Dòng điện là gì? Tại sao lại đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống?

Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Trong các mạch điện, dòng điện tạo ra do sự chuyển dịch của các electron dọc theo dây dẫn. Cùng HocvieniT.vn tìm hiểu sâu hơn về định nghĩa dòng điện cũng như những khái niệm liên quan qua bài viết dưới đây.

Dòng điện là gì? Tại sao lại đống vai trò quan trọng trong cuộc sống

Dòng điện là gì? Tại sao lại đống vai trò quan trọng trong cuộc sống

Định nghĩa dòng điện là gì?

Dòng điện được định nghĩa là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Trong các mạch điện, dòng điện được tạo ra do sự chuyển dịch của các electron dọc theo dây dẫn. Ngoài ra, hạt mang điện cũng có thể là các ion hoặc chất điện ly.

Các hạt tích điện có khả năng dịch chuyển tạo ra dòng điện gọi là các hạt mang điện. Trong kim loại, chất dẫn điện là phổ biến nhất. Những hạt nhân tích điện dương không thể dịch chuyển mà chỉ có các electron tích điện âm mới có khả năng di chuyển tự do trong vùng dẫn. Do đó, trong kim loại các electron là các hạt mang điện. Trong những loại vật liệu dẫn khác, ví dụ như các chất bán dẫn, hạt mang điện có thể tích điện dương hay âm phụ thuộc vào chất pha. Hạt mang điện âm và dương có thể cùng lúc xuất hiện trong vật liệu, điển hình như trong dung dịch điện ly ở các pin điện hóa.

Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào 2 đầu của vật dẫn điện.

Phần tử dòng điện dòng điện là một đoạn rất ngắn của dòng điện, được đặc trưng bởi Id→l, có phương chiều là phương chiều của dòng điện và có độ lớn bằng Idl.

 

Chiều của dòng điện

Dòng điện được quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dương. Do đó, trong mạch điện với dây dẫn kim loại, các electron tích điện âm dịch chuyển ngược chiều với chiều của dòng điện trong dây dẫn.

 

Vì dòng điện trong dây dẫn có thể dịch chuyển theo bất kỳ chiều nào, khi có 1 dòng điện I trong mạch, hướng của dòng điện quy ước cần được đánh dấu, thường là bằng mũi tên trên sơ đồ mạch điện. Đây gọi là hướng tham chiếu của dòng điện I, nếu dòng điện di chuyển ngược hướng tham chiếu, thì I có giá trị âm.

Có 2 loại dòng điện đó là dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.

Định nghĩa dòng điện trong các môi trường

Dòng điện trong kim loại là gì?

Định nghĩa dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dịch có hướng của các electron ngược với chiều điện trường. Điện trở suất của kim loại sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức ρ = ρo[1 + α(t – to)]. α: hệ số nhiệt điện trở (K−1)

Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng mà điện trở suất của vật liệu bị giảm đột ngột xuống bằng 0 khi mà nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị này sẽ phụ thuộc vào chính vật liệu.

Sơ đồ dòng điện một chiều

Sơ đồ dòng điện một chiều

 

Dòng điện trong chất điện phân là gì?

Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau. Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.

 

Nội dung của định luật Faraday

Định luật 1: Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó: m = kq

Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam k=1/F. A/n

Biểu thức kết hợp nội dung 2 định luật: m=1/F.A/n.I.t

 

Dòng điện trong chất khí

Chất khí không dẫn điện trong điều kiện thường. Tuy vậy khi xảy ra sự ion hóa các phân tử khí, môi trường này sẽ có khả năng dẫn điện. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra. Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.

Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được duy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catot để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

 

Định nghĩa dòng điện trong chân không

Dòng điện trong chân không là dòng chuyển động ngược chiều điện trường của các electron bứt ra từ điện cực. Diode chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều và được gọi là đặc tính chỉnh lưu. Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot (CRT).

 

Dòng điện trong chất bán dẫn

Có một số chất như Si, Ge tùy thuộc vào điều kiện khác nhau mà có khả năng dẫn điện hoặc không. Những chất như vậy gọi là chất bán dẫn. Chất bán dẫn sẽ dẫn điện bằng 2 loại hạt tải là electron và lỗ trống.

Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu.Đặc tính này được dùng để chế tạo diode bán dẫn. Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuếch đại dòng điện.

Tần số dòng điện – Thế nào là tần số dòng điện?

Tần số của dòng điện chính là số lần của một hiện tượng được lặp đi lặp lại trong một đơn vị thời gian. Tần số của dòng điện được đo bằng đơn vị Hz.

Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều:

– Chu kỳ của dòng điện xoay chiều (ký hiệu là T) là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ , chu kỳ được tính bằng giây (s)

– Tần số dòng điện xoay chiều là số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây (ký hiệu là  F), đơn vị là Hz. Trong đó, F = 1 / T

 

Cường độ dòng điện là gì?

Định nghĩa cường độ dòng điện

Cường độ của dòng điện là một đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện. Hay đặc trưng cho số lượng các điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Trong điện tử học, dòng điện là dòng chuyển động của các electron trong dây dẫn điện kim loại, trong các điện trở, hay là dòng chuyển động của các ion trong pin, hay dòng chảy của các hố điện tử trong vật liệu bán dẫn.

Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị là Ampe: I=Q/t=(q1+q2+q3+…+qn)/t

Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét: Itb=ΔQ/Δt

Với Itb là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe); ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb); Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây)

 

 

Cách đo cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện không đổi: là cường độ dòng điện có giá trị không đổi theo thời gian. Cách đo lường độ dòng điện không đổi được tính theo công thức: I = q / t (A) với q là điện lượng được chuyển qua tiết diện thẳng của 1 vật dẫn trong khoảng thời gian t

Cường độ dòng điện hiệu dụng: của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.

Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật Ôm: I = U / R. Trong đó:

– I: Cường độ dòng điện (đơn vị A)

– U: Hiệu điện thế (đơn vị V)

– R: Điện trở (đơn vị Ω)

 

Tốc độ dòng điện

Dòng điện chảy theo một hướng, nhưng các điện tích đơn lẻ trong dòng chảy này không nhất thiết chuyển động thẳng theo dòng. Chúng ta có thể lấy ví dụ như trong kim loại, electron chuyển động zigzag, đồng thời bị va đập từ nguyên tử này sang nguyên tử kia. Khi nhìn trên tổng thể sẽ thấy xu hướng chung đó là chúng bị dịch chuyển theo chiều của điện trường.

Tốc độ di chuyển vĩ mô của các điện tích có thể tính được qua công thức: I=nAvQ với

– I là cường độ dòng điện

– n là số hạt tích điện trong một đơn vị thể tích

– A là diện tích mặt cắt của dây dẫn điện

– v là tốc độ di chuyển vĩ mô của các hạt tích điện

– Q là điện tích của một hạt tích điện

Cần nhớ rằng tốc độ di chuyển vĩ mô của dòng điện không nhất thiết phải là tốc độ truyền thông tin của nó. Tốc độ truyền thông tin của dòng điện trong dây đồng nhanh gần bằng tốc độ ánh sáng. Theo lý thuyết điện động lực học lượng tử, các electron truyền tương tác với nhau thông qua photon, hạt chuyển động với vận tốc ánh sáng. Sự di chuyển có thể là chậm chạp của một electron ở một đầu dây này sẽ nhanh chóng được biết đến bởi một electron ở đầu dây kia.

 

Như vậy chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về định nghĩa dòng điện, cường độ dòng điện là gì hay tốc độ của dòng điện. Trong những bài viết lần sau, HocvieniT.vn sẽ giúp các bạn nghiên cứu sâu hơn nữa về các yếu tố liên quan đến dòng điện như điện áp, dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều hay cách đo dòng điện… Nhớ chú ý theo dõi để không bỏ sót bất cứ một thông tin hữu ích nào về kỹ thuật sửa chữa máy tính cũng như điện tử cơ bản sẽ được chúng tôi cập nhật liên tục trên website hocvienit.vn. Nếu có bất cứ câu hỏi hay vấn đề thắc mắc nào cần được giải đáp, đừng quên liên hệ với trung tâm HocvieniT.vn theo những thông tin bên dưới.

Học viên được đảm bảo việc làm 100%

Học viên được đảm bảo việc làm 100%

Đừng quên các khóa học sửa chữa laptop hay sửa chữa máy tính chuyên sâu vẫn đang được khai giảng định kỳ vào các ngày 1 và 15 hàng tháng. Những học viên đăng ký sớm nhất sẽ nhận được ưu đãi vô cùng hấp dẫn từ trung tâm. Chi tiết về khóa học, cách thức đăng ký cũng như chính sách quà tặng hấp dẫn các bạn có thể xem thêm tại đây.

 

Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN HỌC VIỆN IT
MST: 0108733789
Tổng đài hỗ trợ: 024 3566 8686 – Hotline: 0981 223 001
Facebook: www.fb.com/hocvienit

Đăng ký kênh Youtube để theo dõi các bài học của Huấn luyện viên tốt nhất: http://bit.ly/Youtube_HOCVIENiT

Tham gia cộng đồng Học viện IT.vn tại: https://www.facebook.com/groups/www.hocvienit.vn/

Trụ sở Hà Nội: Số 8 ngõ 117 Thái Hà, Đống Đa, Hà Nội

Hồ Chí Minh: Số 283/45 Cách Mạng Tháng Tám, Phường 12, Quận 10, TP.HCM
Hải Phòng: Số 94 Quán Nam, Lê Chân, Hải Phòng

Thái Nguyên: Số 297 Lương Ngọc Quyến, TP. Thái Nguyên
Học viện IT.vn – Truyền nghề thực tế cùng bạn đến thành công! 

 

Bình luận

Chia sẻ bài viết



Top
HOTLINE: 0981 223 001
Zalo
Zalo