Dòng điện. Cường độ dòng điện SVIP

1. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN

Dòng điện là sự dịch chuyển có hướng của các điện tích. Quy ước chiều dòng điện là chiều chuyển động có hướng của điện tích dương, ngược với chiều chuyển động của điện tích âm.

Chiều dịch chuyển của các điện tích dương

2. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

➤ Khái niệm cường độ dòng điện 

Điện tích dịch chuyển qua tiết diện thẳng $S$

Cường độ dòng điện là đại lượng vật lí đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện gọi, được xác định bằng điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng $S$ trong một đơn vị thời gian.

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

Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị là ampe (A).

Dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian được gọi là dòng điện không đổi:

$I=\dfrac{q}{t}$

➤ Định nghĩa đơn vị điện tích

 \(\Delta q=I\Delta t\) 

Công thức trên cho thấy ý nghĩa của đơn vị điện lượng culông: 1 culông (1 C) là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 1 s khi dòng điện không đổi có cường độ 1 A chạy qua: 

1 C = 1 A. 1 s = 1 A.s

3. VẬN TỐC TRÔI

➤ Khái niệm vận tốc trôi

Vận tốc trôi là vận tốc trung bình có hướng của các hạt tải điện (thường là electron) trong vật dẫn khi chịu tác dụng của điện trường ngoài.

Mặc dù các hạt này chuyển động hỗn loạn do va chạm liên tục, nhưng dưới tác dụng của điện trường, chúng dịch chuyển theo một phương ưu tiên, tạo nên dòng điện trong mạch.

 Electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng $S$ của dây dẫn

Trong khoảng thời gian \(\Delta t\), số electron $N$ chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn là: \(N=nSh\), với \(h=v.\Delta t\).

\(\rarr N=nSv.\Delta t\)

Trong đó: 

• \(S\) là diện tích tiết diện thẳng của dây dẫn;
• \(n\) là mật độ hạt tải điện trong dây dẫn;
• \(v\) là vận tốc trôi;
• \(e\) là độ lớn điện tích của electron.

Do vậy, điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian \(\Delta t\) là:

\(\Delta q=Ne=Snve.\Delta t\)

Theo định nghĩa cường độ dòng điện, ta suy ra cường độ dòng điện chạy ra một dây dẫn kim loại được xác định như sau:

\(I=nSve\)

Vận tốc trôi của các hạt tải điện tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn:

\(v=\dfrac{I}{nS\left|q\right|}\)