Dòng điện dịch có nguồn gốc như thế nào? so sánh dòng điện dẫn với dòng điện dịch.

• 1 Ví dụ
• 2 Quy ước
• 3 Cường độ dòng điện
  • 3.1 Cường độ dòng điện trung bình
  • 3.2 Cường độ dòng điện tức thời
• 4 Tốc độ dòng điện
• 5 Định luật Dòng điện
  • 5.1 Định luật Ohm
  • 5.2 Định luật Ohm vi phân
  • 5.3 Định luật Watt
  • 5.4 Dòng điện của dẫn điện
• 6 Các tác dụng của dòng điện
  • 6.1 Tác dụng nhiệt
  • 6.2 Tác dụng phát sáng
  • 6.3 Tác dụng từ
  • 6.4 Tác dụng hóa học
  • 6.5 Tác dụng sinh lý
    • 6.5.1 Nguy hiểm
• 7 Dòng điên trong các môi trường đặc biệt
  • 7.1 Kim loại
  • 7.2 Chất điện phân
  • 7.3 Chất khí
  • 7.4 Chân không
  • 7.5 Chất bán dẫn
• 8 Dòng điện và từ
• 9 Đo dòng điện
• 10 Mật độ dòng điện
• 11 Các đơn vị điện từ trong SI
• 12 Chú thích
• 13 Xem thêm
• 14 Liên kết ngoài

Dòng điện dịch là:Dòng chuyển dịch của các hạt mang điện. Dòng điện trong mạch dao động LC. Dòng chuyển dịch của các hạt?

I. Hệ thống kiến thức trong chương dòng điện không đổi vật lý 11

1. Dòng điện

Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện, có chiều quy ước là chiều chuyển động của các hạt điện tích dương. Tác dụng đặc trưng của dòng điện là tác dụng từ.

Ngoài ra dòng điện còn có thể có các tác dụng nhiệt, hoá và một số tác dụng khác. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho tác dụng của dòng điện. Đối với dòng điện không đổi thì:

I=q/t

2. Nguồn điện

Nguồn điện là thiết bị để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện. Suất điện động của nguồn điện được xác định bằng thương số giữa công của lực lạ làm dịch chuyển điệ tích dương q bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó.

E=A/q

Máy thu điện chuyển hoá một phần điện năng tiêu thụ thành các dạng năng lượng khác có ích, ngoài nhiệt. Khi nguồn điện đang nạp điện, nó là máy thu điện với suất phản điện có trị số bằng suất điện động của nguồn điện.

3. Định luật Ôm

Định luật Ôm với một điện trở thuần:

Tích ir gọi là độ giảm điện thế trên điện trở R. Đặc trưng vôn – ampe của điện trở thuần có đồ

thị là đoạn thẳng qua gốc toạ độ.

Định luật Ôm cho toàn mạch

Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:

[dòng điện chạy từ A đến B, qua nguồn từ cực âm sang cực dương]

Định luật Ôm cho đoạn mạch chứa máy thu

[dòng điện chạy từ A đến B, qua máy thu từ cực dương sang cực âm]

4. Mắc nguồn điện thành bộ

Mắc nối tiếp:

Eb = E1 + E2 + ...+ En

rb = r1 + r2 + ... + rn

Trong trường hợp mắc xung đối: Nếu E1 > E2 thì

Eb = E1- E2

rb = r1 + r2

và dòng điện đi ra từ cực dương của E1.

Mắc song song: [n nguồn giống nhau]

Eb = E và rb = r/n

5. Điện năng và công suất điện. Định luật Jun – Lenxơ

Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch [điện năng và công suất điện ở đoạn mạch]

A = UIt; P = UI

Định luật Jun – Lenxơ:

Q = RI2t

Công và công suất của nguồn điện:

A = EIt; P = EI

Công suất của dụng cụ tiêu thụ điện:

Với dụng cụ tỏa nhiệt:

P=UI=RI2t

Với máy thu điện: P = EI + rI2

[P’= EI là phần công suất mà máy thu điện chuyển hoá thành dạng năng lượng có ích, không

phải là nhiệt]

- Đơn vị công [điện năng] và nhiệt lượng là jun [J], đơn vị của công suất là oát [W]

I. Dòng điện là gì?

1. Nguồn gốc và sự phát triển của dòng điện.

Từ thời xa xưa, con người đã biết đến dòng điện thông qua các hiện tượng như sấm sét khi trời mưa. Nhưng mãi đến thế kỳ XVII hay XVIII thì các thuyết về dòng điện mới được hình thành và phát triển. Tuy nhiên các thuyết này cũng chỉ giải thích các hiện tượng tự nhiên của dòng điện chứ thực ra chưa có ai áp dụng vào các ứng dụng thực tế như bây giờ.

Cho đến cuối thế kỷ XIX ở rất nhiều quốc gia sẽ có cách sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau để khai thác làm năng lượng điện khiến cho việc dùng điện không còn nhiều khó khăn, trở ngại. Ngày nay điện đang được tạo thành từ 3 nguồn năng lượng chính như:

• Nguồn năng lượng đầu tiên phải kể đến chính là năng lượng mặt trời. Bởi vì ánh sáng của mặt trời rất mạnh nên khi con người khai thác và đưa vào sử dụng làm năng lượng điện sẽ rất thuận tiện.
• Nguồn năng lượng thứ hai chính là năng lượng gió. Đây cũng là một loại năng lượng rất phổ biến, ngày nay chúng ta thấy có rất nhiều trang trại gió làm theo dạng một cái chong chóng lớn màu trắng với hơn hàng ngàn cái như vậy làm nhiệm vụ thu gió từ tuabin. Chính nhờ cách này mà tuabin hoạt động và chúng cứ việc quay đều như thế gió được hấp thụ rồi sau đó chuyển hóa thành năng lượng điện, bạn có thể gọi một cách chính xác là tuabin hoạt động như một cái máy phát giúp cho điện được sản xuất ra làm cho đời sống con người cải thiện hơn.
• Nguồn năng lượng thứ 3 là cái quan trông nhất và hiện nay cũng được nhiều quốc gia khai thác nhất chính là nguồn năng lượng từ thủy điện. Thường thì năng lượng này dựa vào việc các con đập lớn, nước chảy càng mạnh thì năng lượng điện sản sinh ra càng nhiều và chính điều này mà thủy điện càng ngày càng được quan tâm hơn khi mà các con đập ngày càng bị lão hóa nên cần chú trọng hơn việc sử dụng nước vừa để có nước dùng trong sinh hoạt mà vừa làm cho nước có thể chuyển hóa thành năng lượng điện.

Trên đây là 3 trong số rất nhiều nguồn năng lượng có thể chuyển hóa thành điện năng để giúp cho nhu cầu sử dụng của con người được tốt hơn. Ngày nay năng lượng điện đang được ứng dụng sâu trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội từ công nghiệp, xây dựng, dân dụng, giáo dục, giao thông…Và từ đây ngành công nghiệp này được xem như ngành xương sống cho một thế giới hiện đại.

Đến đây thì chắc chắn bạn đã biết dòng điện được hình thành từ đâu rồi phải không nào? Phần tiếp theo chúng ta cùng đi tìm hiểu để đưa ra một khái niệm hoàn chỉnh về dòng điện nhé.

2. Khái niệm dòng điện:

Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện thường là các electron ở trong môi trường nào đó như kim loại, chất điện phân, chất khí hay chất bán dẫn. Đó là số lượng electron đi qua một điểm nhất định trong một giây. Có nghĩa là nếu nhiều electron hơn đi qua một điểm nhất định thì dòng điện sẽ lơn hơn. Dòng điện được đo bằng Ampe hoặc amp.

• Ta có thể hiểu nôm na dòng điện giống như nước chảy qua một đường ống; nước trong ống đại diện cho điện tích. Càng nhiều nước điện tích càng nhiều, điện áp giống như áp suất; khi nước càng nhiều thì áp suất [điện áp] ở cuối đường ống sẽ càng cao.
• Hay cụ thể là trong các mạch điện mà chúng ta đang sử dụng hiện nay thì cũng được xem là dòng điện. Vì chúng cũng là dòng electron di chuyển và có hướng theo dây dẫn mà đi qua các thiết bị tiêu thụ điện để phục vụ nhu cầu của con người.Dòng điện thường được các nhà khoa học quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dương. Khi đó trong mạch điện có dây dẫn kim loại, electron là các hạt mang điện, dòng electron có độ lớn bằng với độ lớn của dòng điện và có chiều ngược với chiều của dòng điện trong mạch.
  

Nhưng ở môi trường khác nhau, các hạt mang điện sẽ có cấu tạo tương ứng, không môi trường nào giống môi trường nào từ đó tạo nên bản chất riêng của dòng điện trong các môi trường mà chúng ta sẽ lần lượt đi tìm hiểu chi tiết dưới đây:

2.1. Dòngđiệntrongkimloại:

• Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.
• Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρo[1 + α[t – to]]. α: hệ số nhiệt điện trở[K−1][K−1]

ρo: điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0

• Suất điện động của cặp nhiệt điện:E = αT[T1– T2].

Trong đóT1– T2 là hiệu nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh; αT là hệ số nhiệt điện động.

• Hiện tượng siêu dẫn: Là hiện tượng điện trở suất của vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 khi khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.

=> Như vậy:

Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.

2.2. Dòngđiệntrongchấtđiệnphân:

• Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion.
• Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau.
• Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.
• Nội dung các định luật Faraday:

+ Định luật 1: Khôi lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.

m = kq

+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gamAnAncủa nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là1F1Ftrong đó F gọi là số

Faraday.

k=1F.Ank=1F.An

Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:

m=1F.An.Itm=1F.An.It

=> Như vậy:

Dòng điện trong chất điện phânlàdòngion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. + Ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion. ... Tớiđiệncực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vậtchấtđọng lại ởđiệncực, gây ra hiện tượngđiện phân.

2.3. Dòngđiệntrongchấtkhí:

• Trong điều kiện thường thì chất khí không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng nó có sự ion hóa các phân tử.
• Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.
• Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.
• Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được quy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.
• Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nó phát được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

=> Như vậy:Dòng điện trong chất khílàdòngchuyển dời có hướng của các ion dương theo chiềuđiệntrường và các ion âm, các êlectron ngược chiềuđiệntrường. Các hạt tảiđiệnnày dochất khíbị ion hoá sinh ra. - Quá trình dẫnđiệncủachất khímà ta vừa mô tả gọi là quá trình dẫnđiện[phóngđiện] không tự lực.

2.4. Dòngđiệntrongchânkhông:

• Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tính chỉnh lưu.
• Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot [CRT].

=> Như vậy:Dòng điện trongmôi trườngchân khônglàdòngcác electron chuyển động từ cực âm về cực dương dưới tác dụng của lựcđiệntrường. Bản chấtdòng điện trongmôi trườngchân không:Chân khôngtuyệt đối là môi trườngkhôngcó vật chất, năng lượng.

2.5. Dòngđiệntrongchấtbándẫn:

• Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.
• Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải là electron và lỗ trống.
• Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.
• Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn. Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại dòng điện.

=> Như vậy:Dòng điện trong chất bán dẫnlàdòngcác electrondẫnchuyển động ngược chiềuđiệntrường vàdòngcác lỗtrốngchuyển động cùng chiềuđiệntrường.

3. Chiều của dòng điện.

Dòng điện trong dây dẫn có thể dịch chuyển theo bất kỳ chiều nào, 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 mạch điện. Đây gọi là hướng tham chiếu của dòng điện I, nếu dòng điện di chuyển ngược hướng tham chiếu, thì I có giá trị âm.

Có 2 loại dòng điện đó là dòng điện xoay chiều vàdòng điện một chiều.

3.1. Dòng điện xoay chiều [AC].

• Dòng điện thay đổi hướng của nó theo định kỳ được gọi làdòng điện xoay chiều kí hiệu là AC theo tiếng anh [nghĩa làAlternatingCurrent]. Thông thường sự thay đổi của dòng điện trong quá trình truyền sẽ có tính chu kì theo biên dạng hình sin. Độ lớn của chúng thay đổi theo thời gian, các electron tự do sẽ di chuyển theo 2 hướng. Dòng xoay chiều có thể chuyển đổi từ giá trị cao sang giá trị thấp nhờ có máy biến áp. Vì vậy nó chủ yếu được dùng để truyền tải và phân phối.
• Trong khi dòng điện DC chạy theo một hướng thông qua dây dẫn, điện AC xoay chiều theo hướng chuyển động qua lại. Hướng thay đổi giữa 50 và 60 lần mỗi giây, tùy thuộc vào hệ thống điện của mỗi quốc gia.
• Chúng thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc là được biến đổi từ nguồn điện một chiều.
• Điều đặc biệt về điện xoay chiều là điện áp có thể dễ dàng thay đổi, do đó làm cho nó phù hợp hơn cho việc truyền tải đường dài hơn so với điện một chiều.

3.2. Dòng điện một chiều [DC].

• Dòng điện một chiều hay còn gọi là dòng điện trực tiếp thường được viết tắt là 1C, hoặc theo tiếng anh chúng ta có dạng viết tắt là DC. Nghĩa là“DirectCurrent“. Là dòng chuyển dời các điện tích theo một hướng nhất định và không thay đổi trong suốt quá trình truyền. Độ lớn của dòng điện trực tiếp luôn không đổi và tần số của dòng điện bằng 0. Nó được sử dụng trong điện thoại di động, xe điện, thiết bị điện tử,vv.
• Ngoài ra chúng ta còn có thể nghe đến khái niệm điện áp một chiều. Là hiệu điện thế giữa hai cực của dòng điện một chiều, thường có giá trị là 5VDC, 12VDC, 24VDC.
• Nguồn của dòng điện một chiều bao gồm nguồn điện, pin điện hóa học và pin, và pin và pin quang điện. Pin và các nguồn khác nhau của dòng điện dc tạo ra một điện áp không đổi. Điều này được gọi là dòng điện dc thuần và có thể được biểu thị bằng một đường thẳng, nằm ngang trên biểu đồ điện áp theo thời gian.

4.Công suất điện là gì.

Công suất điện có thể hiểu nôm na là tốc độ tiêu thụ điện năng, là thông số hiển thị cho người sử dụng biết được chính xác lượng điện năng tiêu thụ của thiết bị là bao nhiêu hay là sẽ tiêu tốn bao nhiêu số điện trong thời gian 1 tháng theo đồng hồ đo để làm căn cứ tính toán số tiền điện cần phải chi trả.

Việc tính được công suất tiêu thụ điện trong nhà dựa trên các thông số kỹ thuật được ghi trên các thiết bị điện sẽ giúp người dùng cân đối được nhu cầu sử dụng điện của gia đình mình.

• Công thức tính công suất điện.

Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua đoạn mạch đó.

P=U.IP=U.I

Trong đó:

P: công suất [W]

U: hiệu điện thế [V]

I: cường độ dòng điện [A]

Ngoài đơn vị W người ta còn thường dùng đơn vị kW, MW

+ 1 kW = 1000 W

+ 1 MW = 106W

5. Cường độ dòng điện là gì ?

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh và yếu của dòng điện, số lượng điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Dòng điện càng mạnh thì cường độ của dòng điện càng lớn và ngược lại.

Cường độ dòng điện đượcký hiệu bằng chữ I. Đơn vị cường độ dòng điệnlà ampe và được ký hiệu là A.Ngoài ampe, người ta còn có thể đo cường độ dòng điện bằng các đơn vị nhỏ hơn là miliampe, ký hiệu là mA. Trong đó: 1mA = 0,001A.

Cường độ dòng điện được tính bằng công thức:

I = Q/t = [q1+ q2+ q3+…+qn] /t

Nhìn vào đây ta thấy cường độ dòng điện trung bình của một khoảng thời gian sẽ được định nghĩa bằng thương số điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét. Công thức tính dành cho cường độ dòng điện trung bình:

Trong biểu thức này bao gồm:

Itblà cường độ dòng điện trung bình [A]

ΔQlà điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong một khoảng thời gianΔt[C].

Δt là một khoảng thời gian được xét nhỏ, ta có cường độ dòng điện tức thời với công thức tính như sau:

Trong biểu thức này:

I:là cường độ dòng điện

P:là công suất tiêu thụ của thiết bị điện

U:là hiệu điện thế

Công thức khác:

6. Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thếhay còn gọi với một cái tên khác là điện áp. Làcông thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia. Hiệu điện thế có thể đại diện cho nguồn năng lượng [lực điện], hoặc sự mất đi, sử dụng, hoặc năng lượng lưu trữ.

Ký hiệu của hiệu điện thế

– Đối với điện áp sẽ được kí hiệu làU.

– Đối với cường độ dòng điện thì được kí hiệu làI.

Với hiệu điện thế có kí hiệu ∆V hay ∆U thì thường được viết theo cách đơn giản là V hoặc U. Do đó, tất cả chúng ta đều biết bởi đã từng được học qua chương trình vật lý lớp 7 hay lớp 11.

Công thức tính cơ bản:

U= I. R

Trong đó :

Ichính là cường độ dòng điện [A].

Rchính là điện trở của vật dẫn điện [Ω].

Uchính là hiệu điện thế [V].

Công thức:VM = AM∞qAM∞q

Với hiệu điện thế giữa 2 điểm có trong điện trường là một đại lượng đặc trưng giúp cho khả năng thực hiện công của điện trường nếu khi có bất kỳ 1 điện tích nào di chuyển giữa 2 điểm đó.

Công thức:UMN = VM – VN = AMNqAMNq