Điện áp và dòng điện là những khái niệm nền tảng trong điện. Hôm nay hãy cùng dientu5ngay tìm hiểu về bản chất của dòng điện và điện áp các bạn nhé. Ngoài ra chúng tớ sẽ trình bày một số cơ sở hình thành dòng điện, định luật Ohm,…
Sự tĩnh điện
Khái niệm về điện phát sinh từ một quan sát của tự nhiên. Chúng ta quan sát thấy một lực giữa các vật thể, giống như lực hấp dẫn, tác động ở một khoảng cách xa. Từ đó lực này đã được đặt tên là lực tĩnh điện . Một điều rất đáng chú ý về lực tĩnh điện là nó lớn, lớn hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn. Tuy nhiên, không giống như trọng lực, có hai loại điện tích. Các loại điện tích trái dấu thì hút nhau và cùng dấu thì đẩy nhau. Lực hấp dẫn chỉ có một loại: nó chỉ hút, không bao giờ đẩy.
Chất dẫn điện và chất cách điện
Để đi tìm hiểu bản chất của dòng điện và điện áp chúng ta hãy tìm hiểu về chất dẫn điện , cách điện các bạn nhé.
Chất dẫn điện
Các chất dẫn điện được làm bằng các nguyên tử mà các điện tử có lớp ngoài cùng, hoặc hóa trị, có liên kết tương đối yếu với hạt nhân của chúng, như thể hiện trong hình ảnh của một nguyên tử đồng. Khi một nhóm các nguyên tử kim loại ở gần nhau, chúng vui vẻ chia sẻ các electron bên ngoài của chúng với nhau, tạo ra một “bầy” các electron không liên kết với một hạt nhân cụ thể. Một lực điện rất nhỏ có thể làm cho đám electron chuyển động. Đồng, vàng, bạc và nhôm là những chất dẫn điện tốt. Nước mặn cũng vậy.
Ngoài ra còn có chất dẫn điện kém. Vonfram – một kim loại dùng làm dây tóc bóng đèn, cacbon – ở dạng kim cương – là những chất dẫn điện tương đối kém vì các điện tử của chúng ít di chuyển hơn.
Chất cách điện
Chất cách điện là vật liệu mà các electron bên ngoài liên kết chặt chẽ với hạt nhân của chúng. Lực điện nhỏ nhất không có khả năng kéo các electron này ra tự do. Khi có lực điện tác dụng, các đám mây electron xung quanh nguyên tử sẽ dãn ra và biến dạng theo tác dụng của lực điện, nhưng các electron không tách ra. Thủy tinh, nhựa, đá và không khí là những chất cách điện. Mặc dù vậy, ngay cả đối với chất cách điện, lực điện luôn có thể tăng lên đủ cao để tách các electron ra xa – điều này được gọi là sự đánh thủng. Đó là những gì đang xảy ra với các phân tử không khí khi bạn nhìn thấy tia lửa.
Chất bán dẫn
Vật liệu bán dẫn rơi giữa chất cách điện và chất dẫn điện. Chúng thường hoạt động như chất cách điện, nhưng chúng ta có thể khiến chúng hoạt động như chất dẫn điện trong một số trường hợp nhất định. Vật liệu bán dẫn nổi tiếng nhất là Silicon. Khả năng kiểm soát tốt các đặc tính cách điện và dẫn điện của silicon cho phép chúng tôi tạo ra những tuyệt tác hiện đại như máy tính và điện thoại di động. Các chi tiết ở cấp độ nguyên tử về cách hoạt động của các thiết bị bán dẫn được điều chỉnh bởi các lý thuyết cơ học lượng tử.
Dòng điện (Current)
Khái niệm dòng điện là gì?
Dòng điện hiểu đơn giản là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Dòng điện được định nghĩa là số điện tích trên một đơn vị thời gian đi qua một ranh giới. Hình dung việc đặt một ranh giới qua một sợi dây. Đếm gần ranh giới và đếm số lần điện tích đi qua. Tổng hợp lượng điện tích đi qua ranh giới trong một giây. Chúng ta gán một dấu dương cho dòng điện tương ứng với hướng mà một điện tích dương sẽ chuyển động.
Vì dòng điện là lượng điện tích đi qua một ranh giới trong một khoảng thời gian cố định, nó có thể được biểu thị bằng toán học bằng công thức sau:
I = dq/dt
Cái gì mang dòng điện trong kim loại?
Vì các electron tự do chuyển động trong kim loại nên các electron chuyển động là những gì tạo nên dòng điện trong kim loại. Các hạt nhân (điện tích dương) trong nguyên tử kim loại cố định tại chỗ và không góp phần tạo ra dòng điện. Mặc dù các electron mang điện tích âm và thực hiện hầu hết mọi công việc trong hầu hết các mạch điện, chúng ta vẫn định nghĩa chiều dòng là chiều chuyển động có hướng của các điện tích dương. . Đây là một quy ước lịch sử rất lâu đời.
Dòng điện có thể mang điện tích dương không?
Đúng. Có rất nhiều ví dụ. Dòng điện được mang theo bởi cả điện tích dương và điện tích âm trong nước mặn: Nếu chúng ta cho muối ăn thông thường vào nước, nó sẽ trở thành một chất dẫn điện tốt. Muối ăn là natri clorua, NaCl. Muối tan trong nước thành ion Na+ và Cl– .Cả hai ion đều phản ứng với lực điện và di chuyển trong dung dịch nước mặn, theo hướng ngược nhau. Trong trường hợp này, dòng điện bao gồm các nguyên tử chuyển động, cả ion dương và âm, không chỉ là các electron rời. Bên trong cơ thể chúng ta, dòng điện là các ion chuyển động, cả tích cực và tiêu cực. Định nghĩa tương tự về dòng điện hoạt động: đếm số lượng điện tích đi qua trong một khoảng thời gian cố định.
Nguyên nhân nào gây ra dòng điện?
Vật tích điện chuyển động ứng với lực điện và lực từ. Các lực này đến từ điện trường và từ trường, lần lượt đến từ vị trí và chuyển động của các điện tích khác.
Tốc độ của dòng điện là gì?
Chúng ta không thường xuyên nói về tốc độ của dòng điện. Trả lời câu hỏi “Dòng điện chạy với tốc độ như thế nào?” yêu cầu hiểu biết về một hiện tượng vật lý phức tạp và thường không liên quan. Dòng điện thường không phải là mét trên giây, nó là về số điện tích trên giây.
Điện áp (Voltage)
Điện áp hay còn được gọi là hiệu điện thế chính là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực.
Hiệu điện thế được ký hiệu là U có đơn vị đo là Volt, ký hiệu là V.
Công thức tính hiệu điện thế được thể hiện như sau:
U = I.R
Trong đó
- U: là hiệu điện thế (V)
- I: là cường độ dòng điện (A)
- R: là điện trở (Ω)
Điện áp giữa hai điểm trong một hệ thống điện được đo bằng vôn kế.
Hay nói một cách tổng quát hơn là: điện áp giữa hai điểm A và B của mạch (ký hiệu là UAB) xác định bởi công thức:
UAB = VA – VB = -UBA
Với VA và VB là điện thế của A và B so với gốc (điểm nối đất hay còn gọi là nối mát).
Vậy là các bạn đã cùng chúng mình đi tìm hiểu về sự ra đời, bản chất của dòng điện và điện áp. Hy vọng chút kiến thức này giúp các bạn thêm yêu điện tử nhé.
CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG
Có thể bạn quan tâm
- Kênh YouTobe hay về điện tử, mạch điện
- Tài liệu học điện tử miễn phí
- Fanpage cùng nhau học điện tử
- Chia sẻ kiến thức điện tử cơ bản
- TOP 5 Bộ KIT học tập Arduino cho người học lập trình
NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT
- Linh kiện điện tử giá siêu rẻ : Shop Ristina.vn
- Linh kiện điện tử, nhà thông minh : Shop Làm Chủ Công Nghệ
- Chuyên mạch nguồn, sạc dự phòng chỉ từ 1K: Shop Điện Tử AT
- Chuyên pin sạc 18650, Pin sạc AA: Shop Linhkiengiatot
Chuyên các thiết bị điện công nghiệp: Shop Linhkien123
