trở dòng điện lớn hay nhỏ của loại dây sử dụng. Chính vì vậy, chủ đầu tư nào cũng nên nắm rõ cách tính điện trở khi tính toán và thiết kế hệ thống mạch điện cho công trình của mình. Hiện nay, người ta thường sử dụng hai công thức tính điện trở phổ biến là:

Công thức tính điện trở dây dẫn theo định luật ôm

Ngoài công thức trên, chúng ta cũng có thể dựa vào định luật ôm để tính điện trở của dây dẫn. Định luật ôm cho rằng, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ tỷ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây:

I=U/R

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện (A).
• U là hiệu điện thế (V).
• R là điện trở (Ω).

 

 

Mở rộng từ công thức tính cường độ dòng điện, ta có thể dễ dàng suy luận ra công thức về đại lượng điện trở R:

R=U/I

*Ví dụ: Đặt hiệu điện thế U = 3.6V vào hai đầu của một dòng điện I = 0,6A đi qua điện trở. Tính giá trị của điện trở trong trường hợp trên.

Áp dụng công thức ta có: R=U/I = 3.6/0.6 = 6 Ω.

 

Công thức tính điện trở dây dẫn dựa theo các thông số của dây

Để tính điện trở, ta có thể sử dụng công thức dựa theo các thông số của dây dẫn. Như đã biết, điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài, tỷ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn. Từ đó, chúng ta có công thức:

R = ρ.L/S

Trong đó:

• R là điện trở (Ω).
• ρ là điện trở suất phụ thuộc vào chất liệu (Ωm).
• L là chiều dài của dây (m).
• S là tiết diện của dây (m2).

 

*Ví dụ: Tính điện trở của cuộn dây đồng có chiều dài 100m và tiết diện 2mm2.

Điện trở suất ρ của đồng là 1.7x10^-8 Ωm. Dựa vào công thức trên, ta có:

R=ρ.L/S = 1.7x10^-8x100/2.10^-6 = 0.85 Ω.

*Tham khảo bảng điện trở suất của một số vật liệu ở điều kiện 20 độ C được chúng tôi chia sẻ sau đây để dễ dàng tính toán trong trường hợp thực tế:

Vật liệu kim loại	Điện trở suất (Ω.m)	Vật liệu hợp kim	(Ω.m)
Bạc	1,6.10^(-8)	Nikelin	0,40.10^(-6)
Đồng	1,7.10^(-8)	Manganin	0,43.10^(-6)
Nhôm	1,7.10^(-8)	Constantan	0,50.10^(-6)
Vonfram	5,5.10^(-8)	Nicrom	1,10.10^(-6)
Sắt	12,0.10^(-8)

 

Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào các yếu tố nào

Điện trở ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống điện, để lựa chọn dây dẫn điện phù hợp, giảm tổn thất điện năng và tăng tuổi thọ cho hệ thống cần hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở. Trên thực tế, điện trở phụ thuộc vào 3 yếu tố chính: Chiều dài, tiết diện và vật liệu dây dẫn.

Điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài

Điện trở có giá trị tỷ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn, nói cách khác dây dẫn càng dài thì điện trở càng cao. Trong thực tế, nếu bạn mắc bóng điện với hiệu điện thế không đổi vào hai dây dẫn có cùng vật liệu và tiết diện nhưng chiều dài khác nhau.

Bóng đèn sử dụng dây ngắn sẽ sáng mạnh hơn bóng đèn sử dụng dây dài. Lý giải cho điều này là bởi điện trở của dây dài sẽ lớn hơn điện trở của dây ngắn khiến bóng đèn sáng yếu hơn.

 

Điện trở tỷ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn

Tiết diện của dây dẫn cũng có liên hệ trực tiếp với điện trở, cụ thể tiết diện được cho là tỷ lệ nghịch với đại lượng này. Cùng một chiều dài và vật liệu nhưng dây dẫn điện có tiết diện nhỏ sẽ có điện trở cao hơn dây dẫn có tiết diện lớn.

Trong hệ thống đường dây tải điện 500kV có 4 dây điện mắc song song với mục đích tăng tổng tiết diện của đường dây để giảm điện trở. Mỗi dây dẫn có tiết diện 373mm2, tổng tiết diện của đường dây tải điện là 373 mm2x4 = 1492 mm2.

Điện trở chịu ảnh hưởng của chất liệu dây dẫn

Như đã chia sẻ ở trên, mỗi vật liệu dẫn điện có giá trị điện trở khác nhau. Tuy có cùng tiết diện và chiều dài nhưng dây dẫn bằng đồng có điện trở thấp hơn so với dây dẫn bằng nhôm. Do đó, các loại dây cáp điện bằng đồng thường được ưa chuộng sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau để tối ưu hóa điện năng.

 

Ứng dụng khi tính điện trở dây dẫn là gì?

Khi thiết kế và lắp đặt hệ thống mạch điện trong công trình, phải nắm rõ công thức tính điện trở để có thể tính toán được tiết diện của đường dây dẫn cần sử dụng. Từ đó, đảm bảo hiệu quả truyền tải điện năng ổn định mà không làm mất công suất hay hao tổn điện năng trên đường truyền. Đồng thời, tính toán chính xác điện trở cũng giúp xác định chiều dài của đường dây dẫn mà không làm mất điện áp đáng kể.

 

 

AME Group vừa giải đáp thắc mắc điện trở dây dẫn là gì cũng như những thông tin khác về đại lượng này. Hy vọng chia sẻ của chúng tôi đã giúp bạn đọc có được thông tin hữu ích để tính toán sử dụng dây dẫn điện sao cho giảm hao tổn điện năng, tối ưu hóa chi phí hàng ngày.