Dòng điện là một trong những phần kiến thức quan trọng trong bộ môn Vật Lý, thường gặp trong nhiều đề thi và được ứng dụng phổ biến trong thực tế để phục vụ cho cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên điều kiện để có dòng điện là gì là điều không phải ai cũng nắm được. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu tất cả thông tin về dòng điện qua bài viết dưới đây.
Dòng điện là gì?
Dòng điện được hiểu là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện tích, thường là các hạt electron ở trong một môi trường như kim loại, chất khí, chất điện phân hay chất bán dẫn. Dòng điện được đo bằng số lượng electron đi qua một điểm nhất định trong một giây. Điều đó có nghĩa là nếu có nhiều electron đi qua một điểm nhất định hơn thì dòng điện sẽ lớn hơn. Đơn vị được dùng để đo dòng điện là Ampe hoặc amp.
Dòng điện có mấy loại
Dòng điện được chia thành 2 loại là dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC)
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có sự thay đổi hướng theo định kỳ. Độ lớn của dòng điện thay đổi theo thời gian, các electron tự do sẽ di chuyển thành 2 hướng. Dòng điện xoay chiều có thể chuyển đổi từ giá trị cao sang thấp và ngược lại nhờ có máy biến áp. Từ những đặc điểm như vậy mà dòng điện xoay chiều thường được sử dụng trong truyền tải và phân phối.
Dòng điện một chiều
Dòng điện một chiều hay còn gọi là dòng điện trực tiếp là dòng điện có điện tích bên trong dây dẫn chạy theo một hướng. Độ lớn của dòng điện một chiều luôn không đổi và tần số của dòng điện này bằng 0. Chính vì đặc tính này mà dòng điện một chiều thường được ứng dụng trong sản xuất các thiết bị điện tử, điện thoại di động, xe điện,…
Cường độ dòng điện là gì
Cường độ dòng điện là một đại lượng dùng để đo lường độ mạnh yếu của dòng điện, hay nói cách khác là đo lường số lượng điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện càng bé thì dòng điện càng yếu và ngược lại.
Đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe, được kí hiệu là A. Đơn vị này được lấy theo tên của nhà toán học và vật lý nổi tiếng người Pháp André Marie Ampère. Ông đã tạo ra nhiều thiết bị đo lường được dùng cho các thí nghiệm của chính mình. Những thiết bị này là tiền thân của Ampe kế sau này. Và cường độ dòng điện được đo bằng Ampe kế.
Cường độ dòng điện một chiều đo lường độ lớn của dòng điện một chiều, được ký hiệu là DC. Trong kỹ thuật điện, dòng dịch chuyển đồng hướng của các hạt mang điện trong môi trường dẫn điện chính là cường độ dòng điện một chiều. Độ lớn của dòng điện này có thể tăng hoặc giảm, tuy nhiên nó không thể đổi chiều. Chiều dịch chuyển theo quy ước là từ dương (+) sang âm (-). Dòng điện một chiều có thể biến đổi linh hoạt giữa DC và AC qua các mạch điện đặc biệt. Trong thực tiễn, dòng điện một chiều được tạo ra từ những nguồn năng lượng như năng lượng mặt trời, pin, ắc quy,…
Cường độ dòng điện xoay chiều đo lường độ lớn của dòng điện xoay chiều, được ký hiệu là AC. Không giống với dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều có thể thay đổi chiều và cường độ tuần hoàn theo các chu kỳ khác nhau. Dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong thực tiễn là mạng điện chung được cung cấp bởi các nhà máy điện lớn.
Xem thêm các môn học bằng tiếng Anh
Công thức tính cường độ dòng điện
Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm
I = U / R
Trong đó:
- I biểu thị cường độ dòng điện (đơn vị A)
- U biểu thị hiệu điện thế (đơn vị V)
- R biểu thị điện trở (đơn vị Ω)
Công thức tính cường độ dòng điện không đổi
Cường độ dòng điện không đổi được tính bằng công thức
I = q / t
Trong đó:
- I biểu thị cường độ dòng điện không đổi (A)
- q biểu thị điện lượng dịch chuyển.iqua tiết diện phẳng vật dẫn (C)
- t biểu thị thời gian điện lượng di chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s)
Công thức tính cường độ dòng điện cực đại
I0 = I.√2
Trong đó
- I0 biểu thị cường độ dòng điện cực đại (A)
Công thức tính cường độ dòng điện trung bình
Itb=ΔQ/Δt
Trong đó
- Itb biểu thị cường độ dòng điện trung bình (A)
- Δt biểu thị một khoảng thời gian được xét nhỏ (s)
- ΔQ biểu thị điện lượng được xét trong khoảng thời gian Δt
Công thức tính cường độ dòng điện tức thời
I = dQ/ dt
hoặc
I=P/U
Trong đó
- P biểu thị công suất tiêu thụ của thiết bị điện (W)
- U là hiệu điện thế (V)
Công thức tính cường độ dòng điện bão hòa
Ie=ne.e
Trong đó
- ne biểu thị số electron quang điện từ catot đến anot trong 1 giây
- e biểu thị điện tích electron
Tham khảo thêm nhiều tài liệu Vật lý hay tại AMA
Công thức tính cường độ dòng điện 3 pha
I = P/(√3 x U x cosphi x hiệu suất)
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật Ôm
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc nối tiếp
Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi thời điểm
I = I1 = I2 = … = In
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song song
Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch rẽ.
I = I1 + I2+ … + In
Điều kiện để có dòng điện là
Điều kiện để có dòng điện là cần phải duy trì được hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn. Khi đó, dòng điện sẽ được duy trì.
Cách để nhận biết dòng điện có thể chạy qua một vật dẫn hay không thì chúng ta làm như sau:
- Dùng ampe kế đo dòng điện
- Sử dụng từ của dòng điện: đặt một kim nam châm (loại kim nam châm có thể quay tự do trên một mũi nhọn) gần vật dẫn. Quan sát nếu thấy kim nam châm lệch khỏi hướng B - N thì trong dây dẫn có dòng điện chạy qua.
Tác dụng của dòng điện
Tác dụng làm nóng: Khi dòng điện đi qua một dây dẫn sẽ làm cho nhiệt độ của dây dẫn tăng lên, đây được gọi là hiệu ứng làm nóng của dòng điện. Một số thiết bị hoạt động dựa trên hiệu ứng làm nóng của dòng điện gồm máy nước nóng, bóng đèn,…
Tác dụng từ: Khi dòng điện đi qua dây dẫn, sẽ có một từ trường được tạo ra xung quanh dây dẫn đó. Từ trường này được gọi là hiệu ứng từ của dòng điện. Các thiết bị hoạt động dựa trên hoạt động của hiệu ứng từ là nam châm điện, động cơ điện,…
Trên đây là toàn bộ những thông tin của AMA về dòng điện và điều kiện để có dòng điện là gì. Có thể thấy rằng, vai trò của dòng điện trong đời sống hàng ngày là vô cùng quan trọng. Hy vọng rằng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn đọc khi đang có nhu cầu tìm hiểu về nội dung này.