Dòng điện là gì? Đặc điểm, tác dụng và cách đo dòng điện

Không thể phủ nhận rằng sự ra đời của dòng điện đã mở ra kỷ nguyên mới cho sự phát triển của nhân loại. Ngày nay nó đang được ứng dụng trong hầu hết các hoạt động sản xuất, sinh hoạt, phục vụ cuộc sống của loài người. Tuy nhiên trên thực tế không phải ai cũng hiểu rõ dòng điện là gì? Cách đo cũng như tác dụng của dòng điện. Trong bài viết dưới đây, hãy cùng Yên Phát tìm hiểu rõ hơn nhé!

Dòng điện là gì?

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

Công thức tính độ lớn cường độ dòng điện

I=V/R

Trong đó:

  • I - là cường độ dòng điện
  • V - là điện áp
  • R - là điện trở

Dòng điện là gì

Khái niệm dòng điện là gì?

Đặc điểm của dòng điện trong từng môi trường

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

Dòng điện trong kim loại

Bản chất của dòng điện trong môi trường kim loại là sự chuyển dời có hướng của các electron có chiều ngược lại với chiều điện trường. Vì vậy, điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ ρ = ρo[1 + α(t – to)].

Trong đó:

  • α là hệ số nhiệt điện trở (K−1)(K−1).
  • ρo là điện trở suất tại nhiệt độ t0.

Ngoài ra, công thức suất điện động của cặp nhiệt điện sẽ được tính như sau: 

E = αT(T1 – T2).

Trong đó: 

  • T1 – T2 là chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và lạnh 
  • αT là giá trị hệ số nhiệt điện động tương ứng.

Dòng điện

Dòng điện trong kim loại

Dòng điện trong chất điện phân

Đối với dòng điện trong môi trường chất điện phân như dung dịch, bazơ, các axit, muối bị phân li thành ion. Dòng điện sẽ là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường và được phân thành 2 hướng ngược nhau. Được biết, hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương sẽ tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch. Đồng thời khiến cực dương bị ăn mòn đi và được gọi là hiện tượng dương cực tan.

Dòng điện trong chất khí

Trong điều kiện thường thì chất khí không thể dẫn điện. Chất khí chỉ có khả năng dẫn điện khi trong chúng có sự ion hóa các phân tử. Vì vậy, dòng điện trong môi trường chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion +, ion – và các hạt electron tạo bởi chất khí ion hóa sinh ra. Nếu sử dụng nguồn điện có khả năng gây hiệu điện thế lớn thì sẽ xuất hiện hiện tượng hạt nhân tải điện. Quá trình phóng điện vẫn được diễn ra khi không có tác nhân ion hóa chất khí từ ngoài – đây còn được gọi là quá trình phóng điện tự lực.

Dòng điện trong chân không

Đặc tính chỉnh lưu Diot trong chân không chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều duy nhất. Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng nhờ vào điện trường và từ trường. Đồng thời, nó được ứng dụng ở đèn tia catot. Vì thế, dòng điện trong môi trường chân không là các electron chuyển động từ cực âm về cực dương chịu tác dụng của lực điện trường. Về bản chất dòng điện trong môi trường chân không đó là không có vật chất và không có năng lượng.

ý nghĩa dòng điện là gì

Dòng điện chạy trong môi trường chân không

Dòng điện trong chất bán dẫn

Chất bán dẫn được phân ở nhóm bao gồm: Ge, Si,… Ngoài ra, chất bán dẫn dẫn điện bằng electron và lỗ trống. Ở môi trường bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng với mật độ lỗ trống. Còn ở bán dẫn loại p thì mật độ của lỗ trống thường lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n thì mật độ electron lớn hơn mật độ của lỗ trống.

Vì vậy, dòng điện trong môi trường chất bán dẫn chính là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường. Đồng thời dòng các lỗ trống sẽ chuyển động cùng chiều với chiều của điện trường.

Phân loại dòng điện

Dòng điện hiện nay được phân ra làm hai loại đó là dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). 

Dòng điện một chiều

Dòng điện một chiều (Direct Current) là dòng điện chạy trong dây dẫn theo một chiều cố định dù cường độ có tăng hay giảm so với độ lớn của dòng điện. Chiều của dòng điện một chiều được quy ước là đi từ dương sang âm và nó được tạo ra từ nguồn pin, ắc quy và năng lượng mặt trời.

Dòng điện một chiều được sử dụng trong một số thiết bị như điện thoại di động, sạc điện thoại, xe điện, pin, bình ắc quy, thiết bị điện tử,... Dòng điện một chiều được ký hiệu là DC. Đối với thiết bị sử dụng dòng điện DC sẽ có ký hiệu cực âm là dấu trừ (-) và cực dương là dấu cộng (+).

Dòng điện 1 chiều là gì

Sơ đồ hoạt động của dòng điện một chiều 

Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều (Alternating Current) là dòng điện có chiều và độ lớn thay đổi theo thời gian. Các electron tự do sẽ di chuyển theo 2 hướng và thường sẽ có chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều trong mạch sẽ dịch chuyển theo một chiều và sau đó chạy theo chiều ngược lại theo định kỳ. 

Khi nhắc đến dòng điện xoay chiều, chúng ta thường nhắc đến chu kỳ, tần số và giá trị của dòng điện. Trong đó, giá trị của dòng điện có thể chuyển đổi từ giá trị cao sang giá trị thấp bằng máy biến áp. Phần lớn các thiết bị điện gia dụng hiện nay đều sử dụng điện xoay chiều, cụ thể như: tủ lạnh, máy lạnh, nồi cơm điện, máy giặt, bếp điện, tivi, bóng đèn huỳnh quang,... Dòng điện xoay chiều được kí hiệu là AC hoặc (~).

Dòng điện xoay chiều là gì

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng phổ biến trong sinh hoạt và sản xuất

Dòng điện được sử dụng với tác dụng gì?

Dòng điện có ba tác dụng chính đó là nhiệt, từ trường và hóa học.

Tác dụng nhiệt

Khi dòng điện chạy qua một dây dẫn, nhiệt độ của dây dẫn sẽ tăng lên. Đây là hiệu ứng làm nóng của dòng điện và nó được ứng dụng trong cuộc sống như: bóng đèn điện, máy nước nóng, bàn là điện,…

Tác dụng từ

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ tạo ra một lực từ trường hay chính là hiệu ứng từ của dòng điện. Các thiết bị hoạt động trên hiệu ứng từ là tiền đề để chế tạo và phát triển động cơ điện và nam châm điện.

Định nghĩa dòng điện

Những tác dụng của dòng điện

Tác dụng hóa học

Vào năm 1800, William Nicholson - một nhà hóa học người Anh đã chỉ ra rằng: Khi ngâm các điện cực trong nước và truyền dòng điện qua nước. Những bong bóng oxy được sinh ra ở điện cực nối với cực dương và bong bóng hidro được hình thành ở điện cực nối với cực âm. Một số phản ứng hóa học cần có sự tác động của dòng điện truyền qua dung dịch dẫn điện. Đó chính là hiệu ứng hóa học của dòng điện. Ngoài hiện tượng xuất hiện bong bóng tại điện cực, cặn kim loại cũng có thể nhìn thấy trên các điện cực hoặc dung dịch sẽ bị đổi màu.

Cách đo dòng điện chính xác, an toàn

Làm sao để xác định cường độ dòng điện trong mạch? Hiện nay có 2 cách đo cường độ dòng điện là sử dụng Ampe kế và dùng đồng hồ vạn năng. Cách thực hiện như sau:

Sử dụng Ampe kế 

Mắc nối tiếp Ampe kế với  cường độ dòng điện cần đo. Trong đó:

  • Cực dương của Ampe kế được mắc với cực dương của nguồn điện. Tuyệt đôi không mắc trực tiếp 2 chốt của Ampe kế với 2 cực của nguồn điện.
  • Cực âm của Ampe kế được mắc với cực âm của nguồn điện.

Lưu ý: Cần chọn loại Ampe kế có giới hạn đo phù hợp với kết quả cần đo, độ chia nhỏ nhất càng nhỏ thì độ chính xác càng cao.

đo dòng điện bằng ampe kế

Xác định cường độ dòng điện bằng ampe kế

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 trên cả dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều.

Đối với dòng điện một chiều

  • Que đo màu đen được cắm vào đầu COM, que đo màu đỏ cắm vào đầu dương (+).
  • Điều chỉnh đồng hồ vạn năng về thang DC.A - 250mA.
  • Ngắt nguồn điện của mạch thí nghiệm.
  • Que đo màu đỏ của đồng hồ vạn năng hướng về phía cực dương  (+) và que đo màu đen tại cực âm (-) theo chiều của dòng điện trong mạch thí nghiệm.
  • Bật nguồn dòng điện để bắt đầu đo.
  • Đọc giá trị trên cung chia độ C và tính bằng cách nhân số chỉ của kim trên cung chia độ với thang đo. Sau đó chia cho giá trị cực đại trên cung chia độ đó.

đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng

Sử dụng đồng hồ vạn năng cũng là cách để đo được dòng điện

Đối với dòng điện xoay chiều

  • Que đo màu đen đem cắm vào đầu COM còn que màu đỏ cắm vào đầu AC - 15A.
  • Chuyển mạch của đồng hồ về thang AC - 15A.
  • Ngắt nguồn điện thí nghiệm.
  • Nối 2 que đo của đồng hồ với 2 điểm cần đo dòng điện.
  • Bật nguồn để dòng điện chạy trong mạch thí nghiệm.
  • Đọc trên cung chia độ E15 và tính giá trị bằng cách nhân số chỉ kim trên cung chia độ nhân với thang đo và chia cho giá trị cực đại trên cung chia độ đó.

Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu rõ hơn về dòng điện là gì, tác dụng và cách để đo dòng điện an toàn bằng ampe kế và đồng hồ vạn năng. Mong rằng những thông tin được chia sẻ trong bài viết trên đây có thể đưa đến cho bạn những thông tin hữu ích. 

Hỏi Đáp

Máy phát diesel là gì? Sử dụng khi nào?

Máy phát diesel là gì? Sử dụng khi nào?

Khi nhà bị mất điện đột ngột thì phải làm như thế nào?

Khi nhà bị mất điện đột ngột thì phải làm như thế nào?

Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo tuabin gió

Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo tuabin gió

Quy trình lắp đặt máy phát điện đúng chuẩn nhất

Quy trình lắp đặt máy phát điện đúng chuẩn nhất

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều mà bạn chưa biết

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều mà bạn chưa biết

Cách làm máy phát điện mini đơn giản ngay tại nhà

Cách làm máy phát điện mini đơn giản ngay tại nhà

Phần cảm của máy phát điện xoay chiều

Phần cảm của máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện chạy được điều hòa có nên hay không?

Máy phát điện chạy được điều hòa có nên hay không?

Nước làm mát máy phát điện có tác dụng như thế nào?

Nước làm mát máy phát điện có tác dụng như thế nào?