Dòng điện là gì? Đặc điểm tính chất của dòng điện như thế nào? Điện giữ một vị trí quan trọng trong cuộc sống hiện đại, không một quốc gia văn minh nào mà không sử dụng chúng. Mời các bạn cùng chúng tôi đi tìm hiểu ở bài viết dưới này nhé!

Dòng điện là gì?

Nguồn gốc của dòng điện.

Ngày nay chúng ta đang sử dụng nhiều thiết bị liên quan đến điện, năng lượng điện. Tuy nhiên không phải ai cũng biết rõ nguồn gốc của nguồn điện. Chúng ta thường nghĩa rằng chúng được một nhà bác học nào đó phát minh ra. Nhưng thực tế thì không phải như vậy. Bởi vì nguồn điện đã xuất hiện từ rất lâu rồi, trước cả khi con người xuất hiện. Chúng được biểu hiện rõ nhất là ở những tia sét do các đám mây tích điện trái dấu phóng xuống mặt đất.

Mãi đến thế kỷ XVII hay XVII những thuyết về điện mới bắt đầu được hình thành và phát triển. Lúc đó những thuyết này chỉ lý giải những hiện tượng kỳ lạ, tự nhiên của điện chứ chưa có ai vận dụng và thực tiễn như bây giờ.

Đến cuối XIX có nhiều quốc gia đã khai thác nhiều nguồn năng lượng khác nhau để tạo thành nguồn năng lượng điện. Từ đó làm cho việc dùng điện không còn khó khăn nữa. Lúc này điện được tạo ra từ 3 nguồn năng lượng chính là:

Năng lượng mặt trời.

Đây chính là nguồn năng lượng tiên phong bởi ánh sáng mặt trời rất mạnh. Đây là nguồn năng lượng sạch, nên chúng được con người đưa vào khai thác và sử dụng rất thuận tiện.

Năng lượng gió.

Đây cũng là loại năng lượng phổ cập, vô hạn về trữ lượng. Chúng cũng là loại năng lượng có thể tái tạo và không phát thải. Nên rất thích hợp cho việc sản xuất năng lượng điện trên quy mô lớn. Vì vậy mà ngày nay chúng ta thấy có rất nhiều trang trại gió. Với hàng ngàn cái chong chóng lớn màu trắng làm nhiệm vụ thu gió từ tuabin. Trên con đường hướng tới một tương lai không cacbon thì năng lượng gió ngày càng chiếm vị trí quan trọng.

Năng lượng thủy điện.

Năng lượng thủy điện hay còn gọi thủy điện hoặc thủy năng. Là một dạng năng lượng khai thác sức mạnh của nước trong quá trình chuyển động. Như nước chảy qua thác, để tạo ra điện. Đây là nguồn năng lượng có khả năng tái tạo và được đánh giá là rẻ nhất trong các nguồn điện năng hiện nay. Chúng mang lại tiềm năng đáng kể trong việc giảm phát thải carbon. Vì lượng phát thải khí nhà kính (GHG) nói chung là rất thấp, thường dưới 1%. Chúng còn có thể cung cấp cả dịch vụ quản lý năng lượng và nước.

Trên đây là 3 trong số rất nhiều nguồn năng lượng có thể chuyển hóa thành điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện của con người. Ngày nay nguồn năng lượng điện đang được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội. Từ công nông nghiệp, xây dựng, dân dụng…Từ đây ngành công nghiệp năng lượng cũng được xem như ngành xương sống của một quốc gia văn minh.

Khái niệm dòng điện.

Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện thường. Đó là số lượng electron đi qua một điểm nhất định trong 1 giây. Nghĩa là càng nhiều electron đi qua 1 điểm trong 1 giây thì nguồn điện càng lớn. chúng được đo bằng Ampe hoặc amp.

Cụ thể mạch điện mà chúng ta đang sử dụng trong nhà hiện nay cũng được xem là dòng điện. Vì chúng cũng là dòng electron di chuyển có hướng theo dây dẫn đi đến các thiết bị tiêu thụ điện. Nhằm phục vụ cho nhu cầu của con người.

Chúng được các nhà khoa học quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương. Trong khi đó mạch điện có dây dẫn được làm bằng kim loại. Electron là các hạt mang điện tích. Mà dòng electron có độ lớn bằng với độ lớn của dòng điện. Và chúng có chiều ngược với chiều của nguồn điện trong mạch.

Chúng ta có thể hiểu nôm na dòng điện giống như dòng nước chảy qua 1 đường ống. Khi đó nước trong ống sẽ đại diện cho điện tích còn áp suất đại diện cho điện áp. Khi nước càng nhiều thì điện tích càng nhiều, đồng nghĩa với áp suất ( điện áp) ở cuối đường ống sẽ càng cao.

Sự khác biệt giữa dòng điện và điện tích.

Điện tích là tính chất cơ bản của các hạt (ion, nguyên tử và phân tử) cho phép chúng hút hoặc đẩy nhau khi nó được đặt trong một điện trường. Còn dòng điện lại là tốc độ dòng chảy của các mang hạt mang điện tích gọi là electron.
Điện tích chỉ chịu tác dụng của lực trong điện trường. Còn dòng điện thì phải chịu lực cả trong điện trường và từ trường.
Đơn vị đo của điện tích là Culông (C) Còn của dòng điện thì được đo bằng ampe.

Đặc điểm, tính chất của dòng điện.

Trong các môi trường khác nhau, các hạt mang điện sẽ có cấu tạo tương ứng khác nhau. Chúng tạo nên bản chất khác nhau của điện trong các môi trường.

Dòng điện trong kim loại

Trong kim loại chính là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới ảnh hưởng của điện trường.

Hệ số của nhiệt điện trở không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Mà chúng còn phụ thuộc vào cả độ sạch và chế độ gia công. Nên khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại sẽ giảm. .

Điện trở suất p của kim loại thường tăng theo nhiệt độ gần đúng ở hàm bậc nhất:

p = ρ0 [1 + α ( t – t0)]

Trong đó:

 ρ0 là điện trở suất ở nhiệt độ t0oC
ρ là điện trở suất ở nhiệt độ toC
α là hệ số nhiệt điện trở (K-1)

=> Như vậy: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác động của điện trường.

Dòng điện trong chất điện phân.

Trong dung dịch, ba zơ, các axit, muối bị phân li thành ion.
Chúng là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược chiều nhau.
Hiện tượng dương cực tan khi gốc axit tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn..

=> Như vậy: Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương (+) và ion âm (-) chuyển động có hướng theo 2 chiều ngược nhau. Khi tới điện cực chỉ có e đi tiếp, lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây hiện tượng điện phân.

Dòng điện trong chất khí.

Trong điều kiện thường chất khí không dẫn điện. Chúng chỉ dẫn điện khi có sự ion hóa các phân tử.
Chúng 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 hay hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.
Quá trình phóng điện vẫn duy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là phóng điện tự lực.
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao để nó phát hiênj được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

=> Như vậy: Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương (+) theo chiều điện trường và các ion âm (-), các electron ngược chiều điện trường. Các hạt mang điện này sinh ra do chất khí bị ion hoá. Đó gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) không tự lực.

Dòng điện trong chân không:

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

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

Dòng điện trong chất bán dẫn:

Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.
Bán dẫn điện bằng 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 điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn. Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại điện.

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

Quy ước chiều của dòng điện.

Dòng điện trong dây dẫn có thể dịch chuyển theo bất kỳ chiều nào, khi có 1 dòng 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 điện di chuyển ngược hướng tham chiếu, thì I có giá trị âm.

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

*Dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều*

Dòng điện xoay chiều (AC).

Biên độ dòng điện thay đổi hướng của nó theo chu kỳ được gọi là dòng điện xoay chiều kí hiệu là AC theo tiếng anh là Alternating Current.
Thông thường điện thay đổi hướng trong quá trình truyền sẽ có tính chu kì theo biên dạng hình sin. Độ lớn của chúng thay đổi theo thời gian và các electron tự do sẽ di chuyển theo 2 hướng. Chúng thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc là biến đổi từ nguồn điện 1 chiều.
Điện xoay chiều có thể chuyển từ giá trị cao sang giá trị thấp nhờ có máy biến áp. Nên chúng chủ yếu được dùng để truyền tải và phân phối.
Nếu dòng diện DC chạy theo 1 hướng thông qua dây dẫn. Thì dòng điện AC xoay chiều theo hướng chuyển động qua lại. Hướng này thay đổi 50 và 60 lần mỗi giây. Tùy thuộc vào hệ thống điện của mỗi quốc gia.

Dòng điện một chiều.

Dòng điện 1 chiều hay còn gọi là dòng điện trực tiếp thường được viết tắt là 1C, hoặc theo tiếng anh chúng ta có dạng viết tắt là DC là “Direct Current“.
Là dòng chuyển dời các điện tích theo một hướng nhất định và không thay đổi trong suốt quá trình truyền.
Độ lớn của dòng điện 1 chiều luôn không đổi và tần số của dòng điện bằng 0. Nó được sử dụng trong điện thoại di động, xe điện, thiết bị điện tử…
Ngoài ra chúng ta còn có thể nghe đến khái niệm điện áp một chiều. Đây là hiệu điện thế giữa hai cực của dòng điện một chiều, thường có giá trị là 5VDC, 12VDC, 24VDC.
Nguồn của điện một chiều bao gồm nguồn điện, pin điện hóa học và pin, và pin và pin quang điện. Pin và các nguồn khác nhau của điện dc tạo ra một điện áp không đổi. Điều này được gọi là dòng điện dc thuần và có thể được biểu thị bằng một đường thẳng, nằm ngang trên biểu đồ điện áp theo thời gian.

Công suất điện là gì.

Công suất điện có thể hiểu nôm na là tốc độ tiêu thụ điện năng, là thông số hiển thị cho người sử dụng biết được chính xác lượng điện năng tiêu thụ của thiết bị là bao nhiêu hay là sẽ tiêu tốn bao nhiêu số điện trong thời gian 1 tháng theo đồng hồ đo để làm căn cứ tính toán số tiền điện cần phải chi trả.

Việc tính được công suất tiêu thụ điện trong nhà dựa trên các thông số kỹ thuật được ghi trên các thiết bị điện sẽ giúp người dùng cân đối được nhu cầu sử dụng điện của gia đình mình.

Công thức tính công suất điện

P=U.IP=U.I

Trong đó:

P: công suất (W)
U: hiệu điện thế (V)
I: cường độ điện (A)

– Đơn vị của công suất:

Ngoài đơn vị W người ta còn thường dùng đơn vị kW, MW

+ 1 kW = 1000 W

+ 1 MW = 10⁶ W

Cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, yếu của điện, số lượng điện tích đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định.

Điện càng mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại. Chúng biểu thị sự chuyển động của các điện tích.

Chúng được ký hiệu bằng chữ I. Đơn vị là ampe và được ký hiệu là A. Ngoài ampe, người ta còn có thể đo cường độ dòng điện bằng các đơn vị nhỏ hơn là miliampe, ký hiệu là mA. Trong đó: 1mA = 0,001A.

Công thức cường độ:

I = Q / t

Trong đó:

“I” đại diện cho cường độ được biểu thị bằng Ampe (A).
“Q” đại diện cho điện tích được biểu thị bằng Coulombs (C).
“T” đại diện cho thời gian

Với định nghĩa này, chúng ta có thể nói rằng một dòng điện có cường độ 1 amp. Khi tải 1 colomb đi qua một tiết diện của dây dẫn trong 1 giây.

Có thể hiểu đơn giản hơn, cường độ dòng điện biểu thị cho độ mạnh hay yếu của điện.

Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế hay còn gọi là điện áp điện áp chênh lệch về điện thế giữa 2 cực. Chúng là công thực hiện để di chuyển 1 hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia. Đồng thời chúng cũng đại diện cho nguồn năng lượng hoặc có thể là sự mất đi, sử dụng hay thậm trí là cả năng lượng tích trữ. Chúng có thể được sinh ra bởi các trường tính điện, dòng điện chạy qua từ trường. Các trường này thay đổi theo thời gian, hoặc sự kết hợp của các 3 nguồn trên.

Nếu như bạn muốn kiểm tra hiệu điện thế giữa hai điểm có trong hệ thống điện hay không thì dùng vôn kế có thể kiểm tra được ngay.

Công thức tính cơ bản:

U= I. R

Trong đó :

I chính là cường độ (A).
R chính là điện trở của vật dẫn điện (Ω).
U chính là hiệu điện thế (V).

Định luật Ohm.

Hầu hết các thiết bị điện hay các ứng dụng liên quan đến điện hiện nay đều dùng đến định luật này. Ngày cả bộ môn Vật Lý cũng có đề cập đến. Chúng được mô tả là sự thay đổi của cường độ dòng điện thông qua hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn và điện trở mà vật có. Chúng ta có công thức:

I=U. R

Trong đó:

I: Cường độ điện chạy qua vật dẫn điện,
U: Hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện
R: Điện trở tượng trưng cho khả năng cản trở dòng điện trong vật dẫn.

Cách đo dòng điện.

Dòng điện là thành phần quan trọng nhưng lại rất nguy hiểm đối với con người. Trong quá trình lắp đặt, thi công hay sửa chữa để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị chúng ta dùng Ampe kế hay đồng hồ vạn năng để đo cường độ dòng điện.

Đo bằng Ampe kế.

Mắc Ampe kế nối tiếp với vật cần đo cường độ dòng điện.
Cực dương của Ampe kế nối với cực dương của nguồn điện.
Cức âm của Ampe kế mắc vào cực âm của nguồn điện.
Trong quá trình sử dụng cần chọn lại Ampe kế có giới hạn đo phù hợp với kết quả cần đo. Nếu Ampe kế có độ chia nhỏ nhất càng nhỏ thì kết quả đo càng có độ chính xác càng cao.

Đo bằng đồng hồ vạn năng.

Đồng hồ vạn năng cung cấp rất nhiều chức năng khác nhau. Trong đó không thể không nhắc đến khả năng đo dòng điện với dải đo lớn và độ chính xác cao. Chúng ta cùng đi tìm hiểu cách đo dòng điện của đồng hồ vạn năng chỉ thị kim nhé.

Đối với dòng điện một chiều

Cắm que đo màu đen vào đầu COM, màu đỏ vào đầu dương (+).
Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang DC.A – 250mA.
Ngắt nguồn điện của mạch thí nghiệm.
Kết nối que đo màu đỏ của đồng về phía cực dương (+), que màu đen về phía cực âm (-) theo chiều của điện trong mạch thí nghiệm. Mắc đồng hồ nối tiếp với mạch điện thí nghiệm.
Bật nguồn cho điện chạy trong mạch.
Nếu kết quả đo nhỏ hơn 25mA, thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 25mA để kết quả đo được chính xác hơn. Còn kết quả đo nhỏ hơn 2,5mA thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 2,5mA.
Đọc và tính giá trị: Đọc trên cung chia độ C và tính giá trị bằng cách nhân số chỉ của kim trên cung với thang đo và chia cho giá trị cực đại trên cung chia độ đó.

*Đo dòng điện 1 chiều bằng đồng hồ vạn năng*

Đối với dòng điện xoay chiều

Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ cắm vào đầu AC – 15A.
Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang AC – 15A.
Ngắt nguồn điện trong mạch thí nghiệm.
Kết nối 2 que đo của đồng hồ vạn năng về phía 2 điểm cần đo trong mạch thí nghiệm.
Bật nguồn cho dòng điện chạy trong mạch..
Đọc, tính giá trị: Đọc trên cung chia độ E15 và tính giá trị bằng cách nhân số chỉ của kim trên cung chia độ với thang đo và chia cho giá trị cực đại trên cung chia độ đó.

*Đo điện xoay chiều bằng đồng hồ vạn năng*

Các tác dụng của dòng điện trong cuộc sống.

Ngày nay dòng điện được sử dụng phổ biến trong mọi hoạt động thường ngày của chúng ta. Dưới đây là một số tác dụng chi tiết mà chúng ta có thể nhìn thấy như:

Tác dụng nhiệt

Trong thực tế hầu như những vật dẫn nhiệt đều có xu hướng nóng lên sau một thời gian sử dụng. Vì vậy tận dụng những vật dẫn nhiệt tốt. Giúp chúng đưa ngưỡng nhiệt mong muốn đến 1 giá trị nhất định để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người. Các loại bếp hồng ngoại hay lò sưởi chính là những ví dụ điển hình nhất. Trong việc sử dụng tác dụng nhiệt của chúng trong phục vụ đời sống của con người.

Tác dụng chiếu sáng

Đây là tác dụng được phát minh và ứng dụng sớm nhất của dòng điện. Đèn sợ đốt, đèn huỳnh quang hay những sản phẩm đèn chiếu sáng hiện đại ra đời sau đó là những minh chứng cho tác dụng này.

Tác dụng sinh lý

Tiếp xúc với điện trong quá trình sử dụng tiềm ẩn khá nhiều nguy hiểm cho người dùng. Vì vậy việc tiếp xúc điện đúng cách, quá trình dưa dòng điện qua cơ thể người và động vật. Từ đó giúp ích rất nhiều cho sự phát triển của ngành y học cũng như việc chữa trị các căn bệnh nguy hiểm.

Tác dụng từ

Đây cũng là một tác dụng phổ biến của dòng điện hiện nay. Bằng việc đưa điện tác động đến các thanh nam châm được đặt gần đó tạo thành lực lớn phù hợp với nhu cầu sử dụng. Ngày nay bếp từ hay một số phương pháp trị liệu trong y học chính là thành tựu của việc áp dụng tác dụng từ này.

Tác dụng hóa học

Trong các phòng thí nghiệm trong hóa học. Dòng điện được sử dụng như một phương pháp phân ly các ion âm và dương trong dung dịch. Đây cũng chính là cơ sở của việc mạ điện đang được áp dụng khá phổ biến hiện nay.

Các nguy hại từ dòng điện

Có thể nói điện đi qua cơ thể con người phần lớn đều không tốt. Các mối nguy hiểm sẽ phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua cơ thể chúng ta. Điện trực tiếp nguy hiểm hơn dòng điện xoay chiều. Trong điện xoay chiều, cường độ của dòng điện trở nên cao và thấp trong khoản thời gian đều đặn. Với điện trực tiếp thì cường độ vẫn giữ nguyên. Khi cơ thể người bị sốc, dòng điện vào và ra cơ thể theo thời gian đều đặn; trong khi dòng điện trực tiếp ảnh hưởng đến cơ thể liên tục. Bạn có thể tham khảo một số số liệu mà các nhà nghiên cứu đã thu thập được trong quá trình thực nghiệm.

Các triệu chứng khi bị điện giật.

1 mA: Gây đau nhói tại chỗ tiếp xúc.
1 – 4 A: Tim chúng ta bị loạn nhịp nên rối loạn lưu thông máu.
5 mA: Làm cho chúng ta cảm giác bị giật nhẹ.
10 A: Là mức nguy hiểm có thể dẫn đến chết người. Nên các loại cầu giao, cầu chì thường được thiết kế ở mức 10mA để đảm bảo an toàn.
50 – 150 mA: Đây là mức gây chết người thông qua các tác động phân hủy cơ và suy thận.

Đến đây thì chắc chắn bạn đọc đã hiểu dòng điện là gì và tầm quan trọng của chúng. Năng lượng điện chủ yếu là do thiên nhiên ban cho. Và do con người khai thác thông minh mà điện năng ngày càng được sản sinh. Nên chúng ta cần trân trọng thiên nhiên hơn và sử dụng điện hợp lý hơn.

Ở ngành Van công nghiệp mà Auvietco.vn chúng tôi đang cung cấp trên thị trường. Hiện nay có nhiều loại van đang sử dụng dòng điện để hoạt động như: Van điều khiển điện, van điện từ… Trong khi ở nước ta lưới điện Quốc gia sử dụng điện áp 220V. Thì có một số nước đang sử dụng điện áp 110V như Nhật Bản. Nên các sản phẩm van điện từ được nhập khẩu về Việt Nam cũng có điện áp 110V. Để sử dụng được chúng thì cần dùng thêm bộ đổi nguồn. Vì vậy việc hiểu và nắm rõ bản chất của dòng điện, điện áp. Giúp cho người vận hành có thể lắp lựa chọn loại van phù hợp với hệ thống và lắp đặt chúng thuận lợi nhất. Từ đó giúp cho hệ thống hoạt động hiệu quả nhất.

BÀI VIẾT KHÁC CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM

Cập nhật lúc 10:49 – 15/02/2023

Dòng điện là gì? Những điều có thể bạn chưa biết về dòng điện