Cường độ dòng điện SVIP

I. CHUYỂN ĐỘNG CÓ HƯỚNG CỦA HẠT MANG ĐIỆN

Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.

1. Hạt mang điện chuyển động trong kim loại

Chiều dòng điện được quy ước là chiều từ cực dương của nguồn qua dây dẫn đến cực âm.

Dây dẫn kim loại khi nối với nguồn điện sẽ có dòng diện chạy qua

Bên trong kim loại có các electron dẫn chuyển động hỗn loạn và các ion dương dao động quanh vị trí cân bằng. Khi chưa có điện trường ngoài, electron không tạo ra dòng điện. Khi nối với nguồn điện, lực điện trường làm electron vừa chuyển động hỗn loạn vừa dịch chuyển có hướng từ cực âm sang cực dương, tạo ra dòng điện.

Các electron dẫn trong kim loại chuyển động có hướng giữa các ion dương dao động quanh vị trí cân bằng cố định

2. Hạt mang điện chuyển động trong dung dịch chất điện phân

Dòng điện có thể chạy qua các chất điện phân (dung dịch muối, acid, base,...). Trong dung dịch, ion dương và ion âm chuyển động thành dòng ngược chiều nhau.

Ion dương và ion âm chuyển động thành dòng ngược chiều nhau và đều góp phần tạo thành dòng điện trong dung dịch

II. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

1. Tác dụng mạnh yếu của dòng điện

Dòng điện có thể gây ra tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng hóa học, tác dụng từ và tác dụng sinh lí.

Tác dụng nhiệt

Tác dụng phát sáng

Tác dụng từ

Tác dụng sinh lí

Ngoài đơn vị ampe, cường độ dòng điện nhỏ còn được đo bằng đơn vị miliampe (mA) hoặc microampe (μA). Trong đó:

1 mA = 10^-3 A; 1 μA = 10^-6 A

2. Định nghĩa cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện được xác định bằng điện lượng (lượng điện tích) chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian:

\(I=\dfrac{\Delta q}{\Delta t}\)

Trong đó:

• $I$ là cường độ dòng điện, đơn vị là ampe (A).
• \(\Delta q\) là điện lượng, đơn vị là culông (C) với 1 C = 1 A.s.
• \(\Delta t\) là thời gian, đơn vị là giây (s).

Từ công thức trên, suy ra: \(\Delta q=I\Delta t\).

→ 1 culông là tổng điện lượng của các hạt mang điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1 s bởi dòng điện có cường độ 1 A.

3. Tốc độ dịch chuyển có hướng của hạt mang điện

Mô hình hạt mang điện có điện tích $e$, dịch chuyển có hướng với tốc độ $v$ trong dây dẫn có chiều dài $l$ và tiết diện thẳng $S$, tạo ra dòng điện có cường độ $I$

Biểu thức xác định cường độ dòng điện:

\(I=Snve\)

Trong đó: 

• \(S\) là diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn, đơn vị m².
• \(n\) là mật độ hạt mang điện, đơn vị m^-3.
• \(v\) là tốc độ dịch chuyển có hướng của electron, đơn vị m/s.
• \(e\) là độ lớn điện tích của electron, \(e=1,6.10^{-19}\) C.

→ Tốc độ dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện được xác định bằng biểu thức: \(v=\frac{I}{Sne}\).