Biến trở là gì? Cấu tạo và công dụng của Biến trở, Điện trở dùng trong kỹ thuật và Bài tập - Vật lý 9 bài 10

Biến trở chính là một loại linh kiện được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng diện và được ứng dụng rất nhiều trong thực tế như: Điều chỉnh tiếng tivi, radio, độ sáng bóng đèn, tốc độ quay của cánh quạt,... Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết Biến trở là gì? Biến trở được cấu tạo ra sao và hoạt động như thế nào? Có ứng dụng gì trong kỹ thuật? qua bài viết này.

I. Biến trở, Cấu tạo và hoạt động của Biến trở

1. Biến trở là gì? các loại biến trở

• Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch.

• Các loại biến trở:

• Biến trở con chạy
• Biến trở tay quay
• Biến trở than (chiết áp)

• Ký hiệu của biến trở:

* Câu C4 trang 29 SGK Vật Lý 9: Trên (hình 10.2 SGK) vẽ các kí hiệu sơ đồ của biến trở. Hãy mô tả hoạt động của biến trở có kí hiệu sơ đồ a, b, c, d.

° Lời giải Câu C4 trang 29 SGK Vật Lý 9:

- Khi dịch chuyển con chạy thì sẽ làm thay đổi chiều dài của phần cuộn dây có dòng điện chạy qua và do đó làm thay đổi điện trở của biến trở.

- Cụ thể nếu đầu con chạy dịch chuyển sang bên trái thì chiều dài phần điện trở tham gia vào mạch điện sẽ giảm dẫn đến điện trở của biến trở lúc này giảm theo. Nếu dịch con chạy sang bên phải thì điện trở của phần biến trở tham gia mạch điện sẽ tăng.

2. Công dụng của biến trở, sử dụng biến trở để điều chỉnh cường độ dòng điện

- Biến trở được sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch khi thay đổi trị số điện trở của nó.

- Biến trở được dùng trong kĩ thuật, chẳng hạn như các mạch điện của radio, tivi,...

II. Các Điện trở dùng trong kỹ thuật

• Thường trong các mạch điện tử, trên mỗi điện trở có ghi thông số kỹ thuật và giá trị của điện trở.

• Có hai cách ghi trị số các điện trở

• Trị số được ghi ngay trên điện trở
• Trên điện trở có sơn các vòng màu sắc biểu thị giá trị của điện trở

* Câu C7 trang 30 SGK Vật Lý 9: Trong kĩ thuật, chẳng hạn trong các mạch điện của Radio, tivi… người ta cần sử dụng các điện trở có kích thước nhỏ với các trị số khác nhau, có thể tới vài trăm megavon (1MΩ = 10⁶Ω ). Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện (thường bằng sứ). Hãy giải thích vì sao lớp than hay lớp kim loại mỏng đó lại có điện trở lớn.

° Lời giải Câu C7 trang 30 SGK Vật Lý 9:

- Các điện trở này được chế tạo bằng một lớp than hay lớp kim loại mỏng phủ ngoài một lỏi cách điện (thường bằng sứ), nên khi áp điện vào hai đầu thì điện trở tham gia vào mạch sẽ có tiết diện S rất nhỏ (không được nhầm lẫn với tiết diện của lõi sứ).

- Mặt khác:  nên khi S rất nhỏ thì R rất lớn, có thể lên tới MΩ.

* Câu C8 trang 30 SGK Vật Lý 9: Hãy nhận dạng hai cách ghi trị số các điện trở kĩ thuật nêu dưới đây.

- Cách 1: Trị số được ghi trên điện trở 

- Cách 2: Trị số được thể hiện bằng các vòng màu sơn điện trở

° Lời giải Câu C8 trang 30 SGK Vật Lý 9:

- Cách 1: Các điện trở có kích thước lớn thường được ghi trị số trực tiếp trên thân. Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ.

- Cách 2: Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch màu theo một quy ước chung của thế giới.

- Cách đọc: Điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu

Trị số điện trở quy định bởi các vòng màu

III. Vận dụng đọc thông số của Biến trở

* Câu C9 trang 30 SGK Vật Lý 9: Đọc trị số của các điện trở cùng loại như hình 10.4a có trong bộ dụng cụ thí nghiệm.

° Lời giải Câu C9 trang 30 SGK Vật Lý 9:

- Màu của vòng 1 và của vòng 2 cho hai số đầu của trị số điện trở, màu của vòng 3 cho luỹ thừa của 10 nhân với hai số đầu đã xác định trên đây. Vòng 4 cho trị số của sai số.

- Ví dụ: Vòng 1 màu đỏ tương ứng với số 2 cho trong bảng trên, vòng 2 màu lục tương ứng với số 5, vòng 3 màu tím tương ứng với x10⁷ Ω. Như vậy, trị số điện trở với 3 vòng màu đỏ, lục, tím là: 25.10⁷ Ω = 250.10⁶ Ω = 250 MΩ.

* Câu C10 trang 30 SGK Vật Lý 9: Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20Ω. Dây điện trở của biến trở là dây hợp kim nicrom có tiết diện 0,5mm² và được quấn đều chung quanh một lõi sứ tròn đường kính 2cm. Tính số vòng dây của biến trở này.

° Lời giải Câu C10 trang 30 SGK Vật Lý 9:

- 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 dây nicrom có điện trở suất: ρ = 1,10.10^-6 (Ωm)

- Chiều dài của dây hợp kim là:  l = RS/ρ = 20.0,5.10^-6/(1,1.10^-6) = 9,09(m).

- Vì dây được quấn đều chung quanh một lõi sứ tròn với đường kính d = 2cm = 0,02m nên một vòng quấn 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/(3,14.0,02) = 145(vòng).