Cường độ dòng điện được nhắc nhiều trong môn Vật lý, vậy bạn đã hiểu rõ cường độ dòng điện là gì? Công thức tính cường độ dòng điện như thế nào chưa? Hãy cùng VietChem xem chi tiết trong bài viết này nhé!
Định nghĩa cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện cho biết gì?
Cường độ dòng điện [CĐDĐ] là số lượng tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian, đây là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh và độ yếu của dòng điện. Một dòng điện càng mạnh thì CĐDĐ càng lớn và ngược lại.
Cường độ dòng điện trung bình ở một khoảng thời gian là thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét.
Ký hiệu cường độ dòng điện là gì?
I là ký hiệu được dùng nhiều trong vật lý
Ký hiệu cường độ dòng điện là I, I này là trong hệ SI đây là tên gọi của một nhà vật lý học và toán học người pháp André Marie Ampère. Kí hiệu này được sử dụng trong Vật lý và trong công thức tính cường độ dòng điện.
André Marie Ampère là một trong những nhà phát minh ra từ trường và phát biểu thành định luật Ampere, chính vì thế đơn vị đo cường độ dòng điện được lấy tên ông.
Hiểu rõ hơn về cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở
Đơn vị đo cường độ dòng điện là gì?
- CĐDĐ có đơn vị đo là ampe, kí hiệu là A.
- 1 ampe tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948
- Dụng cụ đo cường độ là gì - Là ampe kế
>>> Quang phổ là gì? Các loại quang phổ liên tục, vạch phát xạ
Công thức tính cường độ dòng điện
Trong vật lý, cường độ dòng điện được đo bằng nhiều công thức, tùy vào từng trường hợp mà bạn vận dụng các công thức khác nhau
1. Cường độ dòng điện trung bình
Itb=ΔQ/Δt
Trong đó:
- Itb là kí hiệu của cường độ dòng điện trung bình đơn bị [A]
- Δt là kí hiệu của một khoảng thời gian được xét nhỏ
- ΔQ là điện lượng được xét trong khoảng thời gian Δt
Cường độ tức thời được tính theo công thức:
I = dQ/ dt
Hoặc
I=P:U
Trong đó:
- P là công suất tiêu thụ của thiết bị điện
- U là hiệu điện thế
Công thức khác:
I = dQ/ dt
Hoặc
U = I.R
Trong đó:
- U là hiệu điện thế, đơn vị U
- R là điện trở, đơn vị ôm
2. Cường độ dòng điện hiệu dụng
Ngoài các công thức trên, trong vật lý còn có thêm các công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng. Đây là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi.
I=U/R
Trong đó:
- U là hiệu điện thế
- R là điện trở
3. Cường độ dòng điện cực đại
I0 = I. √2
Trong đó:
- I0 là cường độ dòng điện cực đại
4. Cường độ dòng điện bão hòa
I=n.e
Trong đó:
5. Cường độ dòng điện 3 pha
I = P/[√3 x U x coshi x hiệu suất]
Trong đó:
- P là công suất động cơ
- U là điện áp sử dụng
>>> Áp suất thẩm thấu là gì? Ý nghĩa và ứng dụng áp suất thẩm thấu
Công thức tính cường độ dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là dòng có chiều và cường độ biến đổi tuần hoàn theo chu kỳ thời gian nhất định. Loại dòng điện này thường được tạo ra từ máy phát điện xoay chiều hoặc có biến đổi qua lại nhờ những mạch điện đặc thù
P=U.I.cosα
Trong đó
- P là công suất
- U là điện áp
- α là góc lệch pha giữa U và I
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều là khoảng thời gian mà điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ, được tính bằng giây [s] và kí hiệu là T.
Tần số dòng điện xoay chiều kí hiệu là F, là số lần lặp lại trạng thái cũ dòng điện xoay chiều trong một giây.
F=1/T
Công thức tính dòng điện 1 chiều
Dòng điện xoay chiều
Dòng điện một chiều là dòng chuyển dời đồng hướng của các hạt mang điện trong môi trường dẫn điện như dây dẫn. Viết tắt là 1C hoặc DC
Đây là dòng điện được tạo ra từ các nguồn như pin, tế bào năng lượng mặt trời. Dòng điện này có thể di chuyển trong vật dẫn như dây điện hoặc trong các vật liệu bán dẫn, vật liệu cách điện hay môi trường chân không.
Công thức:
I=U/R
Trong đó:
- U là điện áp 2 đầu đoạn mạnh
- R là điện trở đoạn mạch
>>> Grayscale là gì? Tại sao nên sử dụng thước xám Grayscale?
Bài tập cách tính cường độ dòng điện có lời giải
Bài 1:
Tiến hành mắc tụ điện có điện dụng 2μF vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220V và tần số 50 Hz. Hỏi cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là bao nhiêu?
Lời giải:
Tần số góc: ω = 2πf = 100π rad/s.
Dung kháng: Zc = 1/ωC = 1/ 100π.2.10-6 = 5000/π [Ω]
Bởi vì mạch chỉ có tụ điện nên cường độ dòng điện hiệu dụng được tính theo công thức:
I = U/Zc = 220: 5000/π ≈ 0.14 A
Đáp án: 0.14 A
Bài 2:
Tiến hành đặt một điện áp xoay chiều u = 220√2cos[100πt] V vào hai đầu đoạn mạch RLC mắc nối tiếp có điện trở R= 110Ω, L và C có thể thay đổi được. Hỏi, khi hệ số công suất của đoạn mạch đạt giá trị cực đại thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch đó là bao nhiêu?
Lời giải:
Thay đổi L và C để hệ số công suất cực đại sẽ tạo ra hiện tượng cộng hưởng, lúc này Cos φ = U²/R = 440 W.
Hy vọng rằng với những chia sẻ vừa rồi về cường độ dòng điện là gì và các công thức tính sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn và ứng dụng vào việc giải bài tập một cách hiệu quả nhất nhé. Truy cập website hoachat.com.vn để xem thêm nhiều công thức khác.
Tìm kiếm liên quan:
- Dòng điện là gì
- Hiệu điện thế là gì
- Cường độ dòng điện cho biết gì?
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vậy đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì Cường độ dòng điện và Hiệu điện thế trên đoạn mạch song song này được tính thế nào?
I. Cường độ dòng diện và Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song
1. Trong đoạn mạch gồm 2 bóng đèn mắc Song song [nội dung Vật lý lớp 7] thì:
- cường độ dòng điện [I] chạy qua mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy qua các mạch nhánh [mạch rẽ]: I=I1+I2.
- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa 2 đầu mối mạch nhánh [mạch rẽ]: U=U1=U2.
2. Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song
* Câu C1 trang 14 SGK Vật Lý 9: Quan sát sơ đồ mạch điện như hình 5.1 [SGK] và cho biết các điện trở R1, R2 được mắc với nhau như thế nào. Nêu vai trò của vôn kế và ampe kế trong sơ đồ đó.
* Hướng dẫn giải Câu C1 trang 14 SGK Vật Lý 9:
° Sơ đồ mạch điện hình 5.1 SGK cho biết:
- R1 được mắc song song với R2. Ampe kế đo cường độ dòng điện chạy trong mạch chính.
- Vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở, đồng thời là hiệu điện thế của cả - mạch.
* Câu C2 trang 14 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh rằng đối với một đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở đó:
* Hướng dẫn giải câu C2 [trang 14 SGK Vật Lý 9]:
- Ta có: U1 = I1R1 và U2 = I2R2.
- Mạt khác, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: U = U1 = U2
⇒ U = I1R1 = I2R2
II. Điện trở tương đương trong mạch điện song song
1. Điện trở tương đương
- Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở R1 , R2 mắc song song là:
* Câu C3 trang 15 SGK Vật Lý 9: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc song song là:
* Hướng dẫn giải câu C3 trang 14 SGK Vật Lý 9:
- Ta có:
- Mặt khác, đối với mạch mắc song song: I = I1 + I2, nên:
- Lại có, đối với mạch mắc song song: U = U1 = U2, nên:
2. Kết luận:
- Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của các điện trở thành phần.
- Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỉ lệ ngịch với điện trở đó:
• Lưu ý:
- Vôn kế có điện trở R rất lớn so với điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể, do đó khi tính điện trở tương đương của đoạn mạch này có thể bỏ qua số hạng [1/Rv].
III. Vận dụng tính Cường độ dòng điện, Hiệu điện thế, Điện trở trong mạch điện song song
* Câu C4 trang 15 SGK Vật Lý 9: Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế định mức 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Mỗi đồ dùng đều có công tắc và cầu chì bảo vệ riêng.
- Đèn và quạt được mắc thế nào vào nguồn để chúng hoạt động bình thường?
- Vẽ sơ đồ mạch điện đó. Cho kí hiêu sơ đồ của quạt điện là: —[M]—
- Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao?
* Hướng dẫn giải Câu C4 trang 15 SGK Vật Lý 9:
- Đèn và quạt được mắc song song vào nguồn 220V để chúng hoạt động bình thường.
- Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động vì quạt vẫn được mắc vào hiệu điện thế đã cho.
* Câu C5 trang 16 SGK Vật Lý 9: Cho hai điện trở R1 = R2= 30Ω được mắc như sơ đồ hình 5.2a [SGK].
- Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó.
- Nếu mắc thêm một điện trở R3 = 30Ω vào đoạn mạch trên [hình 5.2b SGK] thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu?
- So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần
* Hướng dẫn giải câu C5 trang 16 SGK Vật Lý 9:
- Ta có:
- Điện trở tương đường của đoạn mạch là:
⇒ Điện trở tương đương Rtđ nhở hơn mỗi điện trở thành phần.
Cường độ dòng điện [I], Hiệu điện thế [U] và Điện trở [R] trong mạch điện song song - Vật lý 9 bài 5 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.