Dòng điện được định nghĩa là gì?

Dòng điện là gì?

Dòng điện là sự di chuyển của các hạt mang điện như electron hoặc ion qua một chất dẫn điện hoặc không gian. Đây là một hiện tượng vật lý quan trọng và được đo bằng tốc độ ròng của dòng điện tích qua một bề mặt hoặc vào một control volume. Chiều của dòng điện chính là chiều chuyển động có hướng của các hạt mang điện tích dương. Trong mạch điện với dây dẫn kim loại, các electron tích điện âm dịch chuyển ngược chiều với chiều của dòng điện trong dây dẫn.
Dòng điện có hai dạng chính đó là dạng dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều.

• Dòng điện một chiều: Đây là dạng dòng điện chỉ duy chuyển theo một hướng cố định và có hai cực điện áp dương (+) và âm (-) riêng biệt. Dòng điện 1 chiều ký hiệu là DC (theo viết tắt tiếng Anh: “Direct Current”).
• Dòng điện xoay chiều: Dòng điện có chiều và cường độ biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử thường gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor. Dòng điện xoay chiều được ký hiệu là AC (viết tắt của Alternating Current).

Cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là một đại lượng đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của dòng điện. Định nghĩa cường độ dòng điện là đơn vị quy ước số lượng điện tích đi qua tiết diện vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Trong điện tử học, dòng điện là dòng chuyển động của các electron trong dây dẫn điện kim loại, trong các điện trở, hay là dòng chuyển động của các ion trong pin, hay dòng chảy của các hố điện tử trong vật liệu bán dẫn.Đơn vị dòng điện được ký hiệu là I, đơn vị là A (ampe). Theo công thức tính cường độ dòng điện thì:

I = Q/t = (q1+q2+q3+…+qn)/t

Công thức tính cường độ dòng điện trung bình:

Itb=ΔQ/Δt

Trong đó:

• Itb là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe).
• ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb).
• Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây).

Cường độ dòng điện cao có thể gây nguy hiểm cho con người. Tùy vào mức độ, chúng ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe và dẫn tới tử vong khi tiếp xúc với nguồn điện áp cao.
Theo nguyên cứu cường độ dòng điện tác dụng đến con người:

• 1 mA gây đau nhói.
• 5 mA gây giật nhẹ.
• 50 đến 150 mA có thể giết chết người, bằng các tác động như rhabdomyolysis (phân hủy cơ), hay làm suy thận cấp (do chất độc của cơ bị phân hủy đi vào máu).
• 1 đến 4 A gây loạn nhịp tim, và lưu thông máu bị gián đoạn.
• 10 A gây ngừng tim (cầu chì trong gia đình chúng ta thường tự ngắt ở cường độ dòng này).

Ngoài mức độ nguy hiểm khi sử dụng, cường độ dòng điện phù hợp cũng có tác động tốt tới sức khỏe con người như:

• Điện làm giảm ngưỡng kích thích của sợi cơ vận động
• Giảm tính đáp ứng của thần kinh cảm giác do đó giảm đau
• Gây giãn mạch ở phần cơ thể giữa hai điện cực
• Tăng cường khả năng dinh dưỡng của vùng có dòng điện đi qua.

Với những tính chất trên, dòng điện có cường độ phù hợp được ứng dụng dụng nhiều trong y học như châm cứu, châm điện. Trong trường hợp bệnh nhân tim ngừng đập, có thể sử dụng liệu pháp sốc điện để hy vọng kích thích nhịp tim đập trở lại để duy trì sự sống.

Ký hiệu của cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện được kí hiệu là I. Khi đó, bạn sẽ dễ dàng nhận biết cường độ dòng điện trong bảng mạch, sơ đồ mạch điện. 
Cường độ dòng điện có đơn vị là Ampe, ký hiệu của đơn vị cường độ dòng điện là A. 
Có thể bạn chưa biết, đại lượng cường độ dòng điện được đặt theo tên của nhà Vật lý người Pháp là André Marie Ampère. Đồng thời, cường độ dòng điện đang theo hệ SI.  Như vậy, 1 ampe sẽ tương đương với sự chuyển động của 6,24150948. 1018 điện tử e trong 1 dây thông qua tiết diện của vật dẫn. 

Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế hay điện áp được định nghĩa là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực. Hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia.
Hiệu điện thế ký hiệu ∆V hay ∆U, thường được viết đơn giản là V hoặc U, có đơn vị là đơn vị của điện thế: vôn.
Hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng và là một giá trị xác định(không phụ thuộc vào việc lựa chọn gốc thế năng).
Hiệu điện thế luôn tạo ra một điện trường có véc tơ từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.
Tại vô cực hiệu điện thế được quy ước bằng 0.
Công thức tính hiệu điện thế:

U= I. R

Trong đó :

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

Hay: U12 = V1 – V2

Để đo hiệu điện thế người ta sử dụng vôn kế, đo hai điểm trong hệ thống điện, thường gốc thế điện của một hệ thống điện được chọn là mặt đất. Hiệu điện thế có thể được sinh ra bởi các trường tĩnh điện, dòng điện chạy qua từ trường, các trường từ thay đổi theo thời gian, hoặc sự kết hợp của 3 nguồn trên.

Trong các hệ thống van điều khiển như van bướm điều khiển điện thường sử dụng điện áp 220vAC là nguồn điện phổ biến với hệ thống điện lưới quốc gia. Tại một số quốc gia sử dụng điện 110vAC như Nhật Bản, các loại van điều khiển bằng điện thưởng sử dụng điện 110vAC.

Dòng điện xoay chiều là gì?

• Dòng điện xoay chiều (AC) là dòng điện thay đổi hướng của nó theo chu kỳ
• Ký hiệu dòng điện xoay chiều là AC theo tiếng anh (nghĩa là Alternating Current).
• Sự thay đổi của dòng điện trong quá trình truyền có tính chu kì theo dạng hình sin. Độ lớn thay đổi theo thời gian, electron tự do di chuyển theo 2 hướng. Dòng xoay chiều biến đổi từ giá trị cao sang giá trị thấp nhờ có máy biến áp. Vì thế, nó chủ yếu được dùng để truyền tải và phân phối.
• Trong khi dòng điện DC chạy theo một hướng thông qua dây dẫn thì điện AC xoay chiều theo hướng chuyển động qua lại. Hướng thay đổi giữa 50 và 60 lần mỗi giây, tùy vào hệ thống điện của mỗi quốc gia.
• Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc là được biến đổi từ nguồn điện một chiều.
• Điện xoay chiều đặc biệt ở chỗ là điện áp có thể dễ dàng thay đổi, nên nó phù hợp hơn cho việc truyền tải đường dài hơn so với điện một chiều.

Tác dụng của dòng điện là gì?

Công dụng hay tác dụng của dòng điện là chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống, với những chức năng, nhiệm vụ cụ thể như sau:

• Dòng điện có thể tạo nhiệt, bởi sự chuyển động của các hạt điện tích sẽ sinh nhiệt, làm vật thể nóng lên. Ứng dụng tạo nhiệt để tạo ra bếp từ, lò sưởi, ấm nhiệt.
• Dòng điện chiếu sáng nhờ khả năng phát sáng của một số vật dẫn điện. 
• Dòng điện có tác dụng từ: Bởi bất cứ dòng điện nào cũng xuất hiện lực từ, ứng dụng trong vôn kế, la bàn…
• Dòng điện có tác dụng hóa học: Dòng điện tạo ra sự điện phân của muối, ứng dụng trong mạ kim loại, sơn tĩnh điện, luyện kim…
• Dòng điện có các tác động sinh lý: Ứng dụng trong y học, thiết bị hoặc vụ khí điện…

Cách đo dòng điện như thế nào?

Trong một mạch điện và điện tử, dòng điện là một thông số thiết yếu cần được đo lường. Một dụng cụ có thể đo cường độ dòng điện gọi là ampe kế . Để đo dòng điện ampe kế phải mắc nối tiếp với đoạn mạch có cường độ dòng điện cần đo.
Dòng điện cũng có thể được đo bằng điện kế. Điện kế có thể cho biết cả chiều và độ lớn của dòng điện.
Một cách khác có thể kể đến là phát hiện từ trường liên kết với dòng điện mà không làm đứt mạch cũng có thể sử dụng để đo dòng điện. Bên cạnh đó, một số cách khác đo cường độ dòng điện: Bộ chuyển đổi cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall, Máy biến dòng (CT) (Chỉ đo AC), đồng hồ kẹp, điện trở Shunt, cảm biến trường điện trở Magneto, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số. 

Bản chất của dòng điện trong chất khí là gì?

Bản chất của dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các electron ngược chiều điện trường.