Điện là một yếu tố quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống ngày nay. Mặc dù khai thác sức mạnh của điện hàng ngày nhưng có lẽ để hiểu cụ thể những kiến thức về điện thì không phải ai cũng biết. Bài viết dưới đây sansosanh.com sẽ giúp bạn giải đáp những thông tin liên quan đến dòng điện là gì cũng như những kiến thức quan trọng về dòng điện, cùng theo dõi nhé!
- Định nghĩa dòng điện là gì?
Dòng điện là gì? Tìm hiểu định nghĩa về dòng điện.
Dòng điện được xác định là tốc độ mà điện tích chảy trong một dây dẫn hay chính là số lượng electron đi qua một điểm nhất định trong thời gian một giây. Như vậy, nghĩa là nếu có nhiều electron đi qua một điểm nhất định thì dòng điện đó có thể là lớn hơn. Người ta thường dùng Ampe hoặc amp để đo được dòng điện.
Đối với electron có một điều cần lưu ý rằng chúng là những hạt mang điện tích âm và dòng electron liên tục trong mạch điện được gọi là dòng điện. Trong đó, vật liệu dẫn điện sẽ gồm một số lượng lớn electron tự do di chuyển ngẫu nhiên từ nguyên tử này sang một nguyên tử khác.
Chúng ta cũng có thể hiểu dòng điện giống như nước chảy qua một đường ống vậy. Theo cách hiểu này thì nước trong ống chính là đại diện cho điện tích, nước càng nhiều thì điện tích càng nhiều. Và điện áp thì giống như áp suất, khi càng có nhiều nước thì áp suất (điện áp) sẽ càng cao ở cuối đường ống.
Dòng điện là gì? Dòng điện được hiểu tương tự như dòng nước chảy trong một đường ống.
Quan sát hình trên, tại điểm A có điện áp nhưng không có dòng điện bởi vì được đóng và nước thì không chảy. Điều này có nghĩa rằng điện áp có thể có trong khi không có dòng điện nhưng không có dòng điện không có điện áp.
Vòi nước được mở và nước chảy tại điểm B. Lúc này, vì đã có dòng chảy nên có cả dòng điện và điện áp. Và nếu chúng ta mở vòi để xả một lượng ít nước ra thì áp suất khi đó sẽ giảm và điện áp thì thấp hơn.
Một số khái niệm liên quan:
- Hiệu điện thế là gì? Hiệu điện thế hay còn được biết đến với tên gọi phổ biến hơn là điện áp chính là sự chênh lệch điện thế giữa 2 cực của một mạch điện. Hiệu điện thế được quy định là công để di chuyển 1 hạt mang điện từ điểm này đến điểm kia trong môi trường tĩnh điện.
- Điện trở là gì? Điện trở là đại diện cho tính chất cản trở dòng điện của chất dẫn điện.
- Điện dẫn là gì? Diện dẫn hay còn gọi độ dẫn điện chính là một đại lượng nghịch đảo của điện trở. Độ dẫn điện đại diện cho khả năng cho phép dòng điện đi qua của vật chất.
- Phân biệt dòng điện và điện tích
Dòng điện là gì? Tìm hiểu sự khác biệt giữa dòng điện và điện tích.
Điện tích là tính chất cơ bản của những hạt gồm: ion, nguyên tử và phân tử. Điện tích cho phép những hạt này hút, đẩy nhau khi nó được đặt trong một điện trường. Trong khi đó thì dòng điện là tốc độ dòng chảy của những hạt tích điện được gọi là electron.
Trong khi điện tích chỉ chịu tác dụng của lực trong điện trường thì dòng điện lại phải chịu lực cả trong điện trường lẫn từ trường.
Đơn vị của điện tích là Coulomb còn dòng điện thì được đo bằng ampe.
- Các loại dòng điện
Trong dây dẫn dòng điện có thể dịch chuyển theo bất kỳ chiều nào. Trường hợp có 1 dòng điện I trong mạch thì hướng của dòng điện quy ước cần được đánh dấu và thường sẽ được đánh dấu bằng mũi tên trên sơ đồ mạch điện. Và đây được xem là hướng tham chiếu của dòng điện I, I sẽ có giá trị âm nếu dòng điện di chuyển ngược hướng tham chiếu.
Về cơ bản, dòng điện có 2 loại gồm: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC).
- Dòng điện xoay chiều là dòng điện thay đổi hướng của nó theo định kỳ. Độ lớn của dòng điện xoay chiều thay đổi theo thời gian và các electron tự do sẽ di chuyển theo 2 hướng.
Nhờ có máy biến áp mà dòng xoay chiều có thể chuyển đổi từ giá trị cao sang giá trị thấp. Do đó, dòng điện xoay chiều chủ yếu được dùng để truyền tải và phân phối.
- Dòng điện một chiều hay còn gọi là dòng điện trực tiếp là dòng điện mà xuất hiện điện tích bên trong dây dẫn chạy theo một hướng. Độ lớn của dòng điện một chiều luôn không đổi và tần số của dòng điện bằng 0. Dòng điện này thường được sử dụng phổ biến trong điện thoại di động, xe điện hay các thiết bị điện tử,....
Bảng so sánh sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC).
Lưu ý:
So với dòng điện xoay chiều thì dòng điện trực tiếp (dòng điện một chiều) nguy hiểm hơn. Trong dòng điện xoay chiều, cường độ của dòng điện trở nên cao thấp trong khoảng thời gian đều đặn nhưng ở dòng điện trực tiếp thì cường độ vẫn giữ nguyên. Khi cơ thể người bị sốc dòng điện vào ra cơ thể theo thời gian đều đặn nhưng khi dòng điện trực tiếp ảnh hưởng đến cơ thể liên tục.
- Tác dụng của dòng điện là gì?
Dòng điện chạy trong mạch có nhiều tác dụng khác nhau. Những tác dụng chính điển hình như sưởi ấm, tác dụng hóa học hay từ tính,.... Cụ thể như sau:
4.1. Tác dụng nhiệt của dòng điện
Dòng điện thường sẽ sinh ra nhiệt khi bị “cản trở” vì những electron khi chuyển động trong dây dẫn hoặc điện trở sẽ có điện trở. Khi gặp cản trở thì công việc cần được thực hiện để vượt qua được chuyển hóa thành nhiệt năng. Sự chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt lượng cũng là nguyên lý hoạt động của hầu hết các thiết bị như: lò sưởi, lò nướng, bình đun nước nóng hay bàn là,....
Ngay cả khi kết nối dây dẫn chúng ta cũng sẽ thấy xuất hiện một lực cản nhỏ đối với dòng điện. Đây chính là lý do vì sao phần đa những thiết bị điện bao gồm cả dây nối đều cảm thấy ấm khi được sử dụng trong mạch điện.
Dòng điện là gì? Dây đồng nóng lên bởi tác dụng nhiệt của dòng điện.
Lượng nhiệt tạo ra phụ thuộc vào những yếu tố sau:
- Lượng dòng điện chạy qua: Nếu lượng dòng điện càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra sẽ càng cao.
- Kích thước của dây dẫn.
- Vật liệu dây dẫn được sử dụng
- Điện trở của vật dẫn: nhiệt lượng tỏa ra càng cao khi điện trở càng cao.
- Thời gian dòng điện chạy qua: dòng điện chạy trong vật dẫn càng lâu thì đồng nghĩa nhiệt lượng tỏa ra sẽ càng nhiều.
4.2. Tác dụng chiếu sáng của dòng điện
Có thể nói tác dụng chiếu sáng là một trong những tác dụng phổ biến nhất của dòng điện mà không thể không nói đến. Dòng điện khi chạy qua vật dẫn có điện trở cao ban đầu sẽ trở nên rất nóng rồi sau đó phát sáng để phát ra ánh sáng và nó được gọi là tác dụng chiếu sáng của dòng điện.
Trong đó, bóng đèn điện như đèn sợi đốt (hay còn gọi là đèn dây tóc), đèn huỳnh quang là các ứng dụng quan trọng trong tác dụng chiếu sáng của dòng điện.
Dòng điện là gì? Tác dụng phổ biến của dòng điện là làm bóng đèn sáng.
4.3. Tác dụng sinh lý của dòng điện
Việc tiếp xúc với dòng điện có thể gây ra nhiều các tác động khác nhau trên cơ thể của con người. Về mặt sinh lý, dòng điện được ứng dụng phổ biến trong châm cứu chữa bệnh hay dùng để kích nhịp tim,....
Dòng điện được ứng dụng phổ biến trong châm cứu chữa bệnh.
Cách cơ thể tương tác với dòng điện có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như là điện trở của da, hiệu điện thế, lượng dòng điện và cường độ dòng điện hay thời gian tiếp xúc,....
Khi tác động với dòng điện thì cơ thể con người cực kỳ nhạy cảm bởi thế mà kịch bản này có thể dẫn tới nhiều kết quả khác nhau. Đầu tiên, dòng điện có khả năng làm gián đoạn hoạt động bình thường của hệ thần kinh và cơ bắp của con người. Ngoài ra, khi dòng điện đi qua có thể sẽ được chuyển hóa thành nhiệt năng. Điều này có thể là lý do gây bỏng nghiêm trọng cả bên trong cơ thể và trên da.
Tác dụng của dòng điện ngoài ra còn có thể mang đến nhiều sự nguy hiểm vô cùng nghiêm trọng tới sức khỏe con người do đó cần hết sức cẩn trọng khi tiếp xúc với dòng điện. Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết sự nguy hiểm này hơn ở các phần sau của bài viết nhé!
4.4. Tác dụng từ của dòng điện
Khi dòng điện chạy qua vật dẫn sẽ xuất hiện một hiệu ứng nổi bật đó chính là sự hình thành từ trường. Dòng điện khi chạy qua một dây dẫn thì bất cứ khi nào thì một từ trường cũng được thiết lập xung quanh dây dẫn tương tự như một phần mở rộng của lớp cách điện. Điều này chúng ta có thể quan sát được bằng cách đặt la bàn gần dây dẫn dòng điện một chiều lớn hợp lý, kim la bàn bị lệch.
Dòng điện tăng khiến từ trường cũng tăng lên theo và việc tắt dòng điện làm từ trường suy giảm. Một số ứng dụng thực tiễn tác động từ của dòng điện như sau:
- Động cơ điện quay bởi từ thông tạo ra từ nguồn điện.
- Chuông cửa, chuông kêu vo ve bởi từ thông được tạo ra từ nguồn điện.
4.5. Tác dụng hóa học của dòng điện
Dòng điện khi đi qua chất điện phân điển hình như dung dịch đồng sunfat thì cả điện tử và ion đồng đều dẫn điện. Quá trình dẫn dòng điện đi qua những dung dịch được gọi là quá trình “điện phân” và dung dịch mà dòng điện đi qua thì gọi là “chất điện phân”.
Dòng điện là gì? Tìm hiểu tác dụng điện phân hóa học của dòng điện.
Dòng điện khi chạy qua dung dịch thì dung dịch đó sẽ ion hóa và phân hủy thành những ion. Điều này xảy ra bởi vì phản ứng xảy ra khi có dòng điện chạy qua. Tùy thuộc vào bản chất của dung dịch cũng như những điện cực được sử dụng mà chúng ta có thể quan sát thấy những tác dụng sau đây trong dung dịch:
- Thay đổi màu sắc của dung dịch
- Kim loại đóng cặn ở phần điện cực
- Sự giải phóng khí hoặc sự tạo bọt trong dung dịch
Ở tác dụng hóa học của dòng điện thì ta có thể lấy dẫn chứng như mạ điện hay sự điện phân ứng dụng của tác dụng này.
- Cách để đo một dòng điện
Để đo một dòng điện người ta có thể sử dụng Ampe kế hoặc đồng hồ vạn năng. Cụ thể từng cách như sau:
5.1. Đo dòng điện bằng Ampe kế
- Nối đầu A với vật cần đo cường độ dòng điện.
- Mắc cực dương của A về phía cực dương của nguồn điện
- Cực âm của A về phía cực âm của nguồn điện.
Khi sử dụng Ampe kế cho việc đo cường độ dòng điện thì cần chọn ampe loại có giới hạn đo phù hợp với kết quả cần đo và Ampe đó cần có độ chia nhỏ bởi càng nhỏ thì độ chính xác khi đo càng cao.
Lưu ý: Chốt (+) của ampe chỉ được mắc vào cực dương của nguồn điện và 2 chốt của ampe kế KHÔNG được mắc trực tiếp vào 2 cực của nguồn điện để tránh làm hư hỏng ampe cũng như nguồn điện.
5.2. Đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng
Đối với dòng điện một chiều:
- Cắm que đo có màu đen vào đầu COM và que màu đỏ vào đầu (+).
- Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thanh DC.A - 250mA.
- Tắt tất cả nguồn điện của các mạch thí nghiệm.
- Que đo có màu đỏ của đồng hồ thực hiện kết nối nó về phía cực dương (+) và que do có màu đen thì về phía cực âm (-) theo chiều dòng điện trong mạch thí nghiệm. Sau đó mắc đồng hồ nối tiếp cùng với mạch thí nghiệm.
- Bật điện cho mạch thí nghiệm.
- Nếu kết quả thu được < 25mA thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A - 25mA để thu được một kết quả chính xác hơn.
Tương tự, nếu kết quả <25mA đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A - 2,5mA.
Tức là tính từ thang lớn nhất để bắt đầu sau đó giảm dần thang đo cho tới khi chọn được thang lớn hơn nhưng nó lại gần nhất với giá trị dòng điện cần đo.
- Đọc và tính giá trị: Trên cung chia độ C đọc số liệu thu được và tính giá trị giống trường hợp đo điện áp một chiều. Nghĩa là giá trị thực chính bằng số chỉ của kim trên cung chia độ nhân với thang đo rồi chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem ở phần tính giá trị đo điện áp một chiều).
Đối với dòng điện xoay chiều
- Cắm que đo có màu đen vào đầu COM và que có màu đỏ vào đầu AC - 15A.
- Đặt chuyển mạch của đồng hồ tại thang AC - 15A.
- Tắt nguồn điện của tất cả những mạch thí nghiệm.
- Kết nối (mắc nối tiếp) hai que đo của đồng hồ về hai điểm cần đo dòng điện của mạch thí nghiệm.
- Bật điện cho mạch thí nghiệm.
- Đọc và tính giá trị: Trên cung chia độ E15 đọc những số liệu và tính giá trị tương tự trường hợp đo điện áp một chiều. Nghĩa là, giá trị thực chính bằng số chỉ của kim trên cung chia độ nhân với thang đo rồi chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem tại phần tính giá trị đo điện áp một chiều).
- Phản ứng của dòng điện tác động lên con người
Ngày thường chúng ta vẫn thường nghe từ loa đài, báo chí hay những người lớn cảnh báo về an toàn điện và đặc biệt cần chú ý tới trẻ nhỏ. Quả thực, dòng điện được ứng dụng phổ biến trong đời sống nhưng có độ nguy hiểm rất cao với con người nếu xảy ra cháy, chập hay tiếp xúc trực tiếp với dòng điện.
Dòng điện là gì? Sự nguy hiểm của dòng điện đối với cơ thể con người.
Bạn có thể tham khảo mức độ phản ứng của con người với những cường độ của dòng điện như sau:
- Cường độ dòng điện 1mA sẽ gây cho con người sự đau nhói tại vị trí bị tác động. Bạn đã từng lần nào đó nghịch bộ kích tia điện của bật lửa chưa? Chắc chắn rằng nó khá đau đấy.
- Dòng điện có cường độ lên tới 5mA có thể gây giật nhẹ.
- Dòng điện có cường độ từ 50mA - 150mA có khả năng gây phân hủy cơ hay làm suy thận cấp dẫn đến tử vong.
- Dòng điện có cường độ từ 1 - 4A gây rối loạn nhịp tim dẫn tới tình trạng máu lưu thông bị gián đoạn.
- Dòng điện có cường độ 10A là một mốc đánh dấu vô cùng nguy hiểm. Những hệ thống điện của chúng ta, aptomat hay cầu chì thường sẽ tự ngắt điện khi cường độ dòng điện đạt tới mức độ này.
Dòng điện là gì? Phản ứng của dòng điện tới cơ thể con người.
Theo định luật Ohm, cường độ của dòng điện sẽ phụ thuộc vào điện áp (hiệu điện thế) cùng điện trở của dòng điện. Điều này lý giải rằng tại sao những dòng điện 12V, 14V và thậm chí là 110V ít gây nguy hiểm, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người.
Kết Luận
Ngoài những tác dụng nhất định được ứng dụng phổ biến vào đời sống thì dòng điện cũng tiềm ẩn những nguy hiểm nhất định đặc biệt đối với cơ thể con người. Do đó, mỗi người chúng ta cần rất cẩn thận khi làm việc hay tương tác với điện cũng như sử dụng các đồ dùng điện.
Hy vọng bài viết về chủ đề dòng điện là gì trên đây giúp bạn đọc hiểu được bản chất, tác dụng cũng như những nguy hiểm của dòng điện. Cảm ơn bạn đã theo dõi và cùng theo dõi sansosanh.com để có thêm những kiến thức bổ ích trong cuộc sống nhé!
