Điện là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Mặc dù quen thuộc là vậy, tuy nhiên không phải ai cũng biết và hiểu rõ về nguồn năng lượng này.
Vậy thế nào là cường độ dòng điện? Cường độ dòng điện được đo và kí hiệu như thế nào? Cách để đo cường độ dòng điện?,… Dõi theo bài viết dưới đây của chúng tôi để hiểu rõ hơn về vấn đề này. Từ đó, người dùng có thể hiểu, biết cách sử dụng điện thật an toàn trong sinh hoạt và sản xuất.
Cường độ dòng điện là gì?
Thế nào là dòng điện?
Để có cái nhìn toàn diện và đầy đủ nhất về khái niệm này, trước hết người dùng cần hiểu thế nào là dòng điện. Dòng điện được hiểu là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện, dòng điện tạo ra do sự chuyển dịch của các electron dọc theo dây dẫn ở trong các mạch điện. Hạt mang điện cũng có thể là các ion hoặc chất điện ly.
Các hạt tích điện có khả năng dịch chuyển tạo ra dòng điện trong các vật liệu dẫn, được gọi là các hạt mang điện. Trong kim loại, các electron là các hạt mang điện. Có thể nói đây là chất dẫn điện phổ biến nhất. Còn trong các vật liệu dẫn khác, hạt mang điện có thể tích điện dương hay âm phụ thuộc vào chất pha của chúng, hạt mang điện âm và dương có thể cùng lúc xuất hiện trong cùng một vật liệu.
Thế nào là cường độ dòng điện?
Từ định nghĩa về dòng điện ở trên, chúng ta có thể hiểu đơn giản về cường độ của dòng điện như sau:
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, hay yếu của dòng điện, cũng là đại lượng đặc trưng cho số lượng các điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong cùng một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện tương ứng càng lớn và ngược lại.
Trong điện tử học, dòng điện lại được hiểu là dòng chuyển động của các electron trong các dây dẫn điện bằng kim loại. Còn trong các điện trở, dòng điện là dòng chuyển động của các ion trong một viên pin và dòng điện cũng là dòng chảy của các hố điện tử trong vật liệu bán dẫn.
Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị Ampe.
I=Qt=(q1+q2+q3+…+qn)t
Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét:
Itb=ΔQΔt
Trong đó:
– Itb: là cường độ dòng điện trung bình, có 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).
Khi khoảng thời gian được xét vô cùng nhỏ, ta có cường độ dòng điện tức thời:
I=dQqt
Có rất nhiều bạn thường bị nhầm lẫn giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế. Đây là hai thông số hoàn toàn khác nhau. Không giống như cường độ dòng điên, hiệu điện thế là sự chênh lệch về điện áp giữa hai cực của dòng điện. Hiệu điện thế được đo bằng vôn kế, thay vì ampe kế như cường độ dòng điện. Vì thế, các bạn cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề này để tránh các trường hợp bị nhầm lẫn.
Vai trò của cường độ dòng điện
Trong cuộc sống của chúng ta, cường độ dòng điện có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Cường độ dòng điện cho biết độ mạnh, yếu của dòng điện, cường độ dòng điện càng lớn thì dòng điện càng lớn và ngược lại. Cường độ dòng điện giúp cho các thiết bị có thể hoạt động và vận hành ổn định.
Vậy cường độ dòng điện có vai trò như thế nào?
– Trong đời sống hàng ngày, việc cường độ dòng điện ổn định giúp các thiết bị điện như: điều hòa, máy hút bụi, máy bơm nước rửa xe, máy chà sàn,… được bền và có thời gian sử dụng lâu dài hơn, đặc biệt là đối với điều hòa. Do đó, người ta thường dùng các thiết bị để giữ cho cường độ dòng điện có thể ổn định hơn.
– Cường độ dòng điện sẽ có ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, điều này tùy thuộc vào độ mạnh hay yếu của chúng. Nếu như cường độ dòng điện mạnh có thể gây chết người. Do đó nên người dùng cần đặc biệt lưu ý và quan tâm đến vấn đề này.
Là một năng lượng đóng vai trò không thể thiếu trong sự sống và phát triển của con người, tuy nhiên để có thể tận dụng, khai thác tối đa tác dụng của năng lượng này, người dùng cần đặc biệt chú ý trong quá trình sử dụng, tránh gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, cũng như tính mạng của bản thân.
Kí hiệu và đơn vị của cường độ dòng điện
– Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe, được kí hiệu là A – đơn vị đo cường độ dòng điện I trong hệ SI, lấy tên theo nhà Vật lí và Toán học người Pháp André Marie Ampère. André-Marie Ampère sinh ngày 20 tháng 1 năm 1775, mất ngày 10 tháng 6 năm 1836. Ông là nhà vật lý người Pháp, là một trong những nhà phát minh ra điện từ trường, từ đó phát biểu thành định luật mang tên ông (định luật Ampere).
Mật độ dòng điện ký hiệu là delta, là dòng điện chạy qua 1mm2 tiết diện dây dẫn. Mật độ dòng điện đóng vai trò vô cùng lớn trong thiết kế mạch điện, trong điện tử học.
Khi có dòng điện chạy qua, các thiết bị tiêu thụ điện thường bị nóng lên và chỉ hoạt động tốt dưới một mật độ dòng điện an toàn. Khi vượt quá mức an toàn chúng sẽ bị nóng quá, dẫn đến chảy hoặc cháy. Ngay cả trong vật liệu siêu dẫn – nơi điện năng không bị chuyển hóa thành nhiệt năng, khi mật độ dòng điện lớn quá có thể tạo ra từ trường mạnh, gây phá hủy trạng thái siêu dẫn.
– 1 Ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948.
Cách đo cường độ dòng điện bằng ampe kế
Dụng cụ đo cường độ dòng điện
Để đo cường độ dòng điện, người ta sẽ sử dụng Ampe kế. Đây là dụng cụ chuyên dụng để đo độ mạnh, yếu của dòng điện. Người dùng nhận biết ampe kế bằng cách đơn giản đó là quan sát cấu tạo của nó. Quan sát ampe kế người dùng sẽ thấy trên mặt của ampe kế có ghi đơn vị đo là ampe (A) hoặc Miliampe (mA). Mỗi Ampe kế sẽ có một giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất khác nhau, có nhiều ampe kế có độ chia nhỏ nhất lên tới 0,5 mA.
Người dùng cần chú ý trên các Ampe kế có các chốt với các biểu tượng ghi dấu (+) với chốt dương và dấu (–) với chốt âm. Những đặc điểm này là chi tiết vô cùng quan trọng cần phải phân biệt rõ hai chốt này để có thể lắp dây sao cho phù hợp. Ở phía dưới của Ampe kế có nút điều chỉnh kim để có thể đưa Ampe kế về con số 0.
Vai trò của ampe kế
Ampe kế là thiết bị đo chuyên dụng được dùng để đo dòng điện với dải rộng từ 100mA đến 2000A, đây được xem là thiết bị không thể thiếu đối với các kỹ sư điện.
Hiện nay, các Ampe kế còn được trang bị thêm những tính năng hiện đại như một chiếc đồng hồ vạn năng. Chiếc đồng hồ này có thể đo được nhiều nguồn điện như: điện áp, điện trở, và cả tần số Ampe kế là cái tên được bắt nguồn từ đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe.
Ampe kế có chức năng chính dùng để đo dòng điện, vì thế chúng được thiết kế vô cùng chuyên dụng. Các loại ampe kìm khác còn có nhiều chức năng đa dạng hơn như: đo điện áp xoay chiều, đo điện trở hoặc đo tần xuất, nhiệt độ cũng như kiểm tra điện dẫn.
Cách đo cường độ dòng điện với ampe kế
Ampe kế được sử dụng như một chiếc đồng hồ vạn năng. Thiết bị này được sử dụng bằng cách kẹp vào đoạn dây mà dòng điện chạy qua, điều này giúp đo được cường độ dòng điện. Với các trường hợp dùng để đo điện áp hay đo thông mạch, cũng như các thông số khác, bạn chỉ cần cắm thêm que đo rồi sử dụng như một chiếc đồng hồ vạn năng thông thường khác.
Để có thể đo được cường độ dòng điện, trước hết bạn cần phải lựa chọn đúng loại Ampe kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất sao cho phù hợp. Sau đó, thực hiện quan sát kim của Ampe kế và điều chỉnh sao cho nó về mức số 0.
Tiếp theo, bạn cần vẽ sơ đồ mạch điện trên giấy, rồi mới tiến hành mắc ampe kế với vật dẫn. Các chốt của ampe kế sẽ có ghi dấu (+) với chốt dương hoặc (-) với chốt âm, bạn cần phân biệt và quan sát kỹ để lắp dây một cách chính xác, sao cho dòng điện đi vào ở chốt dương (+) và ra ở chốt âm (-). Bạn cần đặc biệt chú ý không mắc trực tiếp các chốt của ampe kế với hai cực của nguồn điện, vì chúng có thể dẫn tới hỏng ampe kế.
Quan sát ampe kế bạn sẽ thấy vạch kim của ampe kế chỉ vào số nào trên màn hình, thì đó sẽ là cường độ dòng điện.
Hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ chuyển đổi bức xạ mặt trời thành dòng điên. Cường độ dòng điện của pin mặt trời thay đổi theo mức độ ánh nắng mặt trời chiều lên chúng.
Mặc dù Ampe kế là dụng cụ thường được sử dụng trong việc đo cường độ dòng điện, nhưng lại ít được ứng dụng trong các công việc khác trong cuộc sống thường ngày. Do đó, không phải ai cũng biết và hiểu rõ về thiết bị này. Hy vọng, với những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ ở trên đây về cường độ dòng điện sẽ thật sự có ích đối với người dùng.
