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?
Định nghĩa: Giá trị lớn nhất mà đại lượng xoay chiều đạt được trong một chu kỳ được gọi là giá trị P eak của nó . Nó còn được gọi là giá trị lớn nhất hoặc biên độ hoặc giá trị đỉnh. Đại lượng xoay chiều hình sin nhận được giá trị đỉnh của nó ở góc 90 độ như thể hiện trong hình bên dưới.
Giá trị đỉnh của hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều lần lượt được biểu diễn bằng E m và I m .
Giá trị trung bình
Định nghĩa: Giá trị trung bình của tất cả các giá trị tức thời của điện áp xoay chiều và cường độ dòng điện trong một chu kỳ hoàn chỉnh được gọi là Giá trị trung bình.
Nếu chúng ta coi các sóng đối xứng giống như dạng sóng hình sin hoặc dạng sóng điện áp, thì nửa chu kỳ dương sẽ chính xác bằng nửa chu kỳ âm. Do đó, giá trị trung bình trong một chu kỳ hoàn chỉnh sẽ bằng không .
Công việc được thực hiện theo cả chu kỳ dương và âm và do đó giá trị trung bình được xác định mà không cần xem xét các dấu hiệu.
Vì vậy, nửa chu kỳ dương duy nhất được coi là để xác định giá trị trung bình của các đại lượng xen kẽ của sóng hình sin. Hãy để chúng tôi lấy một ví dụ để hiểu nó.
Chia nửa chu kỳ dương thành [ n ] số phần bằng nhau như trong hình trên
Gọi i 1 , i 2 , i 3 …… .. i n là các bậc giữa
Giá trị trung bình của I av hiện tại = giá trị trung bình của giá trị trung bình
Giá trị RMS
Định nghĩa: Dòng điện ổn định khi chạy qua một điện trở có điện trở đã biết trong một khoảng thời gian nhất định thì một nhiệt lượng như nhau do dòng điện xoay chiều sinh ra khi chạy qua cùng một điện trở trong cùng một khoảng thời gian được gọi là RMS hoặc giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
Nói cách khác, giá trị RMS được định nghĩa là căn bậc hai của bình phương các giá trị tức thời.
Gọi I là dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở R trong thời gian t giây, nhiệt lượng này bằng nhiệt lượng do dòng điện một chiều tỏa ra [I eff ]. Cơ sở của một thay đổi được chia thành n phần bằng nhau để mỗi khoảng thời gian là t / n giây như thể hiện trong hình dưới đây.
Gọi i 1 , i 2 , i 3 , ……… ..là các bậc giữa
Khi đó, nhiệt lượng sinh ra trong
Vì Ieff được coi là giá trị hiệu dụng của dòng điện này nên tổng nhiệt do dòng điện này tỏa ra sẽ là
Bây giờ, cân bằng phương trình [1] và [2], chúng ta sẽ nhận được
I eff = căn bậc hai của bình phương các giá trị tức thời = giá trị RMS
Root Mean Square là giá trị thực tế của đại lượng xoay chiều cho chúng ta biết khả năng truyền năng lượng của nguồn xoay chiều.
Ampe kế ghi giá trị RMS của dòng điện xoay chiều và vôn kế ghi giá trị bình phương căn bậc hai [RMS] của điện áp xoay chiều. Nguồn điện xoay chiều một pha trong nước là 230 V, 50 hertz, trong đó 230 V là giá trị RMS của điện áp xoay chiều.
Các giá trị của điện áp và hệ thống dòng điện trong mạch một chiều là không đổi, vì vậy không có vấn đề gì khi đánh giá cường độ của chúng, nhưng trong hệ thống xoay chiều, điện áp và dòng điện xoay chiều thay đổi theo thời gian và do đó cần phải đánh giá cường độ của chúng .
Ba cách sau [giá trị đỉnh, giá trị trung bình và giá trị RMS] được đưa ra ở trên được áp dụng để biểu thị cường độ của điện áp và dòng điện.