Bài 8. Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
Các dây dẫn có thể được làm từ cùng một vật liệu, chẳng hạn bằng đồng, nhưng với các tiết diện khác nhau. Có dây tiết diện nhỏ, có dây tiết diện lớn. Nếu các dây này có cùng chiều dài thì điện trở của chúng phụ thuộc vào tiết diện như thế nào ?
Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
I. DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
1. Có các dây dẫn được làm từ cùng một loại vật liệu, có cùng chiều dài l và tiết diện S, do chúng hoàn toàn như nhau nên có cùng điện trở R. Mắc mạch điện này theo các sơ đồ như hình vẽ
Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
I. DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
C1: Hãy tính điện trở tương đương R2 của hai dây dẫn trong sơ đồ H81b và điện trở tương đương R3 của ba dây dẫn trong sơ đồ h 81 c
Ta có : R2= ; R3=
2.Nếu các dây dẫn trong mỗi sơ đồ 8.1b, 8.1c được nhập sát vào nhau để thành một dây dẫn duy nhất như được mô tả trong hình 8.2b và 8.2c thì có thể coi rằng chúng trở thành các dây dẫn có tiết diện tương ứng là 2S và 3S.
C2: Cho rằng các dây dẫn với tiết diện 2S và 3S có điện trở tương ứng R2 và R3 như đã tính ở trên , hãy dự đoán về mối quan hệ giữa điện trở của các dây dẫn với tiết diện của mỗi dây
Từ đó suy ra trường hợp hai dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu, thì giữa tiết diện S1, S2 và điện trở tương ứng R1, R2 của chúng có mối quan hệ như thế nào ?
Yêu cầu các em suy nghĩ đưa ra dự đoán của mình?
C2: -Tiết diện tăng hai lần thì điện trở của dây giảm hai lần : R2= .
- Tiết diện tăng gấp ba thì điện trở của dây giảm ba lần : R3=
Đối với các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu, nếu tiết diện của dây lớn gấp bao nhiêu lần thì điện trở của nó nhỏ hơn bấy nhiêu lần .
Hoặc : Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và làm từ cùng một vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của nó.
Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
I. DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
II. THÍ NGHIỆM KIỂM TRA
1 Mắc một mạch điiện như H8.3 với dây dẫn có tiết diện S1 ( tương ứng có đường kính d1 ). Đóng công tắc, đọc và ghi các giá trị đo được vào bảng 1, từ đó tính giá trị điện trở R1 của dây dẫn này .
2. Thay dây dẫn tiết diện S1 trong mạch điện có sơ đồ H8.3 bằng dây dẫn có tiết diện S2 ( có cùng chiều dài, được làm từ cùng một vật liệu và có đường kinnhs tiết diện là d2 ). Làm tương tự như trên để xác định và ghi giá trị của dddieenj trở R2 của dây dẫn thứ hai này vào bảng 1.
Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
I. DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
II. THÍ NGHIỆM KIỂM TRA
9
56,3mA =0,0563 A
160
9
56,3mA
=0,0563 A
200
Bài 8: SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
I. DỰ ĐOÁN SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN CỦA DÂY DẪN
II. THÍ NGHIỆM KIỂM TRA
3. Nhận xét :Tính tỉ số = và so sánh với tỉ số thu được từ bảng 1.từ đó đối chiếu với dự đoán trên đây xem có đúng hay không?
4. Kết luận: Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
III. VẬN DỤNG:
C3. Hai dây đồng có cùng chiều dài, dây thứ nhất có tiết diện 2mm2,dây thứ hai có tiết diện 6mm2 . Hãy so sánh điện trở của hai dây dẫn này?
Muốn so sánh điện trở của hai dây dẫn này ta phải làm gì?
Điện trở dây thứ nhất lớn gấp 3 lần điện trở của dây thứ hai.
C4. Hai dây nhôm có cùng chiều dài. Dây thứ nhất có tiết diện 0,5 mm2 và có điện trở R1= 5,5? . Hỏi dây thứ hai có tiết diện 2,5 mm2 thì có điện trở R2 là bao nhiêu?
R2= R1. =5,5. =1,1 ?
C5. Một dây dẫn bằng constantan ( một loại hơp kim) dài l= 100m, có tiết diện S1 =0,1mm2 thì có điện trở R1=500 ?. Hỏi một dây khác cũng bằng constantan dài l= 50m, có tiết diện S2 = 0,5 mm2 thì điện trở R2 là bao nhiêu?
Dây thứ hai có chiều dài l2 = nên có điện trở nhỏ hơn hai lần, đồng thơi� có tiết diện S2=5S1 nên điện trở nhỏ hơn 5 lần. Kết quả là dây thứ hai có điện trở nhỏ hơn 10 lần so với điện trở của dây thứ nhất: R2= =50 ?
C6. Một sợi dây sắt dài l1= 200m, có tiết diện S1=0,2 mm2 và có điện trở R1= 120 ? . Hỏi một sợi dây sắt khác dài l2 = 50 m , có tiết điện trở R2 =45 ? thì có tiết diện S2 là bao nhiêu?
Xét một dây sắt dài l2= 50m= có điện trở R1= 120 ? thì phải có tiết diện là S= Vậy dây sắt dài l2 =50m,có điện trở R2=45 ? thì phải có tiết diện là :
S2=S. = . = S1= mm2
Bài Tập
8.1: Hai dây dẫn bằng đồng có cùng chiều dài. Dây thứ nhất có tiết diện S1=5mm2và điện trở R1=8,5 ?. Dây thứ hai có tiết diện S2 = 0,5 mm2. tính điện trở R2.
Giải: ta có R2= 10R1= 85 ?
8.2 Một dây dẫn bằng đồng có điện trở 6,8 ? với lõi gồm 20 sợi dây đồng mảnh. Tính điện trở của mỗi sợi dây mảnh này , cho rằng chúng có tiết diện như nhau
Giải : Gọi R là điện trở của mỗi sợi dây đồng mảnh, ta có điện trở tương đương : RTĐ= ?R= 20 RTĐ= 20. 6,8 = 136 ?
8.3 Một dây nhôm dài l1=200m có tiết diện S1=1 mm2 thì có điện trở R1= 5,6 ? . Hỏi một dây nhôm khác có tiết diện S2=2mm2 và có điện trở R2= 16,8 ? thì có chiều dài l2 là bao nhiêu?
Giải: Xét dây nhôm có tiết diện S=S1 = 1mm2, điện trở R=R2=16,8 ? thì có chiều dài : l= .l1 = .200 = 600 m.
Vậy dây dẫn nhôm có tiết diện S2=2mm2 và có điện trở R2= 16,8 ? thì có tỉ số:
=
Suy ra: l2= .l = .600 = 1200 m
8.4 Đặtvào hai đầu dây làm bằng hợp kimcó chiều dài l, tiết diện S1=0,2mm2một hiệu điện thế 32V thì dòng điện qua dây là I1=1,6A. Nếu cũng đặt một hiệu điện thế như vậy vào hai đầu đoạn dây thứ hai cũng làm bằng hợp kim như trên, cùng chiều dìa nhưng có tiết diện S2 thì dòng điện chạy qua dây là I2=3,04A. Tính tiết diện S2 của đoạn dây thứ hai?
8.5 Có hai đoạn dây làm từ cùng một chất, dây thứ nhất dài l1= 60m, có tiết diện S1=0,45mm2 thì có điện trở R1= 8 ?. Hỏi nếu dây thứ hai có tiết diện S2= 0,9 mm2 và có điện trở R2 = 32 ? thì chiều dài l2 bằng bao nhiêu?
8.6 Một dây làm bằng hợp kim dài l1=125m, có tiết diện S1=60 ?. Hỏi một dây khác cũng làm bằng hợp kim như trên dài l2=25m, có điện trở R2=30 ? thì có tiết diện S2 là bao nhiêu?
2,5
I1
m
M
U3
I3
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT