Công thức tính điện trở là gì? 5 Công thức Phổ Biến Nhất Thợ Gia Đình Cần Biết

Chào các bạn! Thợ Gia Đình lại có dịp chia sẻ với nhà mình một kiến thức rất cơ bản nhưng cực kỳ quan trọng trong ngành điện – điện tử: điện trở và các Công Thức Tính điện Trở. Nếu bạn là người mới bắt đầu tìm hiểu về điện, hoặc đơn giản là muốn hiểu rõ hơn về những con linh kiện nhỏ bé có mặt khắp nơi trong các thiết bị điện nhà mình, thì bài viết này chính là dành cho bạn đấy!

Điện trở giống như một “cảnh sát giao thông” điều tiết dòng điện vậy. Hiểu về nó và biết cách tính toán sẽ giúp chúng ta rất nhiều khi sửa chữa, thiết kế mạch điện đơn giản hoặc thậm chí là đọc hiểu các sơ đồ kỹ thuật.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá mọi thứ từ A đến Z về điện trở và các công thức liên quan một cách thật đơn giản, dễ hiểu nhé!

Mục lục

Điện trở là gì?
Ý nghĩa của Điện trở trong Mạch Điện
Ứng dụng thực tế của Điện trở
Các Công thức Tính Điện trở Chi Tiết và Dễ Hiểu
Cách đo điện trở bằng Đồng hồ Vạn năng
Một số Câu hỏi Thường gặp về Điện trở và Cách Tính
Lời kết từ Thợ Gia Đình

Điện trở là gì?

Đầu tiên, chúng ta cần hiểu điện trở là gì đã nhé. Các bạn cứ hình dung dòng điện giống như dòng nước chảy trong ống nước vậy. Điện trở chính là sự “cản trở” dòng nước chảy qua ống đó. Một ống nước hẹp, dài, hoặc có nhiều vật cản bên trong sẽ cản trở dòng nước nhiều hơn một ống rộng, ngắn và thông thoáng đúng không nào?

Trong mạch điện cũng vậy, điện trở là đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của một vật liệu hay một linh kiện nào đó. Vật liệu nào cản trở dòng điện càng nhiều thì có điện trở càng lớn, và ngược lại.

Đơn vị đo điện trở là Ohm, ký hiệu là Ω (đọc là Ôm). Ký hiệu của điện trở trong sơ đồ mạch điện thường là hình răng cưa (tiêu chuẩn Mỹ) hoặc hình chữ nhật (tiêu chuẩn Châu Âu).

Dien tro la dai luong can tro dong dien don vi do la Ohm

Ý nghĩa của Điện trở trong Mạch Điện

Vậy tại sao chúng ta lại cần đến điện trở? Chẳng phải chúng ta muốn dòng điện chảy càng “thoáng” càng tốt sao?

Không hẳn các bạn ạ. Điện trở có vai trò rất quan trọng trong việc điều khiển và kiểm soát dòng điện trong mạch. Nó giúp chúng ta:

Hạn chế dòng điện: Nhiều linh kiện điện tử chỉ hoạt động an toàn trong một giới hạn dòng điện nhất định. Điện trở được dùng để giảm dòng điện đi qua chúng, tránh bị hỏng. Ví dụ điển hình là mắc điện trở nối tiếp với đèn LED.
Phân chia điện áp: Điện trở có thể được dùng để tạo ra các mức điện áp khác nhau từ một nguồn điện duy nhất. Điều này rất hữu ích trong các mạch điều khiển.
Biến đổi năng lượng: Khi dòng điện chạy qua điện trở, một phần năng lượng điện sẽ bị biến đổi thành nhiệt năng (hiệu ứng Joule). Ứng dụng này được dùng trong các thiết bị tỏa nhiệt như bàn ủi, bếp điện, ấm đun nước…
Tạo tín hiệu: Trong các mạch điện tử phức tạp, điện trở kết hợp với các linh kiện khác như tụ điện, cuộn cảm để tạo ra các tín hiệu có dạng và tần số mong muốn.

Ứng dụng thực tế của Điện trở

Các bạn có để ý không, điện trở xuất hiện ở khắp mọi nơi trong cuộc sống hàng ngày:

Trong bộ sạc điện thoại: Có các điện trở để điều chỉnh dòng sạc cho phù hợp với pin.
Trong đèn LED: Điện trở nối tiếp giúp đèn LED không bị cháy bởi dòng điện quá lớn.
Trong các thiết bị nhiệt: Bàn ủi, bếp điện, máy sấy tóc đều dùng dây điện trở để tạo nhiệt.
Trong các mạch điều khiển: Volume âm thanh trên loa, chiết áp điều chỉnh tốc độ quạt… thực chất là các loại biến trở (điện trở có thể thay đổi giá trị).
Trong máy tính, tivi, tủ lạnh: Hầu như tất cả các bảng mạch điện tử đều có vô số các điện trở nhỏ xíu để đảm bảo mạch hoạt động đúng.

Có thể nói, điện trở là một trong những linh kiện điện tử cơ bản và phổ biến nhất.

Các Công thức Tính Điện trở Chi Tiết và Dễ Hiểu

Bây giờ chúng ta sẽ đi vào phần chính: làm sao để tính toán giá trị điện trở trong các trường hợp khác nhau? Thợ Gia Đình sẽ giới thiệu cho các bạn những công thức tính điện trở thông dụng và dễ áp dụng nhất nhé.

Công thức tính điện trở theo Định luật Ohm

Đây là công thức cơ bản nhất và nền tảng của nhiều phép tính trong mạch điện một chiều. Định luật Ohm mô tả mối quan hệ giữa Điện áp (U), Dòng điện (I) và Điện trở (R) trong một đoạn mạch.

Nội dung Định luật Ohm: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch đó và tỉ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch.

Công thức:

U = I * R

Từ công thức gốc này, chúng ta có thể suy ra công thức tính điện trở:

R = U / I

Trong đó:

R: Điện trở của đoạn mạch (đo bằng Ohm, Ω)
U: Hiệu điện thế (điện áp) đặt vào hai đầu đoạn mạch (đo bằng Volt, V)
I: Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch (đo bằng Ampere, A)

Ví dụ minh họa:

Giả sử bạn có một bóng đèn hoạt động ở điện áp 12V và dòng điện chạy qua nó là 0.5A. Điện trở của bóng đèn này là bao nhiêu?

Áp dụng công thức R = U / I:
R = 12V / 0.5A = 24 Ω

Vậy điện trở của bóng đèn là 24 Ohm. Công thức này cực kỳ hữu ích khi bạn biết được điện áp và dòng điện đi qua một linh kiện và muốn xác định giá trị điện trở của nó.

Công thức tính điện trở theo Cấu tạo vật lý

Không chỉ phụ thuộc vào điện áp và dòng điện (khi đã hoạt động trong mạch), giá trị điện trở của một vật dẫn còn phụ thuộc vào chính bản thân vật liệu làm ra nó và kích thước hình học của nó.

Công thức:

R = ρ * (L / A)

Trong đó:

R: Điện trở của vật dẫn (Ω)
ρ (rho): Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn (Ω.m). Đây là một hằng số đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của chất liệu đó (ví dụ: đồng, nhôm, sắt…). Điện trở suất càng nhỏ thì vật liệu dẫn điện càng tốt.
L: Chiều dài của vật dẫn (m)
A: Tiết diện ngang của vật dẫn (m²)

Ý nghĩa của công thức này:

Chiều dài (L): Dây càng dài thì điện trở càng lớn. Giống như đường đi càng xa thì càng khó đi vậy đó.
Tiết diện (A): Dây càng to (tiết diện càng lớn) thì điện trở càng nhỏ. Giống như đường càng rộng thì xe cộ đi lại càng dễ dàng.
Điện trở suất (ρ): Vật liệu có điện trở suất lớn (như sắt) sẽ có điện trở lớn hơn vật liệu có điện trở suất nhỏ (như đồng) với cùng kích thước.

Cong thuc tinh dien tro day dan phu thuoc chat lieu chieu dai tiet dien

Ví dụ minh họa:

Giả sử bạn có một đoạn dây đồng dài 100m, có đường kính 1mm. Điện trở suất của đồng là khoảng 1.7 x 10⁻⁸ Ω.m. Hãy tính điện trở của đoạn dây này.

Đường kính d = 1mm = 0.001m
Bán kính r = d / 2 = 0.0005m
Tiết diện A = π r² = π (0.0005)² ≈ 7.85 x 10⁻⁷ m²
Chiều dài L = 100m
Điện trở suất ρ = 1.7 x 10⁻⁸ Ω.m

Áp dụng công thức R = ρ * (L / A):
R = (1.7 x 10⁻⁸ Ω.m) * (100 m / 7.85 x 10⁻⁷ m²)
R ≈ (1.7 x 10⁻⁶) / (7.85 x 10⁻⁷) Ω
R ≈ 2.16 Ω

Như vậy, đoạn dây đồng dài 100m, đường kính 1mm có điện trở khoảng 2.16 Ohm. Công thức này giúp bạn tính toán điện trở của dây dẫn hoặc vật liệu dựa trên đặc tính vật lý của chúng.

Công thức tính điện trở khi mắc nối tiếp

Khi các điện trở được mắc nối tiếp, chúng được nối liền nhau thành một hàng, dòng điện chỉ có một đường để đi qua tất cả các điện trở. Lúc này, tổng điện trở của cả đoạn mạch sẽ bằng tổng giá trị của từng điện trở thành phần.

Công thức:

R_tổng = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

Trong đó:

R_tổng: Tổng điện trở của đoạn mạch mắc nối tiếp.
R1, R2, … Rn: Giá trị của từng điện trở thành phần.

So do mach dien gom cac dien tro mac noi tiep cach tinh tong

Ví dụ minh họa:

Bạn có 3 điện trở với giá trị lần lượt là R1 = 10Ω, R2 = 22Ω, R3 = 33Ω mắc nối tiếp với nhau. Tổng điện trở của đoạn mạch này là bao nhiêu?

Áp dụng công thức R_tổng = R1 + R2 + R3:
R_tổng = 10Ω + 22Ω + 33Ω = 65Ω

Tổng điện trở khi mắc nối tiếp đơn giản chỉ là cộng các giá trị lại với nhau. Điện trở tương đương của mạch nối tiếp luôn lớn hơn giá trị của bất kỳ điện trở thành phần nào.

Công thức tính điện trở khi mắc song song

Khi các điện trở được mắc song song, chúng được nối vào cùng hai điểm chung trong mạch. Dòng điện đến điểm chung này sẽ “rẽ nhánh” để đi qua các điện trở khác nhau, sau đó lại nhập lại ở điểm chung còn lại.

Lúc này, việc tính tổng điện trở sẽ hơi khác một chút. Điện trở tổng (hay còn gọi là điện trở tương đương) của đoạn mạch mắc song song được tính theo công thức nghịch đảo.

Công thức:

1 / R_tổng = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ... + 1 / Rn

Từ công thức này, để tìm R_tổng, bạn cần tính tổng các nghịch đảo, sau đó lấy nghịch đảo của kết quả đó.

Một trường hợp đặc biệt và hay dùng là khi chỉ có 2 điện trở mắc song song:

R_tổng = (R1 * R2) / (R1 + R2)

So do mach dien gom cac dien tro mac song song cach tinh tong

Ví dụ minh họa:

Bạn có 2 điện trở R1 = 10Ω và R2 = 15Ω mắc song song. Tổng điện trở của đoạn mạch này là bao nhiêu?

Cách 1 (dùng công thức tổng quát):
1 / R_tổng = 1 / R1 + 1 / R2
1 / R_tổng = 1 / 10 + 1 / 15
1 / R_tổng = 3/30 + 2/30 = 5/30 = 1/6
R_tổng = 6Ω
Cách 2 (dùng công thức cho 2 điện trở):
R_tổng = (R1 R2) / (R1 + R2)
R_tổng = (10 15) / (10 + 15)
R_tổng = 150 / 25 = 6Ω

Cả hai cách đều cho kết quả R_tổng = 6Ω. Khi mắc song song, điện trở tương đương của mạch luôn nhỏ hơn giá trị của điện trở thành phần nhỏ nhất. Điều này cho thấy mắc song song giúp “mở rộng đường đi” cho dòng điện, làm giảm tổng trở.

Công thức tính điện trở phụ thuộc nhiệt độ

Giá trị điện trở của hầu hết các vật liệu dẫn điện và bán dẫn không phải là hằng số tuyệt đối, mà nó thay đổi theo nhiệt độ. Đối với đa số kim loại, khi nhiệt độ tăng, điện trở sẽ tăng lên.

Công thức (đơn giản):

R_T = R_0 * (1 + α * ΔT)

Trong đó:

R_T: Điện trở ở nhiệt độ T (°C hoặc K)
R_0: Điện trở ở nhiệt độ tham chiếu T₀ (thường là 0°C hoặc 20°C)
α (alpha): Hệ số nhiệt điện trở của vật liệu (đơn vị là K⁻¹ hoặc °C⁻¹). Giá trị này đặc trưng cho mức độ thay đổi điện trở theo nhiệt độ của vật liệu đó.
ΔT: Độ chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ tham chiếu (ΔT = T – T₀)

Công thức này giúp giải thích tại sao các thiết bị tỏa nhiệt như bếp điện lại có điện trở tăng lên khi hoạt động nóng, hoặc tại sao điện trở của dây dẫn trong nhà có thể thay đổi một chút theo nhiệt độ môi trường.

Cách đo điện trở bằng Đồng hồ Vạn năng

Ngoài việc tính toán bằng công thức tính điện trở, trong thực tế, cách phổ biến nhất để biết giá trị điện trở của một linh kiện là sử dụng đồng hồ vạn năng (multimeter).

Các bước cơ bản để đo điện trở bằng đồng hồ vạn năng:

Chuẩn bị: Đảm bảo linh kiện cần đo đã ngắt kết nối khỏi nguồn điện hoàn toàn. Đo điện trở khi đang có điện áp trong mạch có thể làm hỏng đồng hồ hoặc linh kiện.
Chọn chức năng: Xoay nút chọn trên đồng hồ về thang đo điện trở (thường ký hiệu bằng chữ Ω).
Chọn thang đo phù hợp: Nếu không biết trước giá trị điện trở, hãy bắt đầu với thang đo cao nhất, sau đó giảm dần cho đến khi thu được kết quả đọc chính xác và ổn định nhất. Ví dụ: nếu bạn đo một điện trở khoảng vài trăm Ohm, bắt đầu từ thang 2MΩ, rồi xuống 200kΩ, 20kΩ, 2kΩ, 200Ω.
Kết nối que đo: Cắm que đo màu đen vào cổng COM, que đo màu đỏ vào cổng VΩmA hoặc cổng có ký hiệu Ω.
Đo: Chạm hai đầu que đo vào hai đầu (hai chân) của điện trở cần đo.
Đọc kết quả: Giá trị điện trở sẽ hiển thị trên màn hình số của đồng hồ.

Cach do gia tri dien tro bang dong ho van nang ky thuat so

Lưu ý: Khi đo điện trở có giá trị rất lớn, bạn không nên chạm tay vào cả hai đầu que đo và điện trở cùng lúc, vì điện trở của cơ thể người cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.

Một số Câu hỏi Thường gặp về Điện trở và Cách Tính

Khi tìm hiểu về công thức tính điện trở, có thể bạn sẽ gặp một vài thắc mắc. Dưới đây là một số câu hỏi Thợ Gia Đình thường nhận được:

Tại sao cần học các công thức tính điện trở khi đã có đồng hồ đo?
Đồng hồ đo giúp bạn kiểm tra giá trị thực tế của một linh kiện có sẵn. Các công thức giúp bạn:
- Thiết kế mạch mới, chọn linh kiện phù hợp trước khi mua.
- Phân tích mạch đã có, hiểu cách dòng điện/điện áp phân bố.
- Tính toán giá trị tổng trở của các nhóm điện trở phức tạp (nối tiếp, song song, hỗn hợp).
- Hiểu được sự ảnh hưởng của vật liệu, kích thước, nhiệt độ đến điện trở.
  Nói chung, công thức giúp bạn hiểu “tại sao” và “làm thế nào” mạch điện hoạt động, chứ không chỉ là “nó bằng bao nhiêu”.
Điện trở suất (ρ) khác gì điện trở (R)?
Điện trở suất (ρ) là một đặc tính của vật liệu (như đồng, nhôm, carbon), cho biết khả năng cản trở dòng điện của bản thân chất liệu đó trên một đơn vị kích thước nhất định (thường là 1m dài, tiết diện 1m²).
Điện trở (R) là giá trị cản trở dòng điện của một linh kiện cụ thể được làm từ vật liệu đó, với một chiều dài (L) và tiết diện (A) xác định.
Công thức R = ρ * (L / A) thể hiện rõ mối quan hệ này: điện trở của vật dẫn phụ thuộc vào điện trở suất của vật liệu làm ra nó, chiều dài và tiết diện của vật đó.
Làm sao để biết giá trị của điện trở nhỏ xíu trên mạch điện?
Các điện trở nhỏ thường có các vạch màu trên thân để thể hiện giá trị của chúng theo một quy ước gọi là “mã màu điện trở”. Có các bảng tra mã màu hoặc ứng dụng trên điện thoại giúp bạn đọc giá trị này. Đây là một kỹ năng rất hữu ích trong sửa chữa điện tử. (Thợ Gia Đình có thể chia sẻ thêm về mã màu điện trở trong một bài viết khác nhé!)
Có phải điện trở nào cũng có công suất định mức không?
Đúng vậy. Khi dòng điện chạy qua điện trở, nó tỏa nhiệt. Công suất tỏa nhiệt được tính bằng công thức P = I² R hoặc P = U I hoặc P = U² / R. Điện trở chỉ có thể chịu được một lượng nhiệt nhất định trước khi bị hỏng. Công suất định mức (đo bằng Watt – W) cho biết khả năng chịu nhiệt tối đa của điện trở đó. Khi sử dụng, bạn cần đảm bảo công suất thực tế trên điện trở nhỏ hơn công suất định mức của nó.
Công thức tính điện trở có áp dụng cho mạch xoay chiều không?
Các công thức R = U/I, R = ρ * (L / A), tính R_tổng nối tiếp và song song vẫn đúng cho phần điện trở thuần trong mạch xoay chiều. Tuy nhiên, trong mạch xoay chiều còn có thêm khái niệm “trở kháng” (ký hiệu Z), bao gồm cả sự cản trở của cuộn cảm (cảm kháng) và tụ điện (dung kháng). Trở kháng được tính toán phức tạp hơn, sử dụng số phức. Các công thức điện trở chúng ta học hôm nay là nền tảng vững chắc cho việc tìm hiểu về trở kháng sau này.

Lời kết từ Thợ Gia Đình

Hiểu và nắm vững các công thức tính điện trở là bước đệm quan trọng để các bạn tiến sâu hơn vào thế giới điện và điện tử. Đừng ngại thực hành với các ví dụ, hoặc thử tính toán các mạch điện đơn giản mà bạn gặp nhé.

Kiến thức điện là cả một biển rộng, nhưng chỉ cần kiên trì tìm hiểu từ những điều cơ bản nhất, các bạn sẽ thấy nó không hề khó khăn như mình nghĩ đâu. Thợ Gia Đình luôn sẵn lòng giải đáp các thắc mắc của các bạn.

Nếu bạn cần tư vấn kỹ thuật chuyên sâu hơn, kiểm tra, sửa chữa các thiết bị điện trong gia đình, hoặc lắp đặt hệ thống điện, đừng ngần ngại liên hệ với Thợ Gia Đình nhé. Chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

Địa chỉ: 42/23 Nguyễn Đình Chiểu, Đakao, Quận 1, TPHCM
VP1: 125/3/5 Lê Đại Hành, Hai Bà Trưng, Hà Nội

Chúc các bạn học tốt và ứng dụng hiệu quả kiến thức về điện trở!

Xem thêm: