Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động có tác dụng cản trở dòng điện trong mạch. Nó là một trong những linh kiện cơ bản nhất và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các mạch điện và điện tử.
Hạn chế dòng điện: Đây là công dụng phổ biến nhất của điện trở. Bằng cách chọn điện trở có giá trị phù hợp, ta có thể điều chỉnh lượng dòng điện chạy qua một phần của mạch, bảo vệ các linh kiện khác khỏi bị quá dòng.Phân chia điện áp: Điện trở có thể được sử dụng để tạo ra các mức điện áp khác nhau từ một nguồn điện áp duy nhất. Mạch phân áp sử dụng hai hoặc nhiều điện trở mắc nối tiếp để chia điện áp theo tỷ lệ giá trị của chúng.Tạo điện áp thiên vị: Trong các mạch khuếch đại, điện trở được sử dụng để thiết lập điện áp thiên vị cho các transistor hoặc các linh kiện khuếch đại khác, đảm bảo chúng hoạt động trong vùng tuyến tính.Đóng vai trò như tải: Điện trở có thể được sử dụng như một tải để tiêu thụ năng lượng điện, ví dụ như trong mạch kiểm tra nguồn hoặc mạch sưởi.Ổn định dòng điện: Trong một số mạch, điện trở được sử dụng để ổn định dòng điện, giúp dòng điện ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp nguồn hoặc nhiệt độ.Cảm biến: Một số loại điện trở có giá trị thay đổi theo nhiệt độ, ánh sáng, hoặc áp suất, được sử dụng như cảm biến trong các ứng dụng khác nhau.
Điện trở than (Carbon Resistor): Cấu tạo: Làm từ hỗn hợp bột than và chất kết dính. Ưu điểm: Rẻ, dễ sản xuất. Nhược điểm: Độ chính xác thấp, độ ổn định kém, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm. Ứng dụng: Các mạch điện tử thông thường, không đòi hỏi độ chính xác cao.
Điện trở màng than (Carbon Film Resistor): Cấu tạo: Lớp màng than mỏng được lắng đọng trên ống gốm. Ưu điểm: Độ chính xác và độ ổn định tốt hơn điện trở than. Nhược điểm: Giá thành cao hơn điện trở than. Ứng dụng: Các mạch điện tử thông thường, yêu cầu độ chính xác cao hơn một chút.
Điện trở màng kim loại (Metal Film Resistor): Cấu tạo: Lớp màng kim loại mỏng được lắng đọng trên ống gốm. Ưu điểm: Độ chính xác rất cao, độ ổn định tốt, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nhược điểm: Giá thành cao. Ứng dụng: Các mạch điện tử chính xác, mạch đo lường, mạch khuếch đại.
Điện trở dây quấn (Wirewound Resistor): Cấu tạo: Dây kim loại có điện trở suất cao được quấn quanh lõi gốm hoặc vật liệu cách điện. Ưu điểm: Công suất lớn, chịu được dòng điện cao. Nhược điểm: Kích thước lớn, có tính cảm kháng, không thích hợp cho các mạch tần số cao. Ứng dụng: Các mạch nguồn, mạch điều khiển động cơ, mạch sưởi.
Biến trở (Potentiometer): Cấu tạo: Điện trở có thể điều chỉnh được giá trị bằng cách xoay hoặc trượt một con chạy. Ưu điểm: Có thể điều chỉnh điện áp hoặc dòng điện. Nhược điểm: Độ chính xác không cao. Ứng dụng: Điều chỉnh âm lượng, điều chỉnh độ sáng, các mạch điều khiển.
Điện trở nhiệt (Thermistor): Cấu tạo: Điện trở có giá trị thay đổi theo nhiệt độ. Ưu điểm: Độ nhạy cao với nhiệt độ. Nhược điểm: Tính tuyến tính kém. Ứng dụng: Cảm biến nhiệt độ, bảo vệ quá nhiệt.
Điện trở quang (Photoresistor hoặc LDR): Cấu tạo: Điện trở có giá trị thay đổi theo cường độ ánh sáng. Ưu điểm: Độ nhạy cao với ánh sáng. Nhược điểm: Thời gian đáp ứng chậm. Ứng dụng: Cảm biến ánh sáng, điều khiển đèn tự động.
Điện trở SMD (Surface Mount Device Resistor): Cấu tạo: Điện trở được thiết kế để gắn trực tiếp lên bề mặt bảng mạch in (PCB) mà không cần cắm chân. Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp ráp tự động. Nhược điểm: Khó thay thế bằng tay. Ứng dụng: Các mạch điện tử hiện đại, đặc biệt là các thiết bị di động và các thiết bị điện tử nhỏ gọn.
Định nghĩa: Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động có tác dụng cản trở dòng điện trong mạch.Đơn vị đo: Ohm (Ω)Ký hiệu: Trong sơ đồ mạch điện, điện trở được ký hiệu bằng một hình chữ nhật hoặc một đường zig-zag. Đôi khi, nó cũng được ký hiệu bằng chữ "R".
Điện trở hoạt động dựa trên định luật Ohm: V = I * R V: Điện áp (Voltage) đo bằng Volt (V) I: Dòng điện (Current) đo bằng Ampere (A) R: Điện trở (Resistance) đo bằng Ohm (Ω)
Định luật Ohm cho thấy rằng điện áp trên điện trở tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua nó và tỉ lệ với giá trị điện trở. Khi điện trở tăng, dòng điện giảm (nếu điện áp không đổi) và ngược lại. Về mặt vật lý, điện trở cản trở dòng điện do sự va chạm của các electron chuyển động với các nguyên tử trong vật liệu dẫn điện.
Giá trị điện trở (Resistance Value): Được đo bằng Ohm (Ω), Kiloohm (kΩ = 1000 Ω) hoặc Megaohm (MΩ = 1,000,000 Ω). Đây là thông số quan trọng nhất.Sai số (Tolerance): Thể hiện mức độ sai lệch cho phép so với giá trị điện trở danh định. Ví dụ: điện trở có giá trị 100Ω ± 5% có thể có giá trị thực tế từ 95Ω đến 105Ω.Công suất định mức (Power Rating): Là lượng công suất tối đa mà điện trở có thể tiêu tán liên tục mà không bị hỏng. Được đo bằng Watt (W). Nếu vượt quá công suất định mức, điện trở có thể bị quá nhiệt, cháy hoặc thay đổi giá trị.Hệ số nhiệt độ (Temperature Coefficient): Thể hiện sự thay đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ. Được đo bằng ppm/°C (parts per million per degree Celsius).Điện áp làm việc tối đa (Maximum Working Voltage): Là điện áp tối đa mà điện trở có thể chịu được mà không bị đánh thủng điện môi.Điện áp xung tối đa (Maximum Surge Voltage): Là điện áp xung ngắn hạn tối đa mà điện trở có thể chịu được.
Điện trở cắm (Through-hole Resistor): Thường có các vòng màu để biểu thị giá trị điện trở. Có các loại 4 vạch, 5 vạch và 6 vạch. Bạn có thể tìm kiếm các công cụ đọc mã màu điện trở trực tuyến hoặc sử dụng bảng mã màu điện trở.Ví dụ: Điện trở 4 vạch có màu: Nâu, Đen, Đỏ, Vàng Kim. Nâu: 1 Đen: 0 Đỏ: x10^2 (x100) Vàng Kim: ± 5% Vậy giá trị điện trở là: 10 x 100 = 1000 Ω = 1kΩ ± 5%
Điện trở SMD (Surface Mount Device Resistor): Thường có mã số gồm 3 hoặc 4 chữ số.Mã 3 chữ số: Hai chữ số đầu chỉ giá trị, chữ số thứ ba là số mũ của 10. Ví dụ: 103 = 10 x 10^3 = 10000Ω = 10kΩ Mã 4 chữ số: Ba chữ số đầu chỉ giá trị, chữ số thứ tư là số mũ của 10. Ví dụ: 1002 = 100 x 10^2 = 10000Ω = 10kΩ Một số điện trở SMD sử dụng mã chữ và số, cần tham khảo bảng mã của nhà sản xuất.
Mạch phân áp (Voltage Divider): Sử dụng hai hoặc nhiều điện trở mắc nối tiếp để chia điện áp nguồn thành các mức điện áp khác nhau. Ứng dụng trong việc tạo điện áp tham chiếu, điện áp thiên vị.Hạn chế dòng điện (Current Limiting): Sử dụng điện trở để giới hạn dòng điện chạy qua một linh kiện khác, ví dụ như đèn LED.Mạch lọc (Filter Circuit): Kết hợp với tụ điện hoặc cuộn cảm để tạo ra các mạch lọc thông thấp, thông cao, thông dải.Mạch khuếch đại (Amplifier Circuit): Sử dụng điện trở để tạo điện áp thiên vị cho transistor, điều chỉnh hệ số khuếch đại.Mạch bảo vệ (Protection Circuit): Sử dụng điện trở để bảo vệ các linh kiện khác khỏi quá áp, quá dòng.Mạch tạo dao động (Oscillator Circuit): Kết hợp với các linh kiện khác để tạo ra các tín hiệu dao động.Mạch cầu Wheatstone (Wheatstone Bridge): Sử dụng để đo điện trở một cách chính xác.Mạch cảm biến (Sensor Circuit): Sử dụng các loại điện trở đặc biệt như thermistor, photoresistor để cảm nhận các thay đổi về nhiệt độ, ánh sáng.
Chọn đúng giá trị điện trở: Tính toán cẩn thận để chọn điện trở có giá trị phù hợp với yêu cầu của mạch.Chọn đúng công suất định mức: Đảm bảo điện trở có công suất định mức đủ lớn để tiêu tán năng lượng mà không bị quá nhiệt. Thường thì nên chọn điện trở có công suất gấp đôi công suất tính toán.Lắp đặt đúng cách: Đảm bảo điện trở được lắp đặt chắc chắn và tiếp xúc tốt với mạch.Tránh quá nhiệt: Tránh đặt điện trở gần các nguồn nhiệt hoặc trong môi trường có nhiệt độ cao.Kiểm tra định kỳ: Kiểm tra điện trở thường xuyên để đảm bảo chúng vẫn hoạt động bình thường.Lưu ý về tính cảm kháng: Với điện trở dây quấn, cần lưu ý đến tính cảm kháng khi sử dụng trong các mạch tần số cao.ESD (Electrostatic Discharge): Cẩn thận với tĩnh điện khi làm việc với các linh kiện điện tử, đặc biệt là các điện trở có độ chính xác cao. Sử dụng dây nối đất và thảm chống tĩnh điện.
Điện trở tương đương (Equivalent Resistance): Khi mắc nhiều điện trở nối tiếp hoặc song song, ta có thể tính điện trở tương đương để đơn giản hóa mạch.Nối tiếp: R = R1+R2+R3+... +Rn Song song: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn
Mạch điện trở hỗn hợp: Là mạch có cả điện trở mắc nối tiếp và song song.Sử dụng phần mềm mô phỏng mạch điện: Các phần mềm như Proteus, Multisim, LTspice có thể giúp bạn mô phỏng mạch điện và kiểm tra hoạt động của điện trở.
