Hiện tại là gì? Định luật Ohm

Dòng điện là các hạt tích điện có khả năng chuyển động có trật tự trong bất kỳ dây dẫn nào. Chuyển động này xảy ra dưới tác dụng điện trường. Sự xuất hiện của điện tích xảy ra gần như liên tục. Điều này đặc biệt rõ rệt khi các chất khác nhau tiếp xúc với nhau.

Nếu các điện tích có thể chuyển động hoàn toàn tự do so với nhau thì các chất này là chất dẫn điện. Khi không thể chuyển động như vậy thì loại chất này được coi là chất cách điện. Chất dẫn điện bao gồm tất cả các kim loại có mức độ khác nhauđộ dẫn điện, cũng như các dung dịch muối và axit. Chất cách điện có thể là các chất tự nhiên ở dạng ebonit, hổ phách, các loại khí khác nhau và thạch anh. Họ có thể có nguồn gốc nhân tạo, ví dụ, PVC, polyetylen và các loại khác.

Giá trị dòng điện

Là một đại lượng vật lý, dòng điện có thể được đo theo các thông số cơ bản của nó. Dựa trên kết quả đo, khả năng sử dụng điện ở một khu vực cụ thể được xác định.

Có hai loại dòng điện- hằng số và thay đổi. Trường hợp thứ nhất luôn không thay đổi về thời gian và hướng, còn trong trường hợp thứ hai, những thay đổi xảy ra ở các tham số này trong một khoảng thời gian nhất định.

Dòng điện hiện nay được sử dụng trong mọi tòa nhà, biết đặc điểm hiện tại trong mạng điện ở nhà, bạn phải luôn nhớ rằng nó nguy hiểm đến tính mạng.

Dòng điện là tác dụng của sự chuyển động có hướng của các điện tích (trong chất khí - ion và electron, trong kim loại - electron), dưới tác dụng của điện trường.

Sự chuyển động của các điện tích dương dọc theo từ trường tương đương với sự chuyển động điện tích âm chống lại sân.

Thông thường chiều của dòng điện được lấy là chiều nguồn điện dương.

• Công suất hiện tại;
• Vôn;
• sức mạnh hiện tại;
• điện trở hiện tại.

Công suất hiện tại.

Công suất dòng điệnđược gọi là tỉ số giữa công mà dòng điện thực hiện với thời gian thực hiện công đó.

Công suất mà dòng điện phát triển trong một phần của mạch tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và điện áp trong phần đó. Công suất (điện và cơ) được đo bằng Watts (W).

Công suất hiện tại không phụ thuộc vào thời gian pro-te-ka-niya của dòng điện trong mạch, mà được định nghĩa là điện áp pro-from-ve-de trên cường độ dòng điện.

Vôn.

Điện áp là đại lượng biểu thị công do điện trường thực hiện khi điện tích di chuyển từ điểm này sang điểm khác. Điện áp ở các phần khác nhau của mạch sẽ khác nhau.

Ví dụ: điện áp trên một đoạn dây trống sẽ rất nhỏ và điện áp trên đoạn có tải bất kỳ sẽ cao hơn nhiều và độ lớn của điện áp sẽ phụ thuộc vào lượng công do dòng điện thực hiện. Điện áp được đo bằng volt (1 V). Để xác định điện áp có công thức: U=A/q, trong đó

• U - điện áp,
• A là công do dòng điện thực hiện để di chuyển điện tích q đến một phần nhất định của mạch điện.

Sức mạnh hiện tại.

Sức mạnh hiện tạiđề cập đến số lượng hạt tích điện chảy qua mặt cắt ngang của dây dẫn.

A-tu viện sức mạnh hiện tại tỉ lệ thuận với điện áp và tỉ lệ nghịch với điện trở.

Cường độ dòng điệnđo bằng dụng cụ gọi là Ampe kế. Lượng dòng điện (lượng điện tích được truyền) được đo bằng ampe. Để tăng phạm vi của đơn vị ký hiệu thay đổi, có nhiều tiền tố như micro - microampere (μA), dặm - milliampere (mA). Các bảng điều khiển khác không được sử dụng trong sử dụng hàng ngày. Ví dụ: họ nói và viết “mười nghìn ampe”, nhưng họ không bao giờ nói hoặc viết 10 kiloampe. Những giá trị như vậy trong Cuộc sống hàng ngày không được sử dụng. Điều tương tự cũng có thể nói về nanoamp. Thông thường họ nói và viết 1×10-9 Ampe.

Điện trở hiện tại.

Điện trở là một đại lượng vật lý đặc trưng cho các tính chất của dây dẫn ngăn dòng điện đi qua và bằng tỷ số giữa điện áp ở hai đầu dây dẫn với cường độ dòng điện chạy qua nó.

Điện trở mạch Dòng điện xoay chiều và đối với các trường điện từ xen kẽ được mô tả bằng các khái niệm trở kháng và lực cản sóng. Điện trở hiện tại(thường được ký hiệu bằng chữ R hoặc r) là điện trở dòng điện, trong giới hạn nhất định, giá trị hiện có cho người nhạc trưởng này. Dưới điện trở hiểu tỉ số giữa hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn và dòng điện chạy qua dây dẫn.

Điều kiện xuất hiện dòng điện trong môi trường dẫn điện:

1) sự có mặt của các hạt tích điện tự do;

2) nếu có điện trường (có sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm của dây dẫn).

Các tác dụng của dòng điện lên vật liệu dẫn điện.

1) hóa chất - thay đổi Thành phần hóa học chất dẫn điện (xảy ra chủ yếu trong chất điện phân);

2) nhiệt - vật liệu mà dòng điện chạy qua được làm nóng (hiệu ứng này không có trong chất siêu dẫn);

3) từ tính - sự xuất hiện của từ trường (xảy ra trong tất cả các dây dẫn).

Đặc điểm chính của dòng điện.

1. Cường độ dòng điện được ký hiệu bằng chữ I - nó bằng lượng điện Q chạy qua dây dẫn trong thời gian t.

Tôi=Q/t

Cường độ dòng điện được xác định bằng ampe kế.

Điện áp được xác định bằng vôn kế.

3. Điện trở R của vật liệu dẫn điện.

Sức đề kháng phụ thuộc:

a) trên mặt cắt ngang của dây dẫn S, trên chiều dài l và vật liệu (ký hiệu là điện trở suất dây dẫn ρ);

R=pl/S

b) ở nhiệt độ t°C (hoặc T): R = R0 (1 + αt),

• trong đó R0 là điện trở dây dẫn ở 0°C,
• α - hệ số nhiệt độ sức chống cự;

c) để thu được các hiệu ứng khác nhau, dây dẫn có thể được nối song song và nối tiếp.

Bảng đặc điểm hiện tại

hợp chất	tuần tự	Song song
Giá trị bảo tồn	Tôi 1 = Tôi 2 = … = Tôi n Tôi = const	U 1 = U 2 = …U n U = const
Giá trị tổng	Vôn e=Số tiền/q Giá trị bằng công do ngoại lực gây ra để di chuyển một điện tích dương dọc theo toàn bộ mạch điện, bao gồm cả nguồn dòng, tới điện tích, được gọi là lực điện động nguồn hiện tại (EMF): e=Số tiền/q Đặc tính dòng điện phải được biết khi sửa chữa thiết bị điện.

Điện

ĐẾN loại:

Người vận hành cần cẩu và người trượt

Điện

Dòng điện được gọi là gì?

Chuyển động có trật tự (có hướng) của các hạt tích điện được gọi là dòng điện. Hơn nữa, dòng điện có cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện không đổi. Nếu hướng chuyển động của dòng điện thay đổi thì sự thay đổi cũng thay đổi. lặp lại theo cùng một trình tự về độ lớn và hướng thì dòng điện như vậy gọi là dòng điện xoay chiều.

Nguyên nhân và duy trì sự chuyển động có trật tự của các hạt tích điện là gì?

Điện trường gây ra và duy trì chuyển động có trật tự của các hạt tích điện. Dòng điện có hướng cụ thể không?
Nó có. Chiều của dòng điện được coi là chiều chuyển động của các hạt tích điện dương.

Có thể quan sát trực tiếp chuyển động của các hạt tích điện trong dây dẫn không?

KHÔNG. Nhưng sự hiện diện của dòng điện có thể được đánh giá bằng những hành động và hiện tượng đi kèm với nó. Ví dụ, một dây dẫn mà các hạt tích điện chuyển động nóng lên và trong không gian xung quanh dây dẫn, một từ trường được hình thành và kim từ gần dây dẫn có dòng điện quay. Ngoài ra, dòng điện chạy qua các chất khí khiến chúng phát sáng, khi đi qua dung dịch muối, kiềm và axit sẽ phân hủy chúng thành các bộ phận cấu thành.

Cường độ dòng điện được xác định như thế nào?

Cường độ dòng điện được xác định bằng lượng điện đi qua tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian.
Để xác định cường độ dòng điện trong mạch, lượng dòng điện chạy phải được chia cho thời gian nó chạy qua.

Đơn vị của dòng điện là gì?

Đơn vị của dòng điện là cường độ dòng điện không đổi đi qua hai mặt phẳng song song dây dẫn thẳng chiều dài vô hạn ngay cả một mặt cắt ngang nhỏ, nằm cách nhau 1 m trong chân không, cũng có thể gây ra giữa các dây dẫn này một lực bằng 2 Newton trên mét. Đơn vị này được đặt tên là Ampere để vinh danh nhà khoa học người Pháp Ampere.

Đơn vị của điện là gì?

Đơn vị của điện là Coulomb (Ku), truyền trong một giây với dòng điện 1 Ampe (A).

Dụng cụ nào đo cường độ dòng điện?

Cường độ dòng điện được đo bằng dụng cụ gọi là ampe kế. Thang đo ampe kế được hiệu chuẩn theo ampe và phân số của ampe theo số đọc của các dụng cụ tiêu chuẩn chính xác. Cường độ dòng điện được tính theo số đọc của mũi tên di chuyển dọc theo thang đo từ vạch chia 0. Ampe kế được nối nối tiếp với mạch điện bằng hai cực hoặc kẹp đặt trên thiết bị. Điện áp là gì?
Hiệu điện thế của dòng điện là hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường. Nó bằng công do lực điện trường thực hiện khi một điện tích dương chuyển động, bằng một, từ điểm này đến điểm khác trong trường.

Đơn vị cơ bản của điện áp là Volt (V).

Dụng cụ nào đo hiệu điện thế của dòng điện?

Điện áp của dòng điện được đo bằng thiết bị; rum, được gọi là vôn kế. Một vôn kế được mắc song song với mạch dòng điện. Xây dựng định luật Ôm cho một đoạn mạch.

Điện trở dây dẫn là gì?

Điện trở dây dẫn là đại lượng vật lý đặc trưng cho các tính chất của dây dẫn. Đơn vị của điện trở là Ôm. Hơn nữa, điện trở 1 ohm có một dây trong đó dòng điện 1 A được tạo ra với điện áp ở hai đầu của nó là 1 V.

Điện trở của dây dẫn có phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua chúng không?

Điện trở của dây dẫn kim loại đồng nhất chiều dài nhất định và tiết diện không phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua nó.

Điều gì quyết định điện trở trong dây dẫn điện?

Điện trở của dây dẫn dòng điện phụ thuộc vào chiều dài dây dẫn, diện tích của nó mặt cắt ngang và loại vật liệu dẫn điện (điện trở suất của vật liệu).

Hơn nữa, điện trở tỷ lệ thuận với chiều dài của dây dẫn, tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt ngang và phụ thuộc, như đã đề cập ở trên, vào vật liệu của dây dẫn.

Điện trở dây dẫn có phụ thuộc vào nhiệt độ không?

Vâng, nó phụ thuộc. Nhiệt độ của dây dẫn kim loại tăng làm tốc độ tăng chuyển động nhiệt vật rất nhỏ. Điều này dẫn đến sự gia tăng số lượng va chạm electron tự do và do đó làm giảm thời gian truyền tự do, do đó độ dẫn điện giảm và điện trở suất của vật liệu tăng lên.

Hệ số kháng nhiệt độ kim loại nguyên chất là khoảng 0,004 °C, có nghĩa là điện trở của chúng tăng 4% khi nhiệt độ tăng 10 °C.

Khi nhiệt độ trong chất điện phân carbon tăng, thời gian di chuyển tự do cũng giảm, trong khi nồng độ các chất mang điện tăng lên, do đó điện trở suất của chúng giảm khi nhiệt độ tăng.

Xây dựng định luật Ôm cho mạch kín.

Cường độ dòng điện trong mạch kín bằng tỉ số giữa suất điện động của mạch và tổng điện trở của nó.

Công thức này cho thấy cường độ dòng điện phụ thuộc vào ba đại lượng: suất điện động E, điện trở ngoài R và điện trở trong r Kháng nội bộ không có ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ dòng điện nếu nó nhỏ so với điện trở bên ngoài. Trong trường hợp này, điện áp ở các cực của nguồn dòng điện xấp xỉ bằng suất điện động (EMF).

Sức điện động (EMF) là gì?

Sức điện động là tỉ số giữa công do ngoại lực thực hiện để di chuyển một điện tích dọc theo mạch điện với điện tích đó. Giống như hiệu điện thế, suất điện động được đo bằng vôn.

Những lực nào được gọi là ngoại lực?

Bất kỳ lực nào tác dụng lên các hạt mang điện, ngoại trừ lực lượng tiềm năng nguồn gốc tĩnh điện (tức là Coulomb) được gọi là ngoại lực. Nhờ tác dụng của các lực này mà các hạt tích điện thu được năng lượng và sau đó giải phóng năng lượng khi chuyển động trong dây dẫn của mạch điện.

Các lực của bên thứ ba làm chuyển động các hạt tích điện bên trong nguồn điện, máy phát điện, pin, v.v.

Kết quả là điện tích xuất hiện ở các cực của nguồn hiện tại dấu hiệu ngược lại và giữa các thiết bị đầu cuối có một sự khác biệt tiềm năng nhất định. Hơn nữa, khi mạch đóng, sự hình thành các điện tích bề mặt bắt đầu hoạt động, tạo ra một điện trường trên toàn bộ mạch, xuất hiện do khi mạch đóng, gần như ngay lập tức một thay đổi bề mặt. Bên trong nguồn, các điện tích chuyển động dưới tác dụng của ngoại lực chống lại các lực trường tĩnh điện(dương từ âm sang dương) và trong suốt phần còn lại của mạch, chúng được điều khiển bởi một điện trường.

Cơm. 1. Mạch điện: 1- nguồn, điện (ắc quy); 2 - ampe kế; 3 - năng lượng kế thừa (lai pa sợi đốt); 4 - dây điện; 5 - RuSidnik đơn cực; 6 - cầu chì

Những khám phá đầu tiên liên quan đến hoạt động của điện bắt đầu vào thế kỷ thứ 7 trước Công nguyên. triết gia Hy Lạp cổ đại Thales of Miletus phát hiện ra rằng khi cọ xát hổ phách vào len, nó có thể hút các vật nhẹ. “Điện” được dịch từ tiếng Hy Lạp là “hổ phách”. Năm 1820, André-Marie Ampère thiết lập luật dòng điện một chiều. Sau đó, cường độ dòng điện hoặc cường độ dòng điện được đo bắt đầu được biểu thị bằng ampe.

Ý nghĩa của thuật ngữ

Khái niệm dòng điện có thể được tìm thấy trong bất kỳ sách giáo khoa vật lý nào. Dòng điện- đây là sự chuyển động có trật tự của các hạt mang điện theo một hướng. Hiểu đến người bình thường, đại diện cho dòng điện, bạn nên sử dụng từ điển của thợ điện. Trong đó, thuật ngữ này tượng trưng cho sự chuyển động của các electron qua chất dẫn điện hoặc các ion qua chất điện phân.

Tùy thuộc vào chuyển động của các electron hoặc ion bên trong chất dẫn điện, các chất sau được phân biệt: các loại dòng điện:

• không thay đổi;
• Biến đổi;
• định kỳ hoặc theo nhịp đập.

Đại lượng đo cơ bản

Cường độ dòng điện- chỉ số chính mà thợ điện sử dụng trong công việc của họ. Cường độ dòng điện phụ thuộc vào lượng điện tích chạy qua mạch điện trong một khoảng thời gian nhất định. Làm sao số lượng lớn các electron di chuyển từ đầu nguồn đến cuối nguồn thì điện tích được truyền bởi các electron sẽ càng lớn.

Đại lượng được đo bằng tỉ số giữa điện tích chạy qua tiết diện các hạt trong vật dẫn với thời gian nó đi qua. Điện tích được đo bằng coulomb, thời gian được đo bằng giây và một đơn vị dòng điện được xác định bằng tỷ lệ điện tích trên thời gian (coulomb trên giây) hoặc ampe. Việc xác định dòng điện (cường độ của nó) xảy ra bằng cách nối tuần tự hai cực trong mạch điện.

Khi dòng điện hoạt động, chuyển động của các hạt tích điện được thực hiện bằng điện trường và phụ thuộc vào lực chuyển động của electron. Giá trị mà công của dòng điện phụ thuộc vào được gọi là điện áp và được xác định bằng tỷ số công của dòng điện trong một phần cụ thể của mạch và điện tích đi qua cùng một phần. Đơn vị đo vôn được đo bằng vôn kế khi hai cực của thiết bị được mắc song song vào một mạch điện.

Lượng điện trở phụ thuộc trực tiếp vào loại dây dẫn được sử dụng, chiều dài và tiết diện của nó. Nó được đo bằng ohm.

Công suất được xác định bằng tỉ số giữa công thực hiện do chuyển động của dòng điện và thời điểm công đó xảy ra. Công suất được đo bằng watt.

Một đại lượng vật lý như điện dung được xác định bằng tỷ lệ điện tích của một dây dẫn với hiệu điện thế giữa cùng một dây dẫn và dây dẫn lân cận. Điện áp càng thấp khi dây dẫn nhận được điện tích thì công suất của chúng càng lớn. Nó được đo bằng farad.

Lượng công do điện thực hiện tại một khoảng thời gian nhất định trong chuỗi được tính bằng tích của dòng điện, điện áp và khoảng thời gian mà công được thực hiện. Cái sau được đo bằng joules. Hoạt động của dòng điện được xác định bằng cách sử dụng đồng hồ đo kết nối các số đọc của tất cả các đại lượng, cụ thể là điện áp, lực và thời gian.

Kỹ thuật an toàn điện

Kiến thức về các quy tắc an toàn điện sẽ giúp ngăn ngừa sự cố khẩn cấp và bảo vệ sức khỏe, tính mạng con người. Vì dòng điện có xu hướng làm nóng dây dẫn nên luôn có khả năng xảy ra tình huống nguy hiểm đến sức khỏe và tính mạng. Để đảm bảo an toàn tại nhà phải được tuân thủ sau đây đơn giản nhưng quy tắc quan trọng:

1. Cách điện của mạng phải luôn ở tình trạng tốt để tránh quá tải hoặc có khả năng xảy ra đoản mạch.
2. Độ ẩm không được dính vào các thiết bị điện, dây điện, bảng điều khiển, v.v. Ngoài ra, môi trường ẩm ướt sẽ gây ra đoản mạch.
3. Hãy chắc chắn nối đất tất cả các thiết bị điện.
4. Tránh sử dụng dây điện quá tải vì có nguy cơ gây cháy dây.

Các biện pháp phòng ngừa an toàn khi làm việc với điện bao gồm việc sử dụng găng tay cao su, găng tay, thảm, thiết bị phóng điện, thiết bị nối đất cho khu vực làm việc, cầu dao hoặc cầu chì có bảo vệ nhiệt và dòng điện.

Thợ điện có kinh nghiệm, khi có khả năng bị điện giật, hãy làm việc bằng một tay, tay kia đút túi. Bằng cách này, mạch truyền tay sẽ bị gián đoạn trong trường hợp vô tình chạm vào tấm chắn hoặc thiết bị nối đất khác. Nếu thiết bị kết nối với mạng bắt lửa, hãy dập tắt đám cháy bằng bình chữa cháy bằng bột hoặc carbon dioxide.

Ứng dụng của dòng điện

Dòng điện có nhiều tính chất cho phép nó được sử dụng ở hầu hết mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Các cách sử dụng dòng điện:

Điện ngày nay thân thiện với môi trường nhất cái nhìn sạch sẽ năng lượng. Trong điều kiện nền kinh tế hiện đại sự phát triển của ngành điện lực đã ý nghĩa hành tinh. Trong tương lai nếu thiếu nguyên liệu thì điện sẽ chiếm vị trí hàng đầu nguồn vô tận năng lượng.

Trước hết, cần tìm hiểu dòng điện là gì. Dòng điện là chuyển động có trật tự của các hạt tích điện trong dây dẫn. Để nó phát sinh, trước tiên một điện trường phải được tạo ra, dưới tác động của nó, các hạt tích điện nói trên sẽ bắt đầu chuyển động.

Kiến thức đầu tiên về điện cách đây nhiều thế kỷ liên quan đến “điện tích” sinh ra do ma sát. Ngay từ thời xa xưa, người ta đã biết rằng hổ phách khi cọ xát với len sẽ có khả năng hút các vật nhẹ. Nhưng chỉ ở cuối XVI thế kỷ trước, bác sĩ người Anh Gilbert đã nghiên cứu hiện tượng này một cách chi tiết và phát hiện ra rằng nhiều chất khác có đặc tính giống hệt nhau. Những vật giống như hổ phách, sau khi cọ xát có thể hút các vật nhẹ, ông gọi là nhiễm điện. Từ này có nguồn gốc từ electron trong tiếng Hy Lạp - "hổ phách". Hiện tại, chúng ta nói rằng các vật thể ở trạng thái này có điện tích và bản thân các vật thể đó được gọi là “tích điện”.

Điện tích luôn phát sinh khi tiếp xúc gần các chất khác nhau. Nếu các vật thể ở dạng rắn thì sự tiếp xúc gần gũi của chúng sẽ bị ngăn cản bởi các phần nhô ra cực nhỏ và những bất thường hiện diện trên bề mặt của chúng. Bằng cách ép các vật thể như vậy và cọ xát chúng với nhau, chúng ta tập hợp các bề mặt của chúng lại với nhau, mà không có áp lực sẽ chỉ chạm vào một vài điểm. Ở một số vật thể, điện tích có thể di chuyển tự do giữa các bộ phận khác nhau, nhưng ở những vật thể khác thì điều này là không thể. Trong trường hợp đầu tiên, các vật thể được gọi là "chất dẫn điện", và trong trường hợp thứ hai - "chất điện môi hoặc chất cách điện". Tất cả kim loại đều là chất dẫn điện dung dịch nước muối và axit, v.v. Ví dụ về chất cách điện bao gồm hổ phách, thạch anh, ebonit và tất cả các loại khí được tìm thấy trong điều kiện bình thường.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc phân chia các vật thể thành chất dẫn điện và chất điện môi là rất tùy tiện. Tất cả các chất dẫn điện ở mức độ lớn hơn hoặc ít hơn. Điện tích là dương và âm. Loại dòng điện này sẽ không tồn tại được lâu vì cơ thể nhiễm điện sẽ hết điện. Để dòng điện tiếp tục tồn tại trong dây dẫn, cần phải duy trì điện trường. Đối với những mục đích này, nguồn dòng điện được sử dụng. Trường hợp đơn giản nhất xảy ra dòng điện là khi một đầu dây nối với vật nhiễm điện, đầu kia nối đất.

Mạch điện cung cấp dòng điện cho bóng đèn và động cơ điện không xuất hiện cho đến khi phát minh ra pin, xuất hiện vào khoảng năm 1800. Sau đó, sự phát triển của học thuyết về điện diễn ra nhanh chóng đến nỗi trong vòng chưa đầy một thế kỷ, nó không chỉ trở thành một phần của vật lý mà còn hình thành nên nền tảng của một nền văn minh điện mới.

Đại lượng cơ bản của dòng điện

Lượng điện và dòng điện. Tác dụng của dòng điện có thể mạnh hoặc yếu. Cường độ dòng điện phụ thuộc vào lượng điện tích chạy qua mạch trong một đơn vị thời gian nhất định. Càng nhiều electron di chuyển từ cực này sang cực kia của nguồn thì tổng điện tích được truyền bởi các electron càng lớn. Điện tích ròng này được gọi là lượng điện đi qua một dây dẫn.

Đặc biệt, tác dụng hóa học của dòng điện phụ thuộc vào lượng điện, tức là điện tích đi qua dung dịch điện phân càng lớn thì nhiều chất hơn sẽ lắng xuống cực âm và cực dương. Về vấn đề này, lượng điện có thể được tính bằng cách cân khối lượng của chất lắng đọng trên điện cực và biết khối lượng cũng như điện tích của một ion của chất này.

Cường độ dòng điện là đại lượng bằng tỷ số giữa điện tích truyền qua tiết diện dây dẫn và thời gian nó chạy qua. Đơn vị của điện tích là coulomb (C), thời gian tính bằng giây (s). Trong trường hợp này, đơn vị của dòng điện được biểu thị bằng C/s. Đơn vị này được gọi là ampe (A). Để đo dòng điện trong mạch, người ta sử dụng một thiết bị đo điện gọi là ampe kế. Để đưa vào mạch, ampe kế được trang bị hai cực. Nó được mắc nối tiếp vào mạch.

Điện áp. Chúng ta đã biết dòng điện là chuyển động có trật tự của các hạt tích điện - electron. Chuyển động này được tạo ra bằng cách sử dụng điện trường, khiến công việc nhất định. Hiện tượng này gọi là công của dòng điện. Để di chuyển nhiều điện tích hơn qua mạch điện trong 1 s, điện trường phải thực hiện nhiều công hơn. Dựa trên điều này, hóa ra công của dòng điện sẽ phụ thuộc vào cường độ dòng điện. Nhưng còn một giá trị nữa mà công của dòng điện phụ thuộc vào. Đại lượng này được gọi là điện áp.

Điện áp là tỷ số công thực hiện bởi dòng điện trong một phần nhất định của mạch điện với điện tích chạy qua cùng phần đó của mạch. Công hiện tại được đo bằng joules (J), điện tích - tính bằng coulomb (C). Về vấn đề này, đơn vị đo điện áp sẽ trở thành 1 J/C. Đơn vị này được gọi là vôn (V).

Để tạo ra điện áp trong mạch điện thì cần có nguồn dòng điện. Khi mạch hở, điện áp chỉ xuất hiện ở các cực của nguồn dòng. Nếu nguồn dòng điện này được đưa vào mạch, điện áp cũng sẽ xuất hiện ở từng phần riêng lẻ của mạch. Về vấn đề này, một dòng điện sẽ xuất hiện trong mạch. Nghĩa là, chúng ta có thể nói ngắn gọn như sau: nếu không có điện áp trong mạch thì không có dòng điện. Để đo điện áp người ta sử dụng dụng cụ đo điện gọi là vôn kế. với anh ấy vẻ bề ngoài nó giống với ampe kế đã đề cập trước đó, với điểm khác biệt duy nhất là chữ V được viết trên thang vôn kế (thay vì chữ A trên ampe kế). Vôn kế có hai cực, nhờ đó nó được kết nối song song với mạch điện.

Điện trở. Sau khi kết nối các dây dẫn khác nhau và một ampe kế với mạch điện, bạn có thể nhận thấy rằng khi sử dụng các dây dẫn khác nhau, ampe kế sẽ cho số đọc khác nhau, tức là trong trường hợp này, cường độ dòng điện có trong mạch điện là khác nhau. Hiện tượng này có thể được giải thích là do các dây dẫn khác nhau có điện trở, đại diện đại lượng vật lý. Nó được đặt tên là Ohm để vinh danh nhà vật lý người Đức. Theo quy định, các đơn vị lớn hơn được sử dụng trong vật lý: kilo-ohm, mega-ohm, v.v. Điện trở của dây dẫn thường được ký hiệu là chữ R, chiều dài của dây dẫn là L và diện tích mặt cắt ngang là S . Trong trường hợp này, điện trở có thể được viết dưới dạng công thức:

R = r * L/S

trong đó hệ số p được gọi là điện trở suất. Hệ số này biểu thị điện trở của dây dẫn dài 1 m có tiết diện bằng 1 m2. Điện trở riêng được biểu thị bằng Ohm x m. Vì dây thường có tiết diện khá nhỏ nên diện tích của chúng thường được biểu thị bằng milimét vuông. Trong trường hợp này, đơn vị của điện trở suất sẽ là Ohm x mm2/m. Trong bảng dưới đây. Hình 1 cho thấy điện trở suất của một số vật liệu.

Bảng 1. Điện trở suất của một số vật liệu
Vật liệu	p, Ôm x m2/m	Vật liệu	p, Ôm x m2/m
Đồng	0,017	Hợp kim bạch kim-iridium	0,25
Vàng	0,024	than chì	13
Thau	0,071	Than	40
Thiếc	0,12	sứ	1019
Chỉ huy	0,21	Ebonit	1020
Kim loại hoặc hợp kim
Bạc	0,016	Manganin (hợp kim)	0,43
Nhôm	0,028	Constantan (hợp kim)	0,50
vonfram	0,055	thủy ngân	0,96
Sắt	0,1	Nichrome (hợp kim)	1,1
Niken (hợp kim)	0,40	Fechral (hợp kim)	1,3
		Chromel (hợp kim)	1,5

Theo bảng. 1 rõ ràng là đồng có điện trở suất thấp nhất và hợp kim kim loại có điện trở suất cao nhất. Ngoài ra, chất điện môi (chất cách điện) có điện trở suất cao.

Công suất điện. Chúng ta đã biết rằng hai dây dẫn cách ly nhau có thể tích tụ điện tích. Hiện tượng này được đặc trưng bởi một đại lượng vật lý gọi là điện dung. Điện dung của hai dây dẫn không gì khác hơn là tỷ lệ điện tích của một trong số chúng với hiệu điện thế giữa dây dẫn này và dây dẫn lân cận. Điện áp càng thấp khi dây dẫn nhận được điện tích thì công suất của chúng càng lớn. Đơn vị của điện dung là farad (F). Trong thực tế, các phân số của đơn vị này được sử dụng: microfarad (μF) và picofarad (pF).

Nếu bạn lấy hai dây dẫn cách ly nhau và đặt chúng cách nhau một khoảng ngắn, bạn sẽ có một tụ điện. Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào độ dày của bản tụ, độ dày của chất điện môi và độ thấm của nó. Bằng cách giảm độ dày của chất điện môi giữa các bản của tụ điện, điện dung của tụ điện có thể tăng lên đáng kể. Trên tất cả các tụ điện, ngoài công suất của chúng, phải ghi rõ điện áp mà các thiết bị này được thiết kế.

Công và công suất của dòng điện. Từ những điều trên, rõ ràng là dòng điện có tác dụng. Khi kết nối động cơ điện, dòng điện làm cho tất cả các loại thiết bị hoạt động, di chuyển tàu dọc theo đường ray, chiếu sáng đường phố, sưởi ấm ngôi nhà và cũng tạo ra hiệu ứng hóa học, tức là cho phép điện phân, v.v. Chúng ta có thể nói rằng công đã hoàn thành. bởi dòng điện trên một phần nhất định của mạch bằng dòng điện, điện áp và thời gian mà công việc được thực hiện. Công được đo bằng joules, điện áp tính bằng vôn, dòng điện tính bằng ampe, thời gian tính bằng giây. Về vấn đề này, 1 J = 1B x 1A x 1s. Từ đó, hóa ra để đo công của dòng điện, cần sử dụng cùng lúc ba dụng cụ: ampe kế, vôn kế và đồng hồ. Nhưng điều này là cồng kềnh và không hiệu quả. Vì vậy, thông thường, công của dòng điện được đo bằng đồng hồ đo điện. Thiết bị này chứa tất cả các thiết bị trên.

Công suất của dòng điện bằng tỉ số công của dòng điện với thời gian nó thực hiện. Công suất được ký hiệu bằng chữ “P” và được biểu thị bằng watt (W). Trong thực tế, người ta sử dụng kilowatt, megawatt, hectowatt, v.v.. Để đo công suất của mạch điện, bạn cần dùng oát kế. Các kỹ sư điện biểu thị công của dòng điện tính bằng kilowatt-giờ (kWh).

Các định luật cơ bản của dòng điện

Định luật Ohm. Điện áp và dòng điện được coi là đặc tính thuận tiện nhất mạch điện. Một trong những đặc điểm chính của việc sử dụng điện là vận chuyển năng lượng nhanh chóng từ nơi này đến nơi khác và truyền năng lượng đến người tiêu dùng ở dạng cần thiết. Tích của hiệu điện thế và dòng điện mang lại công suất, tức là lượng năng lượng tỏa ra trong mạch trên một đơn vị thời gian. Như đã đề cập ở trên, để đo công suất trong mạch điện cần có 3 thiết bị. Có thể thực hiện chỉ với một cái và tính công suất từ ​​số đọc của nó và một số đặc tính của mạch điện, chẳng hạn như điện trở của nó không? Nhiều người thích ý tưởng này và thấy nó có hiệu quả.

Vậy điện trở của toàn bộ dây hoặc mạch điện là bao nhiêu? Liệu một sợi dây, như ống nước hoặc ống của hệ thống chân không, có đặc tính cố định có thể gọi là điện trở không? Ví dụ, trong đường ống, tỷ số giữa chênh lệch áp suất tạo ra dòng chảy chia cho tốc độ dòng chảy thường là một đặc tính không đổi của đường ống. Tương tự, dòng nhiệt trong dây bị chi phối bởi một mối quan hệ đơn giản liên quan đến chênh lệch nhiệt độ, diện tích mặt cắt ngang của dây và chiều dài của nó. Việc phát hiện ra mối quan hệ như vậy đối với các mạch điện là kết quả của một cuộc tìm kiếm thành công.

Vào những năm 1820, người Đức giáo viên trường học Georg Ohm là người đầu tiên bắt đầu tìm kiếm mối quan hệ nêu trên. Trước hết, anh ấy phấn đấu để nổi tiếng và nổi tiếng, điều này sẽ cho phép anh ấy giảng dạy ở trường đại học. Đó là lý do ông chọn lĩnh vực nghiên cứu hứa hẹn những lợi thế đặc biệt.

Om là con trai của một thợ cơ khí nên anh biết cách vẽ những sợi dây kim loại có độ dày khác nhau cần thiết cho các thí nghiệm. Vì thời đó không thể mua được dây phù hợp nên Om đã tự làm. Trong các thí nghiệm của mình, ông đã thử các độ dài khác nhau, độ dày khác nhau, kim loại khác nhau và thậm chí cả nhiệt độ khác nhau. Ông đã thay đổi tất cả các yếu tố này từng yếu tố một. Vào thời của Ohm, pin vẫn còn yếu và tạo ra dòng điện không ổn định. Về vấn đề này, nhà nghiên cứu đã sử dụng cặp nhiệt điện làm máy phát điện, điểm nối nóng của nó được đặt trong ngọn lửa. Ngoài ra, ông còn sử dụng một ampe kế từ tính thô sơ và đo sự khác biệt về điện thế (Ohm gọi chúng là “điện áp”) bằng cách thay đổi nhiệt độ hoặc số lượng mối nối nhiệt.

Nghiên cứu về mạch điện mới bắt đầu phát triển. Sau khi pin được phát minh vào khoảng năm 1800, nó bắt đầu phát triển nhanh hơn nhiều. Nhiều thiết bị khác nhau đã được thiết kế và sản xuất (thường bằng tay), các định luật mới được phát hiện, các khái niệm và thuật ngữ xuất hiện, v.v. Tất cả điều này dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn hiện tượng điện và các yếu tố.

Cập nhật kiến ​​thức về điện một mặt trở thành nguyên nhân cho sự xuất hiện của một lĩnh vực vật lý mới, mặt khác nó là cơ sở cho sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện như pin, máy phát điện, hệ thống cấp điện cho chiếu sáng. và ổ điện, lò điện, động cơ điện, v.v. đã được phát minh, khác.

Những khám phá của Ohm có tầm quan trọng lớn đối với sự phát triển của nghiên cứu về điện và sự phát triển của kỹ thuật điện ứng dụng. Họ đã có thể dễ dàng dự đoán các đặc tính của mạch điện đối với dòng điện một chiều và sau đó là dòng điện xoay chiều. Năm 1826, Ohm xuất bản một cuốn sách trong đó ông đưa ra những kết luận lý thuyết và kết quả thực nghiệm. Nhưng hy vọng của ông không thành hiện thực; cuốn sách được chào đón bằng sự chế giễu. Điều này xảy ra bởi vì phương pháp thử nghiệm thô thiển dường như không còn hấp dẫn trong thời đại mà nhiều người quan tâm đến triết học.

Ông không còn lựa chọn nào khác ngoài việc rời bỏ vị trí giảng dạy của mình. Anh ấy đã không đạt được cuộc hẹn vào trường đại học vì lý do tương tự. Trong 6 năm, nhà khoa học sống trong cảnh nghèo khó, không có niềm tin vào tương lai, trải qua cảm giác thất vọng cay đắng.

Nhưng dần dần các tác phẩm của ông đã nổi tiếng, đầu tiên là ở bên ngoài nước Đức. Om được kính trọng ở nước ngoài và được hưởng lợi từ nghiên cứu của mình. Về vấn đề này, đồng bào của anh buộc phải công nhận anh ở quê hương. Năm 1849, ông nhận được chức giáo sư tại Đại học Munich.

Ohm đã phát hiện ra một định luật đơn giản thiết lập mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp đối với một đoạn dây (đối với một phần mạch điện, đối với toàn bộ mạch điện). Ngoài ra, ông còn biên soạn các quy tắc cho phép bạn xác định điều gì sẽ thay đổi nếu bạn lấy một sợi dây có kích thước khác. Định luật Ohm được xây dựng như sau: cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp trong đoạn đó và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó.

định luật Joule-Lenz. Dòng điện trong bất kỳ phần nào của mạch đều thực hiện tác dụng. Ví dụ: hãy lấy bất kỳ phần nào của mạch giữa hai đầu có điện áp (U). A-tu viện điện áp, công thực hiện khi di chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm là bằng U. Nếu cường độ dòng điện trong một đoạn mạch cho trước bằng i thì trong thời gian t điện tích sẽ truyền, và do đó công của dòng điện trong phần này sẽ là:

A = Đơn vị

Biểu thức này đúng với dòng điện một chiều trong mọi trường hợp, đối với bất kỳ phần nào của mạch điện, có thể chứa dây dẫn, động cơ điện, v.v. Công suất hiện tại, tức là công trên một đơn vị thời gian, bằng:

P = A/t = Ui

Công thức này được sử dụng trong hệ SI để xác định đơn vị điện áp.

Giả sử phần mạch điện là một dây dẫn đứng yên. Trong trường hợp này, tất cả công sẽ chuyển thành nhiệt, tỏa ra trong dây dẫn này. Nếu dây dẫn đồng nhất và tuân theo định luật Ohm (bao gồm tất cả các kim loại và chất điện phân), thì:

U = ir

trong đó r là điện trở dây dẫn. Trong trường hợp này:

A = rt2i

Định luật này lần đầu tiên được suy luận bằng thực nghiệm bởi E. Lenz và Joule, độc lập với ông.

Cần lưu ý rằng dây dẫn nhiệt có rất nhiều ứng dụng trong công nghệ. Phổ biến nhất và quan trọng nhất trong số đó là đèn chiếu sáng sợi đốt.

Pháp luật cảm ứng điện từ . Vào nửa đầu thế kỷ 19 nhà vật lý người Anh M. Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng từ. Thực tế này, đã trở thành tài sản của nhiều nhà nghiên cứu, đã tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của kỹ thuật điện và vô tuyến.

Trong quá trình thí nghiệm, Faraday phát hiện ra rằng khi số lượng đường cảm ứng từ xuyên qua một bề mặt giới hạn bởi một vòng kín thay đổi thì sẽ xuất hiện một dòng điện trong đó. Đây có lẽ là cơ sở của định luật vật lý quan trọng nhất - định luật cảm ứng điện từ. Dòng điện xuất hiện trong mạch gọi là cảm ứng. Do dòng điện chỉ phát sinh trong mạch điện khi các điện tích tự do tác dụng với ngoại lực, khi đó với một từ thông thay đổi truyền dọc theo bề mặt của mạch kín, các ngoại lực tương tự này sẽ xuất hiện trong đó. Tác dụng của ngoại lực trong vật lý gọi là lực điện động hoặc lực điện động gây ra.

Cảm ứng điện từ cũng xuất hiện ở các dây dẫn hở. Trong trường hợp dây dẫn đi qua từ tính đường dây điện, sức căng phát sinh ở hai đầu của nó. Lý do xuất hiện điện áp như vậy là do suất điện động cảm ứng. Nếu như từ thôngđi qua mạch kín không thay đổi thì dòng điện cảm ứng không xuất hiện.

Sử dụng khái niệm " lực điện gây ra"Bạn có thể nói về định luật cảm ứng điện từ, tức là lực điện động cảm ứng trong vòng khép kín có độ lớn bằng tốc độ thay đổi của từ thông qua bề mặt được giới hạn bởi đường viền.

Quy tắc Lenz. Như chúng ta đã biết, trong vật dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng. Tùy theo điều kiện xuất hiện mà nó có hướng khác nhau. Nhân dịp này, nhà vật lý người Nga Lenz đã đưa ra quy luật sau: dòng điện cảm ứng xuất hiện trong một mạch kín luôn có hướng sao cho từ trường do nó tạo ra không cho từ thông biến thiên. Tất cả điều này gây ra sự xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Dòng điện cảm ứng, giống như bất kỳ dòng điện nào khác, đều có năng lượng. Điều này có nghĩa là nếu xuất hiện dòng điện cảm ứng, Năng lượng điện. Theo định luật bảo toàn và biến đổi năng lượng thì năng lượng nêu trên chỉ có thể phát sinh do lượng năng lượng của một số loại năng lượng khác. Như vậy, định luật Lenz hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và biến đổi năng lượng.

Ngoài cảm ứng, cái gọi là tự cảm ứng có thể xuất hiện trong cuộn dây. Bản chất của nó là như sau. Nếu có dòng điện xuất hiện trong cuộn dây hoặc cường độ của nó thay đổi thì từ trường thay đổi sẽ xuất hiện. Và nếu từ thông đi qua cuộn dây thay đổi thì xuất hiện một suất điện động trong đó gọi là Emf tự gây ra.

Theo quy tắc Lenz, lực điện động tự cảm khi đóng mạch sẽ cản trở cường độ dòng điện và ngăn không cho nó tăng lên. Khi tắt mạch, emf tự cảm sẽ làm giảm cường độ dòng điện. Khi dòng điện trong cuộn dây đạt giá trị nhất định, từ trường ngừng thay đổi và emf tự cảm trở thành bằng không.