Dòng Điện Là Gì? Tính Năng, Hiệu Ứng Và Cách Đo Dòng Điện

Không thể phủ nhận rằng sự ra đời của dòng điện đã mở ra một kỷ nguyên phát triển mới của loài người. Ngày nay, nó được sử dụng trong hầu hết các hoạt động sản xuất và sinh hoạt, phục vụ đời sống của con người. Tuy nhiên, trên thực tế không phải ai cũng hiểu dòng điện là gì? Cách đo và tác dụng của dòng điện. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn trong bài viết dưới đây nhé!

Dòng điện là gì?

Dòng điện được hiểu đơn giản là sự dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện tích. Trong mạch, dòng điện được tạo ra do sự dịch chuyển của các êlectron chạy dọc theo vật dẫn. Chất mang điện tích có thể là ion hoặc chất điện phân. Trong plasma, cả ion và electron đều là các hạt mang điện. Vật liệu dẫn điện bao gồm một số lượng lớn các electron tự do di chuyển ngẫu nhiên từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

Công thức tính cường độ dòng điện

I = V / R

Ở đó:

I – là cường độ dòng điện

V – là điện áp

R – là điện trở

Đặc điểm hiện tại trên các phương tiện truyền thông khác nhau

Trong các môi trường khác nhau, dòng điện sẽ có các đặc điểm khác nhau, cụ thể:

Dòng điện bằng kim loại

Tính chất của dòng điện trong môi trường kim loại là sự dịch chuyển có hướng của các êlectron ngược chiều với hướng của điện trường. Do đó, điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ ρ = ρo [1 + α (t – to)].

Ở đó:

α là hệ số nhiệt điện trở (K-1) (K-1).

ρo là điện trở suất ở nhiệt độ t0.

Ngoài ra, công thức EMF cho cặp nhiệt điện sẽ được tính như sau:

E = αT (T1 – T2).

Ở đó:

T1 – T2 là hiệu nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh

αT là giá trị hệ số nhiệt điện động tương ứng.

Dòng điện trong chất điện phân

Đối với dòng điện trong môi trường điện phân, chẳng hạn như dung dịch, bazơ, axit và muối phân ly thành ion. Dòng điện sẽ là sự dịch chuyển có hướng của các ion trong điện trường, chia thành hai chiều ngược nhau. Các nhóm axit trong dung dịch điện phân đã biết phản ứng với cực dương để tạo thành chất điện ly hòa tan. Nó cũng gây ra ăn mòn anốt, được gọi là sự hòa tan anốt.

Dòng điện trong chất khí

Ở điều kiện thường, chất khí không dẫn điện được. Chất khí chỉ có thể dẫn điện khi các phân tử trong chất khí bị ion hóa. Do đó, dòng điện chạy trong môi trường khí là sự dịch chuyển có hướng của các ion +, ion – và êlectron do chất khí bị ion hóa tạo ra. Nếu sử dụng nguồn điện có khả năng tạo ra hiệu điện thế lớn thì hiện tượng hạt nhân tải điện sẽ xảy ra. Khi không có tác nhân ion hóa khí từ bên ngoài, quá trình phóng điện vẫn xảy ra – đây còn được gọi là quá trình phóng điện tự hành.

Dòng điện trong chân không

Chức năng chỉnh lưu diode trong chân không chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng duy nhất. Dòng electron được gia tốc và chuyển hướng bởi điện trường và từ trường. Cũng được sử dụng trong đèn tia âm cực. Do đó, dòng điện trong chân không là các êlectron chuyển từ cực âm sang cực dương dưới tác dụng của điện trường. Về cơ bản, dòng điện trong chân không không có vật chất và năng lượng.

Dòng điện trong chất bán dẫn

Chất bán dẫn được phân thành các loại sau: Ge, Si, … Ngoài ra, chất bán dẫn dẫn điện qua các electron và lỗ trống. Trong môi trường bán dẫn tinh khiết, mật độ êlectron bằng mật độ lỗ trống. Trong chất bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống thường lớn hơn mật độ electron. Trong bán dẫn loại n, mật độ electron lớn hơn mật độ lỗ trống.

Do đó, dòng điện trong môi trường bán dẫn là dòng các êlectron dẫn ngược chiều điện trường. Đồng thời, dòng lỗ sẽ chuyển động cùng chiều điện trường.

Phân loại dòng điện

Có hai loại dòng điện: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC).

DC

Dòng điện một chiều là dòng điện chạy trong vật dẫn theo một chiều cố định, không phụ thuộc vào cường độ tăng hay giảm so với độ lớn của cường độ dòng điện. Chiều của dòng điện một chiều thường là từ dương sang âm, và nó được tạo ra bởi pin, bộ tích điện và năng lượng mặt trời.

Dòng điện một chiều được sử dụng trong điện thoại di động, bộ sạc điện thoại di động, xe điện, pin, ắc quy, thiết bị điện tử và nhiều thiết bị khác. Dòng điện một chiều được biểu thị là dòng điện một chiều. Đối với các thiết bị sử dụng dòng điện một chiều, dấu âm là dấu trừ (-) và dấu dương là dấu cộng (+).

Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và độ lớn thay đổi theo thời gian. Các electron tự do sẽ chuyển động theo 2 hướng và thường có chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều trong mạch sẽ chuyển động theo một chiều và sau đó tuần hoàn theo chiều ngược lại.

Khi chúng ta nói về dòng điện xoay chiều, chúng ta thường nói đến chu kỳ, tần số và giá trị của dòng điện. Trong số đó, giá trị của dòng điện có thể được biến đổi từ giá trị cao xuống giá trị thấp bằng máy biến áp. Hầu hết các thiết bị gia dụng ngày nay đều sử dụng dòng điện xoay chiều, cụ thể như: tủ lạnh, điều hòa, nồi cơm điện, máy giặt, bếp điện, ti vi, đèn huỳnh quang … Chiều của dòng điện xoay chiều được biểu thị là dòng điện xoay chiều hoặc (~).

Dòng điện được dùng để làm gì?

Dòng điện có 3 tác dụng chính là nhiệt, từ và hóa.

Hiệu ứng nhiệt

Khi dòng điện chạy qua vật dẫn, nhiệt độ của vật dẫn tăng lên. Đây là tác dụng đốt nóng của dòng điện, được sử dụng trong đời sống như bóng đèn, bình nóng lạnh, bàn là điện, v.v.

Tác dụng từ

Khi dòng điện chạy qua vật dẫn sẽ tạo ra lực từ hay còn gọi là tác dụng từ của dòng điện. Các thiết bị hoạt động nhờ tác dụng của từ trường là điều kiện tiên quyết để sản xuất và phát triển động cơ điện và nam châm điện.

Tác dụng hóa học

Năm 1800, nhà hóa học người Anh William Nicholson đã chỉ ra rằng khi bạn nhúng một điện cực vào nước và cho dòng điện chạy qua nó. Bọt khí oxi được tạo ra ở điện cực nối với cực dương và bọt khí hiđro được tạo ra ở điện cực nối với cực âm. Một số phản ứng hóa học cần có sự tác động của dòng điện qua dung dịch dẫn điện. Đây là tác dụng hóa học của dòng điện. Ngoài bọt khí trên điện cực, các cặn kim loại cũng có thể xuất hiện trên điện cực, nếu không dung dịch sẽ bị mất màu.

Cách đo dòng điện chính xác và an toàn

Làm thế nào để xác định cường độ dòng điện trong đoạn mạch? Hiện nay, có hai cách đo cường độ dòng điện là dùng ampe kế và dùng đồng hồ vạn năng. Làm như sau:

Sử dụng một ampe kế

Mắc nối tiếp một ampe kế với cường độ dòng điện bạn muốn đo. ở đó:

Cực dương của ampe kế được nối với cực dương của nguồn điện. Tuyệt đối không được nối trực tiếp 2 chân của ampe kế với 2 cực của nguồn điện.

Cực âm của ampe kế nối với cực âm của nguồn điện.

Lưu ý: Cần chọn ampe kế phù hợp với giới hạn đo của kết quả đo, vạch chia nhỏ nhất càng nhỏ thì độ chính xác càng cao.

Sử dụng đồng hồ vạn năng

Chúng ta có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo và kiểm tra cường độ dòng điện một chiều và xoay chiều.

Cho dòng điện một chiều

Đầu dò màu đen được cắm vào đầu cuối COM và đầu dò màu đỏ được cắm vào cực dương (+).

Điều chỉnh đồng hồ vạn năng đến thang đo DC.A – 250mA.

Ngắt kết nối nguồn với mạch thử nghiệm.

Đầu dò màu đỏ của đồng hồ vạn năng chỉ vào cực dương (+) và đầu dò màu đen chỉ vào cực âm (-), hướng theo chiều dòng điện trong mạch thử nghiệm.

Bật nguồn hiện tại để bắt đầu đo.

Đọc giá trị trên cung độ C và tính nó bằng cách nhân số con trỏ trên cung tích với dấu tích. Sau đó chia cho giá trị lớn nhất trên cung đánh dấu đó.

Cho dòng điện xoay chiều

Đầu dò màu đen được cắm vào đầu cuối COM và đầu dò màu đỏ được cắm vào đầu cuối AC-15A.

Chuyển đồng hồ sang thang đo AC – 15A.

Tắt nguồn kiểm tra.

Nối 2 dây dẫn đo của đồng hồ vào 2 điểm cần đo dòng điện.

Bật nguồn và cho phép dòng điện chạy trong mạch thử nghiệm.

Đọc dấu tích E15 và tính toán giá trị bằng cách nhân số con trỏ trên vòng cung đánh dấu với dấu tích và chia cho giá trị lớn nhất trên cung đánh dấu.

Chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu thêm về dòng điện là gì, tác dụng của nó và cách đo dòng điện an toàn bằng ampe kế và vạn năng. Hy vọng những thông tin chia sẻ trong bài viết trên có thể hữu ích với bạn.

 

source https://crystalcentral.vn/dong-dien-la-gi/