Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện

Bạn đang xem: Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện tại Trường THPT Diễn Châu 2 – Nghệ An Có thể ngày nay chúng ta sử dụng rất nhiều thiết bị liên …

Bạn đang xem: Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện tại Trường THPT Diễn Châu 2 – Nghệ An

Có thể ngày nay chúng ta sử dụng rất nhiều thiết bị liên quan đến điện hay năng lượng điện. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể biết được nguồn gốc của dòng điện. Vậy dòng điện là gì, nó đến từ đâu, quy ước chiều dòng điện như thế nào?

Định nghĩa dòng điện là sự chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Trong một mạch điện, dòng điện được tạo ra từ sự chuyển động của các electron dọc theo chiều dài của dây dẫn. Bên cạnh đó, hạt mang điện còn có thể là ion hoặc chất điện li. Vì chúng cũng chính là dòng electron chuyển động và có hướng của dây dẫn đi qua các thiết bị tiêu thụ điện để phục vụ nhu cầu của con người. Dòng điện thường được các nhà khoa học định nghĩa là sự dịch chuyển có hướng của các điện tích dương. Khi đó trong mạch điện có dây dẫn kim loại, êlectron là hạt mang điện, cường độ dòng điện chuyển dời bằng độ lớn cường độ dòng điện và ngược chiều dòng điện trong mạch.

Dòng điện thường được biểu thị bằng ký hiệu I. Định luật Ôm, liên quan đến dòng điện chạy qua một dây dẫn với điện áp V và điện trở R; nghĩa là, V = IR. Một phát biểu khác của định luật Ohm là I = V/R.

Có thể ngày nay chúng ta sử dụng rất nhiều thiết bị liên quan đến điện hay năng lượng điện. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể biết được nguồn gốc của dòng điện. Chắc chắn chúng ta sẽ không tìm hiểu nhiều và nghĩ rằng có một nhà khoa học nào đó đã tạo ra dòng điện bằng một cách nào đó. Tuy nhiên không phải vậy, thực tế dòng điện chúng đã có nguồn gốc từ rất lâu trước khi con người xuất hiện. Chúng có hình dạng như những tia sét phóng từ những đám mây tích điện trái dấu xuống mặt đất. Và tất nhiên tất cả những gì chúng ta có ngày nay chỉ là phát minh và tạo ra những cách sử dụng điện khác nhau.

Mãi đến cuối thế kỷ 19 với sự phát triển của các ngành năng lượng, trong đó có ngành điện. Và từ đây dòng điện bắt đầu được khai thác và ứng dụng sâu rộng trong đời sống và sản xuất của chúng ta cho đến tận bây giờ. Do dòng điện có rất nhiều tính linh hoạt nên cho phép con người ứng dụng chúng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống từ thực phẩm, giao thông, kinh tế, xây dựng, giáo dục,…Và nhiều ngành công nghiệp nữa. Ngành năng lượng giờ đây dường như là xương sống của một thế giới hiện đại.

Quy ước dòng điện là gì (ảnh 2)

Sau khi hiểu khái niệm dòng điện, chúng ta cũng cần biết một khái niệm liên quan, đó là cường độ dòng điện.

Cường độ dòng điện là chỉ số đo độ mạnh yếu của dòng điện, được đo bằng Ampe kế. Mỗi nguồn điện sẽ có cường độ dòng điện khác nhau. Đơn vị là Ampe (kí hiệu: A).

Theo công thức tính cường độ dòng điện:

Tôi = Q/t = (q1 + q2 + q3 + …+ qn)/t

Công thức tính cường độ dòng điện trung bình:

Itb = Q/Δt

Bên trong:

  • Δt là khoảng thời gian cần xét, đơn vị là s (giây).
  • ΔQ là điện tích đi qua bề mặt trong thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb).
  • Itb là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe).

Với Ampe kế là dụng cụ chuyên dùng để đo độ lớn của cường độ dòng điện, số chỉ của ampe kế càng lớn thì cường độ dòng điện càng mạnh và ngược lại.

Quy ước dòng điện là gì (ảnh 3)

Ampe kế tính cường độ dòng điện.

Quy ước về chiều của dòng điện là chiều từ cực dương qua dây dẫn và dụng cụ điện đến cực âm của nguồn điện.

Theo định nghĩa dòng điện là sự dịch chuyển của các hạt mang điện, ta sẽ xác định được cực dương và cực âm theo hướng của chúng. Người ta quy ước rằng: Chiều dòng điện là điện tích dương sẽ dịch chuyển chứ không phải điện tích âm.

Vì vậy, nếu các electron thực sự chuyển động trong một ô theo một hướng nhất định, thì dòng điện sẽ chạy theo hướng ngược lại. Dòng điện chạy ngược chiều với các hạt tích điện âm, chẳng hạn như các electron trong kim loại. Dòng điện chạy cùng chiều với hạt mang điện tích dương, ví dụ, khi các ion dương hoặc proton mang điện tích.

Dòng điện trong dây dẫn có thể chuyển động theo bất kì chiều nào, khi trong mạch có dòng điện I thì phải đánh dấu chiều dòng điện quy ước, thường bằng mũi tên trên sơ đồ mạch điện. Đó gọi là chiều quy chiếu của dòng điện I, nếu dòng điện ngược chiều quy chiếu thì I có giá trị âm.

Có hai loại dòng điện, dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.

Dòng điện một chiều (DC) là gì?

Dòng điện một chiều hay còn gọi là dòng điện một chiều thường được viết tắt là 1C, hay trong tiếng anh nó có dạng viết tắt là DC. Có nghĩa là “Dòng điện trực tiếp”.

Dòng điện một chiều là dòng điện làm dịch chuyển các điện tích theo một hướng nhất định và không thay đổi trong suốt quá trình.

Cường độ dòng điện một chiều luôn không đổi và tần số dòng điện bằng không. Dòng điện một chiều được sử dụng trong điện thoại di động, xe điện, thiết bị điện tử, v.v.

Ngoài ra ta còn có khái niệm điện áp một chiều. Là hiệu điện thế giữa hai cực của dòng điện một chiều, giá trị thường là 5VDC, 12VDC, 24VDC.

Các nguồn của dòng điện một chiều bao gồm lưới điện, tế bào điện hóa và tế bào quang điện. Pin và các nguồn dòng điện một chiều khác tạo ra điện áp không đổi. Đây được gọi là dòng điện một chiều thuần túy và được biểu diễn bằng một đường thẳng, nằm ngang trên đồ thị điện áp-thời gian.

Dòng điện xoay chiều (AC) là gì?

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều biến đổi theo chu kỳ

Ký hiệu của dòng điện xoay chiều là AC trong tiếng Anh (có nghĩa là Dòng điện xoay chiều).

Sự thay đổi dòng điện trong quá trình truyền là định kỳ ở dạng hình sin. Độ lớn thay đổi theo thời gian, các electron tự do chuyển động theo 2 hướng. Dòng điện xoay chiều chuyển từ giá trị cao sang giá trị thấp nhờ máy biến áp. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng để truyền tải và phân phối.

Trong khi dòng điện một chiều chạy theo một chiều qua vật dẫn, thì dòng điện xoay chiều chạy theo hướng chuyển động qua lại. Hướng thay đổi từ 50 đến 60 lần/giây, tùy thuộc vào hệ thống điện của mỗi quốc gia.

Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều.

AC đặc biệt ở chỗ điện áp có thể dễ dàng thay đổi nên phù hợp với đường truyền xa hơn DC.

Trong các môi trường khác nhau, các hạt tải điện sẽ có cấu tạo tương ứng khác nhau tạo nên tính chất khác nhau của dòng điện trong môi trường.

dòng điện trong kim loại

Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các êlectron ngược chiều điện trường.

Dòng điện là gì?  (Hình 4)

dòng điện trong kim loại

Hiện tượng siêu dẫn: Là hiện tượng điện trở suất của vật dẫn đột ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ của vật dẫn giảm xuống dưới một giá trị Tc nhất định. Giá trị này của Tc phụ thuộc vào bản thân dây dẫn

=> Như vậy: Dòng điện trong kim loại là sự chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường.

Dòng điện trong chất điện phân

Trong dung dịch các muối, axit, bazơ phân li thành ion.

Dòng điện trong chất điện phân là sự chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường ngược chiều nhau.

Hiện tượng tan cực dương: là khi gốc axit trong dung dịch chất điện ly phản ứng với cực dương tạo ra chất điện ly tan trong dung dịch, cực dương bị mòn.

=> Như vậy: Dòng điện trong chất điện phân là dòng các ion dương (+) và âm (-) chuyển động ngược chiều nhau. Đến điện cực chỉ có e đi tiếp, lượng vật chất bị đọng lại ở điện cực gây ra hiện tượng điện phân.

Dòng điện trong chất khí

Ở điều kiện thường chất khí không dẫn điện. Nó chỉ dẫn điện khi có sự ion hóa các phân tử bên trong nó.

Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển động có hướng của các ion dương (+), âm (-) và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.

Khi dùng nguồn điện có hiệu điện thế lớn, trong chất khí xuất hiện hạt nhân mang điện.

Quá trình phóng điện tự hành là quá trình duy trì quá trình phóng điện khi không còn tác nhân ion hóa khí từ bên ngoài

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực tạo ra dòng điện qua chất khí và duy trì nhiệt độ cao của cực âm để chất này phát ra electron nhờ hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

=> Như vậy: Dòng điện trong chất khí là sự chuyển dời có hướng của các ion dương (+) theo chiều điện trường và các ion âm (-), các electron ngược chiều điện trường. Những hạt tích điện này được tạo ra bởi khí bị ion hóa. Đây được gọi là quá trình dẫn truyền (phóng điện) không tự hỗ trợ.

Dòng điện trong chân không

Điốt chân không cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng, được gọi là chỉnh lưu.

Dòng electron tăng tốc và đổi hướng nhờ điện trường và từ trường. Nó được sử dụng trong đèn tia âm cực (CRT).

=> Như vậy: Dòng điện trong chân không là dòng các êlectron chuyển động từ cực âm (-) về cực dương (+) dưới tác dụng của lực điện trường. Bản chất của dòng điện trong chân không là Chân không là môi trường không có vật chất và năng lượng.

Dòng điện trong chất bán dẫn

Một số chất thuộc nhóm chính, nhóm 4 như Si, Ge có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện ở những điều kiện khác nhau gọi là chất bán dẫn.

Chất bán dẫn dẫn điện bằng hai loại hạt tải điện là lỗ trống và electron

Trong chất bán dẫn tinh khiết, số electron bằng số lỗ trống. Trong chất bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống lớn hơn nhiều so với mật độ electron. Trong chất bán dẫn loại n, mật độ electron lớn hơn nhiều so với mật độ lỗ trống.

Lớp tiếp giáp np cho phép dòng điện chạy theo một chiều từ p sang n, được gọi là đặc tính chỉnh lưu được sử dụng để chế tạo điốt bán dẫn. Chất bán dẫn cũng được sử dụng để chế tạo các bóng bán dẫn có đặc tính khuếch đại dòng điện.

Quy ước dòng điện là gì (ảnh 8)

Nguyên tử Si là chất bán dẫn

=> Như vậy: Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.

Có bốn tính chất chính của dòng điện:

  • Tác dụng nhiệt (sưởi ấm) của dòng điện

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì nhiệt độ của vật dẫn đó tăng lên gọi là tác dụng nhiệt của dòng điện.

Một số đồ dùng hoạt động nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện như bàn là, bóng đèn, bình đun nước, v.v.

Quy ước dòng điện là gì (ảnh 9)

Bàn là sử dụng tính chất đốt nóng của dòng điện

  • Tác dụng phát sáng của dòng điện

Dòng điện chạy qua bóng đèn làm dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao → làm bóng đèn phát sáng

Dòng điện là gì?  (Hình 10)

Dây tóc bóng đèn phát sáng nhờ tác dụng phát sáng của dòng điện

  • Tác dụng từ của dòng điện

Khi có dòng điện chạy qua vật dẫn thì xung quanh vật dẫn sẽ tạo ra từ trường gọi là tác dụng từ của dòng điện.

Một số thiết bị hoạt động dựa trên sự hoạt động của dòng điện tác dụng từ như động cơ điện, nam châm điện, v.v.

Dòng điện là gì?  (Hình 11)

Nam châm điện hoạt động dựa trên tác dụng từ của dòng điện

  • Tác dụng hoá học của dòng điện

Trong thí nghiệm với dung dịch muối đồng sunfat, hiện tượng đồng bị tách ra khỏi dung dịch muối đồng khi có dòng điện chạy qua chứng tỏ dòng điện có tác dụng hóa học.

Dòng điện là gì?  (Hình 12)

Thí nghiệm tách đồng trong dung dịch muối đồng sunfat bằng dòng điện

tải về máy in

Bạn thấy bài viết Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện bên dưới để Trường THPT Diễn Châu 2 có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: dienchau2.edu.vn của Trường THPT Diễn Châu 2

Nhớ để nguồn bài viết này: Dòng điện là gì ? Quy ước chiều dòng điện của website dienchau2.edu.vn

Chuyên mục: Là gì?

Xem thêm:  https://toploigiai.vn/hoi-dap/benh-than-la-gi

Viết một bình luận