Khái niệm cường độ dòng điện và các công thức tính
Cường độ dòng điện để chỉ số lượng điện tử đi qua tiết diện của một vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Nó chính là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện. Dòng điện càng mạnh thì cường độ của dòng điện sẽ càng lớn, dòng điện càng yếu thì cường độ sẽ nhỏ. Các công thức tính cường độ dòng điện được thể hiện ngay trong phần chia sẻ sau đây.
Cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện có ký hiệu như thế nào?
Trong hệ đô lường quốc tế SI, cường độ của dòng điện được kí hiệu là I. Đơn vị đo của cường độ dòng điện là Ampe viết tắt là A. Nó được đặt theo tên viết tắt của André Marie Ampère – nhà vật lý học và toán học người Pháp. Mỗi một đơn vị ampe sẽ tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948.1018 điện tử e (1 culông) trong 1 giây qua 1 diện tích dây dẫn. Cụ thể 1A = 1C/s.
Cường độ dòng điện giúp cung cấp thông tin về độ mạnh yếu của dòng điện. Tạo sự ổn định cho các thiết bị điện giúp chúng có độ bền cao khi có cường độ được điều chỉnh ở mức độ phù hợp. Những dòng điện có cường độ thấp được dùng vào y học để chữa bệnh như biện pháp rung tim,… Tuy nhiên, những dòng điện có cường độ cao thì lại có thể gây giật điện nguy hiểm cho con người thậm chí là gây tử vong.
Dụng cụ nào đo được cường độ dòng điện?
Để có thể đo được cường độ của dòng điện thì hiện nay chúng ta sử dụng Ampe kế hay còn gọn là đồng hồ ampe. Thiết bị này cũng được đặt tên theo tên của nhà phát minh ra điện từ trường sau đó phát biểu thành định luật ông – André Marie Ampère.
Hiện nay ampe kế gồm có các koaij như sau: ampe kế đo dòng điện, ampe kế đo AC/DC, dòng đo điện trở cách điện, ampe kế đo điện trở đất hoặc dòng đo miliampe hay còn gọi là miliampe kế.
Ampe là đơn vị đo của cường độ dòng điện
Xem thêm: Dòng điện xoay chiều là gì? Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
Công thức tính cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện được tính dựa vào biểu thức sau:
I = Q/t = (q1 + q2 + q3+…+qn) /t
Từ công thức phía trên ta sẽ thấy cường độ trung bình của dòng điện ở một khoảng thời gian sẽ được tính bằng thương số của điện lượng chuyển qua bề mặt trong khoảng thời gian đó với khoảng thời gian đang xét. Chúng ta có công thức tính cường độ dòng điện trung bình dạng rút gọn là:
Trong biểu thức này bao gồm:
- Itb: chính là cường độ trung bình của dòng điện (A)
- ΔQ: là tổng điện lượng chuyển qua bề mặt được xét tại một khoảng thời gian Δt (C).
- Δt: là một khoảng thời gian được xét.
Từ đó ta có cường độ tức thời của dòng điện được tính như sau:
hoặc
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:
Hoặc
U = I.R
Bên trong đó:
- I: chính là cường độ dòng điện (đơn vị A)
- U: là hiệu điện thế (đơn vị U)
- R:là điện trở (đơn vị Ôm)
Dòng điện một chiều trong dây dẫn
Xem thêm: Hiệu điện thế là gì? Định nghĩa, ký hiệu và công thức tính hiệu điện thế?
Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng
Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng với cường độ của dòng điện không đổi. Có nghĩa là khi dòng điện đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ bên trong điện trở R bởi hai dòng điện đó là giống nhau.
Lúc này cường đôj dòng điện hiệu dụng có công thức tính như sau:
- Trong đó:
- I: là cường độ dòng điện hiệu dụng
- I0: là cường độ dòng điện cực đại
Công thức tính cường độ dòng điện cực đại
Cường độ dòng điện cực đại là cường độ lớn nhất trong mạch. Nó được tính với công thức như sau:
I0 = I. √2
Trong số đó.
- I0: là cường độ dòng điện cực đại
- I: là cường độ của dòng điện
Cường độ dòng điện bão hòa
Cường độ dòng điện bão hòa là: I = n.e
Trong đó e chính là điện tích electron.
Tính cường độ dòng điện 3 pha
Công thức tính cường độ của dòng điện 3 pha như sau:
I = P/(√3 x U x coshi x hiệu suất)
Trong số đó:
- I: là dòng điện
- P: là công suất động cơ
- U: là điện áp sử dụng
Phân loại dòng điện
Cường độ dòng điện dân dụng
Đây chính là dòng điện một chiều và được kí hiệu là DC (Direct Current): trong kỹ thuật điện đòng diện một chiều chính là dòng dịch chuyển cùng hướng của các hạt mang điện phía bên trong môi trường dẫn điện.
Cường độ dòng điện của dòng một chiều có thể điều chỉnh tăng – giảm nhưng không thể đổi chiều được. Quy ước của dòng một chiều theo chiều dương (+) sang âm (-).
Dòng DC này được tạo ra từ một số nguồn như: pin, ắc quy, năng lượng mặt trời,… Dòng điện này cũng có thể biến đổi qua lại giữa nguồn DC – AC nhờ vào những mạch điện đặc thù.
Để đo điện áp dân dụng một chiều thì hiện nay mọi người thường sử dụng đồng hồ vạn năng kim với các bước đo như sau:
Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế
- Bước 1: Cắm que đen của dây đo vào đầu COM và que đỏ vào dấu “+” trên đồng hồ để liên kết với dòng điện.
- Bước 2: Đặt chuyển mạch của đồng hồ đo nằm trong thang DC.A-250mA.
- Bước 3: Ngắt kết nối nguồn điện của các mạch thí nghiệm
- Bước 4: Tiến hành kết nối que màu đỏ của đồng hồ vào phần cực dương và que đen vào phần cực âm theo chiều của dòng điện. Sau đó mắc đồng hồ nối với mạch thí nghiệm.
- Bước 5: Bật nguồn điện cho mạch thí nghiệm
- Bước 6: Xác định kết quả đo.
Xem thêm: Điện trở suất là gì? Định nghĩa điện trở suất
Công thức tính cường độ dòng điện một chiều như sau:
I = Pt/ (U x cosphi)
Cường độ dòng điện xoay chiều
Khác với dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện có thể biến đổi tuần hoàn theo các chu kì thời gian nhất định. Dòng điện này được viết tắt là AC (Alternating Current)). Dòng điện xoay chiều chính là hệ thống điện lưới mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày đấy. Dòng điện này thường được tạo ra từ những chiếc máy phát điện xoay chiều tại các nhà máy điện hoặc nó được biến đổi qua lại giữa hai dòng AC – DC nhờ những mạch điện đặc thù.
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều được ký hiệu là: T với T chính là khoảng thời gian để dòng điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ.
Tần số kí hiệu là: F với là sự nghịch đảo của chu kì dòng điện xoay chiều.
Trên đây là tổng hợp những công thức tính cường độ dòng điện được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Hy vọng những chia sẻ trên đây có thể hữu ích đối với quý vị trong cuộc sống thực tiễn.
