Định luật Ohm

Mọi mạch điện bạn lắp ráp — từ một chiếc đèn pin đơn giản đến bộ sạc điện thoại — đều dựa trên cùng ba đại lượng: pin đẩy mạnh đến mức nào (hiệu điện thế), kết quả là bao nhiêu điện tích chạy qua (cường độ dòng điện), và các linh kiện trên đường đi cản trở dòng chảy đó mạnh đến đâu (điện trở). Đối với các phần ôm, định luật Ohm, V = IR, gắn kết ba đại lượng này bằng một quan hệ tỷ lệ đơn giản đến mức có thể dự đoán hành vi của mạch điện chỉ bằng số học cơ bản, và nó là nền tảng cho mọi kỹ thuật phân tích mạch điện phức tạp hơn ra đời sau đó, từ mạch nối tiếp và song song cho đến mạch điện xoay chiều dùng trong các thiết bị điện tử thực tế.

Ý nghĩa của V = IR

Định luật Ohm phát biểu rằng hiệu điện thế trên một điện trở bằng dòng điện đi qua nó nhân với điện trở của nó. Nếu điện trở không đổi, tăng hiệu điện thế sẽ làm dòng điện tăng theo tỉ lệ thuận.

Mạch nối tiếp

Trong mạch nối tiếp, cùng một dòng điện đi qua mọi điện trở vì chỉ có một đường đi. Hiệu điện thế nguồn được chia cho các linh kiện, nên các độ giảm điện áp cộng lại thành điện áp tổng.

Định Luật Ohm

Trong một mạch điện, hiệu điện thế là lực đẩy điện và dòng điện là dòng chảy điện tích mà nó tạo ra. Định luật Ohm nói rằng dòng điện qua một điện trở tỉ lệ thuận với hiệu điện thế trên nó — và điện trở cho biết điện trở đó cản trở dòng điện mạnh đến mức nào.

Công thức

V = I · R

V — hiệu điện thế (V): lực đẩy điện trên linh kiện
I — dòng điện (A): dòng chảy điện tích qua linh kiện
R — điện trở (Ω): linh kiện cản trở dòng điện mạnh đến mức nào

Ví dụ đã giải

Một pin 9 V được nối với một điện trở 3 Ω. Dòng điện chạy qua là bao nhiêu?

V = 9 V
R = 3 Ω

I = V / R
I = 9 V / 3 Ω

I = 3 A

Tự kiểm tra

Cùng pin 9 V được nối với điện trở lớn hơn, 9 Ω. Dòng điện chạy giờ là bao nhiêu?

3 A
Đáp án đúng: 1 A
81 A

Đúng! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — điện trở tăng gấp ba, dòng điện còn một phần ba.

Bạn thấy điều này ở đâu

Một chiếc đèn pin mờ dần đều đặn khi pin của nó yếu dần — hiệu điện thế thấp hơn nghĩa là lực đẩy yếu hơn, nên dòng điện chạy qua bóng đèn nhỏ hơn và ánh sáng càng mờ. Núm chỉnh độ sáng của đèn phòng khách chính là định luật đó dưới dạng một núm xoay: xoay nó làm tăng điện trở trong mạch, và dòng điện — cùng ánh sáng — giảm theo.

Những sai lầm phổ biến

Sai lầm dai dẳng nhất là coi V, I và R như ba thông số độc lập — chúng không độc lập: pin ấn định hiệu điện thế, linh kiện ấn định điện trở, còn dòng điện là hệ quả, I = V / R. Thay một điện trở 3 Ω bằng 9 Ω trên cùng một pin 9 V thì dòng điện giảm từ 3 A xuống đúng 1 A — điện trở gấp ba, dòng điện còn một phần ba. Sai lầm thứ hai là tưởng rằng dòng điện yếu dần khi đi quanh vòng mạch; dòng điện là một giá trị duy nhất do toàn bộ mạch quyết định.

Nó liên kết như thế nào

Đây chính là bộ từ vựng mà toàn bộ chủ đề mạch điện dùng để nói — hiệu điện thế là lực đẩy, dòng điện là dòng chảy, điện trở là sự cản trở — và mọi quy tắc về sau đều quy về nó. Các định luật Kirchhoff, phần tiếp theo, lấy mối quan hệ của một điện trở đơn này và áp dụng nó vào các điểm nút cùng các vòng mạch, nhờ đó mạch có nhiều nhánh có thể được giải ra thay vì chỉ để chiêm ngưỡng.