Dòng điện là gì?
Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của hạt mang điện. Và trong mạch điện thì dòng điện đó nó tạo ra sự chuyển dịch của các electron dọc theo dây dẫn. Ngoài ra, hạt mang điện này được gọi là ion hoặc chất điện ly.
Khi mà số lượng electron đi qua một điểm nhất định trong một giây. Điều này có nghĩa là nhiều electron đi qua một điểm thì nhất định dòng điện đó sẽ lớn hơn. Và dòng điện đó được đo bằng Ampe hoặc amp.
Và ta có thể hiểu đơn giản là: dòng điện giống như nước chảy qua một đường ống; nước trong ống nó sẽ có điện tích. Và điện tích càng nhiều thì điện áp nó giống như áp suất ở cuối đường ống lại càng cao.
Và trong các mạch điện chúng ta sử dụng hiện này đều được xem là dòng điện. Và các dòng electron này nó di chuyển và có hướng dây dẫn mà đi qua các thiết bị tiêu thụ điện. Nhằm phục vụ nhu cầu của con người, Khi đó trong mạch điện thì nó có dây dẫn kim loại, các hạt mang điện có độ lớn bằng với độ lớn của dòng điện. Sau đó thì nó có chiều ngược lại với chiều của dòng điện trong mạch.
Nguồn gốc của dòng điện
Mặc dù ta sử dụng điện và năng lượng điện hằng ngày nhưng ít ai quan tâm đến nguồn gốc của nó. Dòng điện không phải do một nhà khoa học nào tạo nên. Mà nó có nguồn gốc từ rất lâu đời. Chúng được tồn tại ở dưới dạng những tia sét do các đám mây tích điện trái dấu và phòng xuống mặt đất.
Và với sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng ở cuối thế kỷ 19. Thì ngành điện mới thật sự phát triển. Con người bắt đầu khai thắc và ứng dụng dòng điện vào đa lĩnh vực và từ đời sống cho đến sản xuất.
Dòng điện này nó có đặc tính linh hoạt nên khả năng ứng dụng của nó rất phong phú, không dừng lại ở 2 lĩnh vực trên nó được dùng để khám chữa bệnh, giao thông và giáo dục…
Công thức và đơn vị của dòng điện
Với hướng của dòng electron và hướng của dòng điện nó sẽ ngược với nhau. Vì thế mà một điện tích Q khi chạy qua tiết điện của 1 dây dẫn trong thời gian xác định là t. Lúc đó cường độ dòng điện sẽ được tính như sau:
I = Q/t
Và đơn vị điện tích theo công thức này chính là coulomb/ giây sẽ là ampe.
Tính chất của dòng điện
Dòng điện là đại lượng quan trọng trong mạch điện tử. Như ta đã biết thì dòng điện là sự chuyển động của các electron. Và việc di chuyển dòng điện tử được gọi là năng lượng điện. Nếu khi ta biến đổi thành các dạng nặng lượng khác như: nhiệt năng, ánh sáng…
Trong này nó có 2 loại là: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). Với dòng điện một chiều thì nó chỉ chạy theo một chiều, ngược lại dòng điện xoay chiều thì nó chạy theo hai chiều.
Cường độ dòng điện nó được đo bằng ampe. Nó đại diện cho một khối điện tích di chuyển qua một điểm cụ thể trong một giây. Ví dụ như: 1 ampe = 1 coulomb/1 giây
Và hướng được quy định của dòng điện là hướng mà điện tích dương nó sẽ chuyển động. Vì vậy, dòng điện nó được chạy trong mạch ngoài và nó được hướng ra cực dương và hướng về cực âm của pin.
Các loại dòng điện
Dòng điện xoay chiều (AC)
Và nó có đặc điểm như sau:
- Dòng điện xoay chiều được đổi chiều theo chu kỳ
- Và nó bắt đầu từ không rồi tăng dần đến cực đại. Sau đó thì nó giảm đến không. Khi mà đổi chiều và đạt cực đại theo chiều ngược lại, giá trị ban đầu và nó cũng lặp lại chu kỳ này vô hạn.
- Dạng sóng nó được có hình sin, hình tam giác, hình vuông hoặc là hình răng cưa,…
- Dạng sóng này không quan trọng, nhưng nó được lặp lại.
- Trong hầu hết các mạch điện, dạng sóng điển hình của dòng điện xoay chiều là sóng hình sin.
- Với máy phát điện xoay chiều có thể tạo ra dòng điện xoay chiều. Nó có thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều.
- Nguồn điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng của ngành công nghiệp và dân dụng.
Dòng điện một chiều
Với dòng điện một chiều (DC), DC chỉ chảy theo một hướng nhất định. Nên nó được gọi là dòng điện một chiều.
DC nó được tạo ra bởi pin, pin mặt trời, pin nhiên liệu… Và DC nó có thể chuyển đổi thành dòng điện bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu. Nguồn điện nó được sử dụng trong các ứng dụng điện áp thấp. Và hầu hết các mạch điện tử nó cần nguồn điện một chiều. Loại này nó mang đến công dụng là cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện và cũng để sạc pin.
Sự khác nhau giữa AC và DC.
Đối với dòng điện xoay chiều, là dòng điện được hướng theo chu kỳ tiến và lùi. Và khi dòng điện một chiều nó được chạy theo một hướng ổn định. Và 2 dòng này nó có điểm khác biệt đó chính là nằm ở hướng mà các electron di chuyển. Với dòng điện một điện, các điện tử chuyển động ổn định nó nằm theo một hướng trong khi các điện tử tiếp tục chuyển hướng. Nó đi tới rồi sẽ ngược lại trong dòng điện xoay chiều.
Và sự khác nhau giữa AC và DC, chính là:
| Dòng điện AC | Dòng điện một chiều |
|
|
Cách đo dòng điện
Trong một mạch điện và điện tử thì dòng điện chính là một thông số thiết yếu cần được đo.
Một dụng cụ có thể đo cường độ dòng điện chính là ampe kế. Để có thể đo được thì ta cần lắp ampe kế mắc nối tiếp với đoạn mạch có cường độ dòng điện cần đo.
Dưới đây là một số phương pháp đo dòng điện khác:
- Ta có thể đo dòng điện bằng điện kế. Điện kế cho biết cả chiều và độ lớn của dòng điện
- Dòng điện có thể đo được bằng cách phát hiện từ trường. Từ trường này nó được liên kết với dòng điện mà nó làm đứt mạch. Ngoài ra, còn có nhiều dụng cụ khác nhau để có thể sử dụng để đo được dòng điện mà không làm đứt mạch.
- Ta có thể sử dụng bộ cảm biến điện hiệu ứng Hall
- Máy biến dòng (CT). Nhưng loại này thì chỉ đo được cho AC
- Đồng hồ kẹp
- Điện trở Shunt
- Cảm biến trường điện trở Magneto
Tác dụng của dòng điện
Khi mà dòng điện được chạy trong mạch, thì nó có tác dụng khác nhau. Và những công dụng của nó được sử dụng như sau:
Tác dụng nhiệt
Khi dòng điện bị cản trở thì nó sẽ sinh ra nhiệt. Điều này là nhờ có những electron chuyển động tròn dây dẫn hoặc là trong điện trở có điện trở. Và việc để có thể vượt qua được lực cản đó chính là chuyển hóa nó thành nhiệt năng. Sự chuyển đổi năng lượng này thành nhiệt năng. Đây chính là nguyên lý hoạt động của tất cả các thiết bị:
- Bình đun nước nóng
- Lò nước bánh mì
- Lò sưởi, bàn là…
Và ngay cả khi kết nối với dây dẫn thì nó lại có một lực cản nhỏ đối với dòng điện. Đây chính là lý do mà các thiết bị điện bao gồm cả dây nối đều cảm thấy ấm khi mà nó được sử dụng trong mạch điện.
Ngoài ra, lượng nhiệt được tạo ra nó còn phụ thuộc vào:
- Lượng dòng điện chạy qua. Nếu lượng điện này càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra nó lại càng cao.
- Kích thước của dây dẫn
- Loại vật liệu được sử dụng
- Điện trở của vật dẫn. Điện trở của nó càng cao thì nhiệt lượng tỏa ra của nó cũng càng cao
- Thời gian “t” mà dòng điện chạy qua. Khi nó được chạy qua vật dẫn càng dài thì nhiệt lượng của nó tỏa ra cũng càng nhiều.
Tác dụng chiếu sáng
Đây chính là tác dụng phổ biến của dòng điện. Khi qua dòng điện được chạy qua vật dẫn có điện trở cao, mới đầu nó rất nóng. Nhưng sau đó thì nó lại phát ra ánh sáng. Và nó được gọi là tác dụng chiếu sáng của dòng điện. Đối với bóng đèn điện như đèn dây tóc, đèn huỳnh quang thì nó được ứng dụng nhiều trong cuộc sống.
Tác dụng sinh lý
Với việc tiếp xúc của dòng điện thì nó mang đến nhiều tác động khác nhau trên cơ thể của con người. Đối với mặt sinh lý thì nó được ứng dụng trong việc châm cứu chữa bệnh, kích nhịp tim…
Ngoài ra, nó được dùng trong điện trở của da, hiệu điện thế, thời gian tiếp xúc và lượng dòng điện với cường độ của nó. Với việc cơ thể kỳ nhạy cảm tác động lên nên nó dẫn đến nhiều kết quả khác nhau. Nó sẽ làm gián đoạn hoạt động bình thường với hệ thần kinh và cơ bắp của con người.
Ngoài ra, tác dụng của dòng điện có thể tạo ra được sự nguy hiểm rất lớn đối với sức khỏe. Nên khi dùng con người cần phải cẩn thận tiếp xúc với dòng điện.
Tác dụng từ
Một hiệu ứng nổi bật khác có thể nhận thấy được khi dòng điện chạy qua vật dẫn về sự hình thành từ trường. Và một từ trường được thiết lập xung quanh dây dẫn giống như một phần mở rộng ra cách lớp cách điện.
Nếu dòng điện tăng thì từ trường của nó cũng tăng lên. Việc tắt dòng điện làm cho từ trường suy giảm.
Đối với tác dụng từ thì nó được ứng dụng thực tế như sau:
- Động cơ điện nó quay thì từ thông nó sẽ được tạo ra bởi nguồn điện
- Chuông cửa và chuông kêu vo ve hoặc vo ve do từ thông tạo bởi nguồn điện.
Tác dụng hóa học
Khi mà dòng điện đi qua chất điện phân như dung dịch đồng sunfat, cả điện tử và ion đồng dương đều dẫn điện. Với quá trình dẫn dòng điện qua các dung dịch được gọi là quá trình “điện phân”.
Dòng điện chạy qua dung dịch, ion hóa và phân hủy thành các ion. Nó có phản ứng xảy ra khi có dòng điện chạy qua. Nó sẽ tùy thuộc vào bản chất của dung dịch mà các điện cực được sử dụng. Nhờ có tác dụng này mà ta có thể quan sát là sau:
- Thay đổi màu sắc của dung dịch
- Kim loại sẽ đóng cặn ở trên điện cực
- Với sự giải phóng khí hoặc là tạo bọt trong dung dịch
Với mạ điện và sự điện phân là một trong những ứng dụng của tác dụng hóa học dòng điện
Ưu và nhược điểm của dòng điện khi đi qua cơ thể con người
Ưu điểm
Với cường độ dòng điện thì nó có nhiều tác dụng đối với sức khỏe. Nhất là lĩnh vực y tế thì nó vô cùng quan trọng:
- Giảm tính đáp ứng thần kinh cảm giác, giảm đau
- Giảm ngưỡng kích thích của sợi cơ vận động
- Nó giúp tăng cường khả năng dinh dưỡng của vùng cơ thể khi mà nó có dòng điện đi qua.
- Gây giãn mạch máu ở những phần cơ thể đặt ở giữa 2 điện cực.
Nhược điểm
Tuy nó mang được nhiều ưu điểm thì nó vẫn có những nhược điểm như sau:
- Mỗi một cường độ dòng điện thì nó đều có ảnh hưởng nhất định. Nó sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí tiếp xúc cơ thể, giới tính…
- Những hiệu điện thế ổn định thì nó cũng gây ra nhiều nguy hiểm hơn so với dòng không ổn định
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi về dòng điện và những vấn đề liên quan đến dòng điện. Qua bài viết, chắc hẳn bạn đã hiểu phần nào về bản chất của hiện tượng vật lý. Nếu bạn còn thắc mắc gì có thể liên hệ với chúng tôi qua hotline. Để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ.
Xem nhiều hơn tin tức khác tại đây nhé =>> https://vandieukhienvn.com/tin-tuc/
