[ KIẾN THỨC HAY] Dòng điện 1 chiều là gì? Công thức tính và tác dụng

Dòng điện 1 chiều là dòng điện có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, chúng được thể hiện qua các thiết bị phổ biến. Vậy dòng điện 1 chiều cụ thể là gì? Những thông tin xung quanh dòng điện 1 chiều ra sao? Hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây để hiểu hơn về dòng điện này nhé!

Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện. Trong mạch điện, dòng điện được tạo ra bởi sự dịch chuyển có hướng của các electron. Để hiểu rõ hơn về dòng điện và những kiến thức xung quanh dòng điện, các bạn hãy cùng đọc tiếp bài viết nhé!

Cường độ dòng điện qua một bề mặt chính là lượng điện tích di chuyển qua bề mặt đó trong một đơn vị thời gian nhất định.

Theo một cách hiểu khác; cường độ dòng điện chính là một đại lượng đặc trưng cho sự mạnh yếu của dòng điện. Hay cường độ dòng điện là lượng phần tử chạy qua tiết diện của dây dẫn; trong một đơn vị thời gian nhất định. Cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với dòng điện, dòng điện càng mạnh đồng nghĩa với cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại.

Cường độ dòng điện được ký hiệu là I và có đơn vị là Ampe (Kí hiệu là A). Cường độ dòng điện được đo bằng vật chuyên dụng là Ampe kế.

• Công thức tính cường độ dòng điện không đổi

I = q/t (A)

Trong đó:

• q là điện lượng qua tiết diện của vật dẫn theo chiều nhất định
• t là thời gian điện lượng di chuyển qua

Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật Ôm

I = U/R

Trong đó:

• U là hiệu điện thế của dòng điện (V)
• R là điện trở dòng điện (Ω)

Công thức tính cường độ dòng điện trong đoạn mạch

• Đoạn mạch nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In
• Đoạn mạch song song: I = I1 + I2 + … + In

Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng

I = Io/√2

• Trong đó: Io là cường độ dòng điện cực đại

Điện áp còn có tên gọi khác là hiệu điện thế, được kí hiệu là U và có đơn vị là Vôn (V). Điện áp chính là sự chênh lệch về điện thế giữa 2 cực của dòng điện, hay đó chính là công thực hiện để có thể di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện sang một vị trí khác.

Để đo được hiệu điện thế giữa 2 đầu dòng điện, người ta sẽ sử dụng Vôn kế, điểm chọn gốc hiệu điện thế chính là tại mặt đất.

Ví dụ: Ta có 2 điểm A, B tại 2 đầu của dòng điện, để đo được điện áp giữa 2 điểm A, B ta xác định bằng công thức sau:

UAB = VA – VB = -UBA

Trên thực tế, điện áp được sinh ra từ nhiều cách, từ trường tĩnh điện, dòng điện qua từ trường, từ trường biến đổi,…

Định luật Ôm là một định luật vật lý về sự phụ thuộc về cường độ dòng điện, điện áp và điện trở. Định luật Ôm chỉ rõ: “Cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó”. Ta có phương trình:

I = U/R

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện (A)
• U là điện áp giữa 2 đầu dòng điện (V)
• R là điện trở (Ω)

– Với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R: I = U.R

– Với đoạn mạch chứa máy thu: UAB = ξ + I(R+ r) hay UBA= – ξ – I (R +r)

– Với đoạn mạch chứa nhiều điện trở r: UAB  = ξ1−ξ2+I(R1+R2+r1+r2) = ξ1−ξ2+I(R1+R2+r1+r2) hay UBA  = ξ2−ξ1+I(R1+R2+r1+r2)

Điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch khi có dòng điện chạy qua để chuyển hoá thành các năng lượng khác nhau sẽ được tính bằng công của lực điện trường khi có các dòng điện tích dịch chuyển có hướng.

Điện năng được xác định bằng công thức: A=U.q=U.I.t

Công suất của đoạn mạch chính là công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch đó hay là trị số điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ được trong một đơn vị thời gian. Hay nói theo ngôn ngữ vật lý thì công suất điện chính bằng tích hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua mạch.

Công suất điện được xác định bằng công thức: P=A/t=U.I

– Định nghĩa: Dòng điện 1 chiều là dòng dịch chuyển có hướng của các electron mang điện theo chiều chuyển động của các hạt điện tử tự do khác. Dòng điện 1 chiều thông thường được sinh ra từ  nhiều nguồn khác nhau như pin, năng lượng mặt trời. Dòng điện 1 chiều có thể di chuyển trong nhiều vật dẫn, chất bán dẫn khác nhau cũng như trong dây điện, hay thậm chí trong vật liệu cách điện và chân không.

Dòng điện 1 chiều được ký hiệu là DC.

Dòng điện 1 chiều là dòng điện đặc biệt, chúng có những tính chất như sau:

– Dòng điện 1 chiều có thể điều chỉnh tăng giảm theo ý muốn những chúng chỉ giữ được 1 chiều, không thể đổi sang chiều khác.

– Dòng điện 1 chiều được quy ước là từ cực dương (+) sang cực âm (-) của dòng điện.

Dòng điện 1 chiều trên thế giới hiện nay có 2 tần số phổ biến nhất là 50Hz và 60Hz. Tại Việt Nam và các nước châu Á, dòng điện có tần số 50Hz được sử dụng nhiều nhất bởi đây là tần số được xem là tối ưu nhất cho dòng điện dân dụng nước ta. Còn tại các nước châu Âu, dòng điện có tần số 60Hz lại được sử dụng phổ biến hơn cả.

Cách tạo ra dòng điện 1 chiều bằng việc điều chỉnh lưu nửa chu kỳ:

– Bạn cần mắc 1 điốt bán dẫn vào trong mạch điện cần chạy dòng điện 1 chiều, lúc này điốt sẽ cho phép dòng điện xoay chiều đi qua mạch chỉ với 1 nửa chu kỳ. Điều kiện áp dụng khi U > 0.

– Lúc đó, mạch điện có dòng điện 1 chiều chạy qua nửa chu kỳ chỉnh lưu sẽ đủ tiêu chuẩn hoạt động. Dòng điện sẽ có dạng nhấp nháy, tuy nhiên, dòng điện này chỉ có thể dùng để nạp năng lượng cho các bình ắc quy.

Giống như dòng điện xoay chiều, dòng điện 1 chiều cũng được sử dụng khá phổ biến trong cuộc sống của người dân Việt Nam hiện nay. Chúng ta không thể phủ nhận được những thành tựu và lợi ích to lớn mà dòng điện 1 chiều đem lại. Hãy cùng điểm qua 1 số ứng dụng của dòng điện 1 chiều nhé!

– Pin là một ứng dụng tuyệt vời của dòng điện 1 chiều; bởi những tiện lợi mà nó đem lại cho con người. Pin dùng để kích hoạt, duy trì sự hoạt động của các thiết bị điện tử như quạt cầm tay; đèn pin; loa; mic; máy sưởi,… Tất cả những thiết bị này đều hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hoá năng lượng điện năng sang các năng lượng khác như; quang năng, động năng và nhiệt năng. Đây là ứng dụng cơ bản và phổ biến nhất của dòng điện 1 chiều đến đời sống.

– Tiếp theo, năng lượng của pin sạc điện thoại chính là sử dụng dòng điện 1 chiều, biến đổi từ dòng điện xoay chiều. Dây sạc được cắm trực tiếp vào dòng điện xoay chiều; sau đó nhờ bộ phận tích hợp chuyển đổi dòng điện mà chúng được chuyển sang dòng điện 1 chiều.

– Dòng điện 1 chiều đặc biệt chính là năng lượng mặt trời; Khi năng lượng điện thiếu hụt thì năng lượng từ thiên nhiên sẽ là giải pháp tốt nhất cho người dân. Hơn nữa, việc sử dụng năng lượng từ thiên nhiên sẽ giúp bảo vệ môi trường xung quanh.

– Định nghĩa: Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều chuyển động và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian. Lúc này, cường độ dòng điện sẽ được tính theo công thức:

I = Δq/Δt

Trong đó:

Δq: là điện lượng đi qua một tiết diện của vật dẫn (C)

Δt: là thời gian (s)

– Dòng điện không đổi vẫn được biết đến như một dòng điện 1 chiều. Tuy nhiên, trên thực tế vẫn có nhiều trường hợp đặc biệt như; dòng chỉnh lưu, dòng xung điện 1 chiều khi chúng không đổi chiều dòng điện; nhưng lại có cường độ dòng điện thay đổi theo thời gian.

– Sự khác nhau giữa dòng điện không đổi và dòng điện 1 chiều nằm ở tính chất; Dòng điện 1 chiều có chiều không đổi theo thời gian, còn dòng điện không đổi sẽ có 2 trường hợp là cường độ dòng điện thay đổi và không đổi theo thời gian.

– Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ và chiều dòng điện thay đổi theo thời gian, sự thay đổi này thường theo một chu kỳ tuần hoàn nhất định. Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng nhiều cách như biến đổi nguồn điện 1 chiều hoặc tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều. Hiện nay, các thiết bị điện dân dụng phổ biến nhất hiện nay đều sử dụng dòng điện xoay chiều. Kí hiệu của dòng điện xoay chiều là AC.

 Sự khác nhau giữa dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều:

+ Dòng điện xoay chiều có chu kỳ, tần số.

+ Dòng điện xoay chiều có thể đảo chiều còn dòng điện 1 chiều thì không thể.

+ Dòng điện xoay chiều gây nguy hiểm đến tính mạng cho con người còn dòng điện 1 chiều thì không gây nguy hiểm cho con người.

+ Nguồn cấp điện cho dòng điện xoay chiều là máy phát điện,… còn dòng điện 1 chiều là pin,…

+ Dòng điện xoay chiều có thể truyền đi xa tại những địa hình hiểm trở, hẻo lánh. Còn dòng điện 1 chiều thì không thể; bởi như vậy sẽ mất rất nhiều năng lượng và nguồn điện sử dụng cũng không được đủ. Chính vì vậy, dòng điện xoay chiều sẽ giúp việc sinh hoạt hàng ngày tại moi nơi trên tổ quốc được diễn ra bình thường.

+ Dòng điện xoay chiều có tần số là 50Hz và 60Hz, có thể đảo ngược được còn dòng điện 1 chiều chỉ có tần số là 0 nên không thể đảo chiều.

+ Trong vẽ mạch điện, dòng điện xoay chiều được biểu thị bằng các hình đa dạng như hình sin, hình tam giác, hình vuông hay hình thang. Còn dòng điện 1 chiều chỉ được biểu thị duy nhất 1 hình là đường thẳng.

Lời kết: 

Như vậy, bài viết trên đã cung cấp cho bạn đọc đầy đủ những thông tin về dòng điện; dòng điện 1 chiều. Từ đó, chúng ta có thể hiểu hơn về những kiến thức xung quanh dòng điện; những ứng dụng của dòng điện một chiều đối với đời sống con người. Hy vọng những thông tin chúng tôi cung cấp sẽ đem đến cho bạn 1 bài đọc hay và bổ ích.