Tìm hiểu khái niệm điện trở suất, công thức và ý nghĩa

Trong quá trình lựa chọn dây dẫn cho hệ thống điện trong nhà hoặc cho công trình thì thông số điện trở suất được biết đến là một trong những khái niệm quan trọng và cần phải chú ý đến. Vậy điện trở suất là gì, công thức tính và ý nghĩa của điện trở suất ra sao? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thông tin dưới đây của bài viết.

Tìm hiểu khái niệm điện trở suất

Điện trở suất được biết đến là một trong những đại lượng vật lý đặc trực cho khả năng cản trở quá trình dịch chuyển của các hạt mang điện của mỗi chất. Bạn có thể hiểu đơn giản là mỗi vật liệu khác nhau sẽ có một đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện, đại lượng đo có thể phục thuộc vào tiết diện, kích thước hoặc chiều dài và đại lượng này gọi là điện trở suất.

Tìm hiểu điện trở suất là gì?

Ω.m (Ohm.met) là đơn vị điện trở suất.

Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì việc dẫn điện của vật liệu càng tốt. Thông thường thì những vật liệu có mức điện trở suất cao thì sẽ được sử dụng làm vật liệu cách điện và ngược lại chỉ số điện trở suất thấp sẽ được sử dụng làm vật liệu dẫn điện.

Ví dụ như: Đồng và nhôm đều là những vật liệu có điện trở suất thấp nên được sử dụng làm lõi của các loại dây dẫn điện.

Trong thực tế thì điện trở suất của vật liệu sẽ phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố khác nhau như nhiệt độ, mất độ điện tử tự do có trong chất, cơ chế tán xạ của điện tử trong vật chất,…

Vậy thực tế, điện trở suất của các chất liệu có liên quan như thế nào với nhiệt độ? Thông thường đối với những vật liệu làm bằng kim loại thì điện trở suất sẽ tỷ lệ thuận với nhiệt độ và ngược lại, đối với những vật liệu bán dẫn thì điện trở suất sẽ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và khi nhiệt độ càng cao thì điện trở suất sẽ càng thấp.

Công thức tính điện trở suất

Công thức điện trở suất như sau:

ρ = R.(S/l)

Trong đó:

ρ: là điện trở suất

R: là điện trở

S: là tiết diện ngang

l: là chiều dài của vật dẫn

Ngoài ra theo định luật Ohm vi phân thì điện trở suất sẽ được định nghĩa theo công thức sau:

ρ = E/J

Công thức tính điện trở suất

Trong đó:

E: là cường độ điện trường

J: là mật động dòng điện
Bạn có thể sử dụng các thiết bị đo như đồng hồ đo điện trở cách điện để có thể đo và kiểm tra khả năng cách điện của vật liệu.

Bên cạnh, công thức tính điện trở suất trên, bạn cũng có thể áp dụng công thức dưới đây để tính điện trở suất.

R = ρ.(l/S)

Trong đó:

R: là điện trở
S: là tiết diện ngang
l: là chiều dài của vật dẫn
ρ: là điện trở suất

Điện trở suất của dây dẫn sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài l của dây dẫn, đồng thời tỷ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn và phụ thuộc vào vật liệu làm lên dây dẫn.

Công thức tính điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ:

Công thức tính điện trở suất của kim loại phụ thuộc theo nhiệt độ dần đúng theo bảng hàm bậc 1: P = p0 [1 + α(t – t0)], trong đó p0 là điện trở suất của kim loại ở t0 ℃
Công thức tính điện trở suất của kim loại tăng theo đúng hàm bậc 1: Rt = r0[1 + α(t – t0)] Với r0 là điện trở ở t0 ℃ và α (K-1) là hệ số nhiệt của điện trở.

Ý nghĩa của điện trở suất

Điện trở suất là một trong những đại lượng vật lý được sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống và nó có ý nghĩa vô cùng quan trọng, cho phép người dùng biết được các hạng mục điện, điện tử sử dụng loại vật liệu nào phù hợp nhất với công suất và mục đích sử dụng để đảm bảo an toàn trong quá trình thi công và sử dụng.

Ý nghĩa của điện trở suất

Ví dụ trong một số trường hợp như ứng dụng làm dây dẫn điện thông thường, một dân dẫn điện tốt phải bắt buộc phải có chỉ số điện trở suất thấp thì mới có thể mang lại hiệu quả dẫn điện tuyệt vời. Vì vậy, những vật liệu dẫn điện kém sẽ được được sử dụng làm dây dẫn điện mà thay vào đó người ta sẽ chọn lựa các vật liệu có điện trở suất thật như đồng, nhôm để làm dây dẫn điện.

Chỉ số điện trở suất của đồng thông thường chỉ vào khoảng 1.72×10-8 Ωm, cộng thêm đó là giá thành rẻ nên rất thích hợp để làm dây dẫn điện. Mặc dù, một số vật liệu khác như bạc, vàng có điện trở suất thấp nhưng do giá thành cao nên không được sử dụng trong dây dẫn điện.

Bạn có thể tham khảo thêm về điện trở suất của một số kim loại trong bảng dưới đây.

BẢNG ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU (Theo Wikipedia)

Vật liệu

Điện trở suất Ωm, ở 20°C

Bạc

1,59×10−8

Đồng

1,72×10−8

Vàng

2,44×10−8

Nhôm

2,82×10−8

Tungsten

5,6×10−8

Hợp kim Cu-Zn

0,8×10−7

Sắt

1,0×10−7

Bạch kim

1,1×10−7

Chì

2,2×10−7

Mangan

4,4×10−7

Constantan

4,9×10−7

Thủy ngân

9,8×10−7

Nikelin

0,4×10−6

Nichrome

1,10×10−6

Cacbon

3,5×10−5

Gecmani

4,6×10−1

Silic

6,40×102

Thủy tinh

1010 tới 1014

Cao su

1013

Lưu huỳnh

1015

Parafin

1017

Thạch anh

7,5×1017

PET

1020

Teflon

1022 tới 1024

Ngoài ra, trong thực tế điện trở suất đóng một vai trò then chốt trong quá trình sản xuất các linh kiện điện tử. Đối với mạch tích hợp thì điện trở suất trong mạch mang một yếu tố vô cùng quan trọng. Một số khu vực trong mạch cần điện trở suất thấp và có thể kết nối với các khu vực khác trong mạch. Trong khi các vật liệu khác lại cần cách ly với từng khu vực khác nhau. Lúc này điện trở suất là yếu tố cần để có thể làm tốt nhiệm vụ này.

Trên đây là một số thông tin liên quan tới điện trở suất mà dientusangtaovn.com gửi đến bạn. Hy vọng, với những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong học tập và cuộc sống.