Cường độ dòng điện được nhắc nhiều trong môn Vật lý, vậy bạn đã hiểu rõ cường độ dòng điện là gì? Công thức tính cường độ dòng điện như thế nào chưa? Hãy cùng VietChem xem chi tiết trong bài viết này nhé!
Định nghĩa cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện cho biết gì?
Cường độ dòng điện [CĐDĐ] là số lượng tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian, đây là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh và độ yếu của dòng điện. Một dòng điện càng mạnh thì CĐDĐ càng lớn và ngược lại.
Cường độ dòng điện trung bình ở một khoảng thời gian là thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét.
Ký hiệu cường độ dòng điện là gì?
I là ký hiệu được dùng nhiều trong vật lý
Ký hiệu cường độ dòng điện là I, I này là trong hệ SI đây là tên gọi của một nhà vật lý học và toán học người pháp André Marie Ampère. Kí hiệu này được sử dụng trong Vật lý và trong công thức tính cường độ dòng điện.
André Marie Ampère là một trong những nhà phát minh ra từ trường và phát biểu thành định luật Ampere, chính vì thế đơn vị đo cường độ dòng điện được lấy tên ông.
Hiểu rõ hơn về cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở
Đơn vị đo cường độ dòng điện là gì?
- CĐDĐ có đơn vị đo là ampe, kí hiệu là A.
- 1 ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948
- Dụng cụ đo cường độ là gì - Là ampe kế
>>> Quang phổ là gì? Các loại quang phổ liên tục, vạch phát xạ
Công thức tính cường độ dòng điện
Trong vật lý, cường độ dòng điện được đo bằng nhiều công thức, tùy vào từng trường hợp mà bạn vận dụng các công thức khác nhau
1. Cường độ dòng điện trung bình
Itb=ΔQ/Δt
Trong đó:
- Itb là kí hiệu của cường độ dòng điện trung bình đơn bị [A]
- Δt là kí hiệu của một khoảng thời gian được xét nhỏ
- ΔQ là điện lượng được xét trong khoảng thời gian Δt
Cường độ tức thời được tính theo công thức:
I = dQ/ dt
Hoặc
I=P:U
Trong đó:
- P là công suất tiêu thụ của thiết bị điện
- U là hiệu điện thế
Công thức khác:
I = dQ/ dt
Hoặc
U = I.R
Trong đó:
- U là hiệu điện thế, đơn vị U
- R là điện trở, đơn vị ôm
2. Cường độ dòng điện hiệu dụng
Ngoài các công thức trên, trong vật lý còn có thêm các công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng. Đây là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi.
I=U/R
Trong đó:
- U là hiệu điện thế
- R là điện trở
3. Cường độ dòng điện cực đại
I0 = I. √2
Trong đó:
- I0 là cường độ dòng điện cực đại
4. Cường độ dòng điện bão hòa
I=n.e
Trong đó:
5. Cường độ dòng điện 3 pha
I = P/[√3 x U x coshi x hiệu suất]
Trong đó:
- P là công suất động cơ
- U là điện áp sử dụng
>>> Áp suất thẩm thấu là gì? Ý nghĩa và ứng dụng áp suất thẩm thấu
Công thức tính cường độ dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là dòng có chiều và cường độ biến đổi tuần hoàn theo chu kỳ thời gian nhất định. Loại dòng điện này thường được tạo ra từ máy phát điện xoay chiều hoặc có biến đổi qua lại nhờ những mạch điện đặc thù
P=U.I.cosα
Trong đó
- P là công suất
- U là điện áp
- α là góc lệch pha giữa U và I
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ, được tính bằng giây [s] và kí hiệu là T.
Tần số dòng điện xoay chiều kí hiệu là F, là số lần lặp lại trạng thái cũ dòng điện xoay chiều trong một giây.
F=1/T
Công thức tính dòng điện 1 chiều
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện một chiều là dòng chuyển dời đồng hướng của các hạt mang điện trong môi trường dẫn điện như dây dẫn. Viết tắt là 1C hoặc DC
Đây là dòng điện được tạo ra từ các nguồn như pin, tế bào năng lượng mặt trời. Dòng điện này có thể di chuyển trong vật dẫn như dây điện hoặc trong các vật liệu bán dẫn, vật liệu cách điện hay môi trường chân không.
Công thức:
I=U/R
Trong đó:
- U là điện áp 2 đầu đoạn mạnh
- R là điện trở đoạn mạch
>>> Grayscale là gì? Tại sao nên sử dụng thước xám Grayscale?
Bài tập cách tính cường độ dòng điện có lời giải
Bài 1:
Tiến hành mắc tụ điện có điện dụng 2μF vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220V và tần số 50 Hz. Hỏi cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là bao nhiêu?
Lời giải:
Tần số góc: ω = 2πf = 100π rad/s.
Dung kháng: Zc = 1/ωC = 1/ 100π.2.10-6 = 5000/π [Ω]
Bởi vì mạch chỉ có tụ điện nên cường độ dòng điện hiệu dụng được tính theo công thức:
I = U/Zc = 220: 5000/π ≈ 0.14 A
Đáp án: 0.14 A
Bài 2:
Tiến hành đặt một điện áp xoay chiều u = 220√2cos[100πt] V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có điện trở R= 110Ω, L và C có thể thay đổi được. Hỏi, khi hệ số công suất của đoạn mạch đạt giá trị cực đại thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó là bao nhiêu?
Lời giải:
Thay đổi L và C để hệ số công suất cực đại sẽ tạo ra hiện tượng cộng hưởng, lúc này Cos φ = U²/R = 440 W.
Hy vọng rằng với những chia sẻ vừa rồi về cường độ dòng điện là gì và các công thức tính sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn và ứng dụng vào việc giải bài tập một cách hiệu quả nhất nhé. Truy cập website hoachat.com.vn để xem thêm nhiều công thức khác.
Tìm kiếm liên quan:
- Dòng điện là gì
- Hiệu điện thế là gì
- Cường độ dòng điện cho biết gì?
Cường độ dòng điện là một trong những đại lượng Vật lý cơ bản, được giới thiệu trong chương trình Vật lý lớp 7. Việc nắm rõ mảng kiến thức này không chỉ hỗ trợ việc tính toán, mà còn giúp việc lựa chọn, sử dụng các thiết bị điện phù hợp với mạch điện, đồng thời kéo dài tuổi thọ các thiết bị. Trong bài viết dưới đây, Điện máy Yên Phát sẽ giới thiệu lại Cường độ dòng điện là gì cùng những kiến thức liên quan, các bạn cùng đón đọc nhé!
Kiến thức tổng quan về cường độ dòng điện
Một số kiến thức cơ bản nhất về cường độ dòng điện mà các em cần nắm như sau:
Khái niệm
Hiểu một cách đơn giản nhất, cường độ dòng điện chính là đại lượng chỉ độ mạnh yếu của dòng điện đang chạy trong mạch. Xét về mặt chuyên môn, cường độ dòng điện còn đại diện cho số lượng điện tử đi qua tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định. Theo đó, dòng điện càng mạnh thì giá trị của cường độ càng lớn và ngược lại.
Bạn đã nắm được khái niệm cường độ dòng điện là gì chưa?
Ký hiệu cường độ dòng điện
Đơn vị để đo cường độ dòng điện là Ampe hay còn được viết tắt là A. Độ lớn của dòng điện được ký hiệu là I, chiếu theo hệ đo lường quốc tế SI.
Đơn vị đo cường độ dòng điện được lấy theo tên nhà vật lý và toán học nổi tiếng người Pháp André Marie Ampère. Ông đã tự tạo ra rất nhiều thiết bị đo lường phục vụ cho thí nghiệm của mình. Những thiết bị này chính là tiền thân của Ampe kế sau này và cũng là dụng cụ đo độ lớn của dòng điện. Chính vì thế nên đơn vị đo được ký hiện dựa vào tên ông.
Một đơn vị Ampe sẽ tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948.1018 điện tử e [tương ứng 1 culong] trong một giây thông qua 1 diện tích dây dẫn. Công thức là 1A = 1C/s.
Những loại ampe kế phổ biến hiện nay có thể kế đến như: ampe kế đo AC/DC, ampe kế đo dòng điện, dòng đo điện trở cách điện, ampe kế đo điện trở đất hoặc miliampe kế hay còn gọi là dòng đo miliampe.
Ký hiệu cường độ dòng điện
Chiều của dòng điện
Như chúng ta đã biết, dòng điện được quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dương. Chính vì vậy, trong mạch điện với dây dẫn kim loại, các electron mang điện tích âm dịch chuyển ngược chiều với chiều của dòng điện trong dây dẫn.
Dòng điện chạy trong dây dẫn có thể dịch chuyển theo bất kỳ chiều nào. Vì vậy, khi có 1 dòng điện I trong mạch, hướng của dòng điện quy ước cần được đánh dấu, thường là bằng mũi tên trên sơ đồ của mạch điện. Đây gọi là hướng tham chiếu của dòng điện I, nếu dòng điện di chuyển ngược với hướng tham chiếu, thì I sẽ có giá trị âm.
Một số công thức tính liên quan đến cường độ dòng điện
Sau khi nắm được những kiến thức cơ bản về cường độ dòng điện là gì? yenphat.vn sẽ chia sẻ đến các em công thức tính cường độ dòng điện. Hãy lưu ngay vào sổ tay của mình để phục vụ công việc học tập của mình nhé!
1. Công thức tính cường độ dòng điện dòng không đổi
Công thức:
I = q/t [A]
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện [A]
- q là điện lượng được chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t [s]
Công thức tính cường độ dòng điện dòng không đổi
2. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm
Công thức:
I = U / R
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện [A]
- U là hiệu điện thế [V]
- R là điện trở [Ω]
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch được tính theo định luật ôm:
- Mắc nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In [A]
- Mắc song song: I = I1 + I2 + … + In [A]
3. Cách tính cường độ dòng điện hiệu dụng
Công thức:
I=I0/√2
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện hiệu dụng [A]
- I0 là cường độ dòng điện ở cực đại [A]
4. Cách tính cường độ dòng điện bão hòa
Công thức:
I = n.e
Trong đó:
- n là số electron
- e chính là điện tích electron
Công thức để tính cường độ dòng điện bão hòa
5. Công thức tính cường độ dòng điện đối với nguồn điện 3 pha
Công thức:
I = P/[√3 x U x cosφ x hiệu suất]
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện
- P là công suất động cơ
- U là điện áp sử dụng
Cách đo cường độ dòng điện bằng ampe kế hoặc đồng hồ vạn năng
Sử dụng Ampe kế hoặc đồng hồ vạn năng có thể đo được cường độ dòng điện 1 chiều DC hoặc dòng xoay chiều AC.
Đo cường độ dòng điện 1 chiều [DC]
DC là dòng điện một chiều, được tạo ra bởi sự dịch chuyển đồng hướng của các hạt mang điện. Chúng ta có thể điều chỉnh độ lớn dòng DC mà không cần thay đổi chiều của nó. Cách xác định cường độ dòng DC như sau:
- Chuẩn bị Ampe kế, cắm que đổ vào cực dương, que đen còn lại vào đầu COM.
- Điều chỉnh chuyển mạch của đồng hồ tới vị trí hiển thị DC.A-250mA.
- Sử dụng đầu còn lại của que đen và que đỏ nối lần lượt với cực âm và cực dương của nguồn điện, sau đó bật nguồn điện cho mạch.
- Đồng hồ sẽ hiển thị giá trị cường độ dòng điện đo được.
Đo cường độ dòng điện xoay chiều [AC]
Dòng điện xoay chiều được sử dụng phổ biến trong sinh hoạt cũng như sản xuất. Khác với dòng DC, dòng điện AC có chiều và cường độ dòng điện thay đổi liên tục tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Chúng ta sẽ sử dụng đồng hồ vạn năng để đo cường độ dòng điện xoay chiều, với cac thao tác tương tự bên trên.
Ứng dụng thực tiễn của cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện đã được đưa vào ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, cụ thể:
Dùng để duy trì độ bền cho các thiết bị điện
Độ lớn dòng điện đã được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Ứng dụng phổ biến nhất chính là dùng để đo độ lớn hoặc nhỏ của các dòng điện.
Mỗi thiết bị điện sẽ có một giới hạn nhất định về độ lớn của dòng điện. Trong khoảng an toàn đó thì đồng nghĩa với việc thiết bị sẽ hoạt động an toàn và đảm bảo nhất. Đo độ lớn của dòng điện giúp ta có thể điều chỉnh thiết bị điện về mức độ ổn định nhất, kéo dài tuổi thọ và tiết kiệm chi phí.
Thiết bị đo độ lớn của dòng điện khá quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày có thể kể đến ổn áp hay còn gọi là aptomat. Thường thiết bị này sẽ được lắp trong nguồn điện của gia đình, nó sẽ đo cường độ và tự động ngắt khi giá trị cường điện vượt qua ngưỡng cho phép. Tại gia đình, chúng ta cũng có thể tạo ra nguồn điện dự phòng khi điện lưới mất bằng những chiếc máy phát điện loại nhỏ hoặc máy phát điện công nghiệp.
Ứng dụng trong y học
Dòng điện này thường được dùng trong y học như điện di, châm cứu,...Nếu không thể xác định được cường độ thì dòng điện mạnh có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Việc tính toán độ lớn của dòng điện giúp ta xác định được chính xác dòng điện thấp và an toàn trong quá trình sử dụng.
Cường độ dòng điện được đưa vào ứng dụng trong y học
Như vậy chúng ta đã làm rõ những kiến thức liên quan đến cường độ dòng điện. Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi chia sẻ qua bài viết trên, các bạn đã biết được cường độ dòng điện là gì, cách tính cũng như ứng dụng của cường độ dòng điện. Để xem thêm nhiều bài viết hay và ý nghĩa hơn nữa, các bạn hãy truy cập website yenphat.vn của chúng tôi mỗi ngày nhé!