Điện là một nguồn năng lượng không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt và sản xuất hiện nay. Nhưng không phải ai cũng hiểu và có kiến thức về điện. Trong bài viết này, hãy cùng DINHNGHIA.COM.VN giải đáp thắc mắc điện là gì, dòng điện là gì và đi sâu khám phá các thuật ngữ về điện nhé!
Nội dung bài viết
Điện là gì?
Điện được hiểu là sự dịch chuyển hay đứng yên của điện tích âm và điện tích dương cũng như điện trường và từ trường do chúng tạo nên. Nói một cách đơn giản, điện cũng là một tập hợp các hiện tượng vật lý đi kèm với sự có mặt và chuyển động của vật chất mang điện tích, liên quan đến sự hút hoặc đẩy nhau của các electron và nơtron. Chính quá trình hút và đẩy nhau này sẽ tạo ra năng lượng điện.
Hầu hết năng lượng điện được sản xuất chủ yếu bởi máy phát điện tại các nhà máy điện hoặc được tạo ra nhờ các nguồn năng lượng sơ cấp khác như cối xay gió. Nhưng tổng hợp lại đều có chung cách hoạt động là dùng hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hiện nay, điện được ứng dụng rất rộng rãi trong mọi hoạt động sinh hoạt, làm việc. vui chơi của con người. Tính linh hoạt của điện cho phép con người sử dụng nó để ứng dụng vào vô số lĩnh vực như giao thông, ứng dụng nhiệt, chiếu sáng, viễn thông, điện tử,… Năng lượng điện ngày nay là xương sống của xã hội công nghiệp hiện đại.
Các thuật ngữ về điện phổ biến nhất
Dòng điện là gì?
Dòng điện là dòng di chuyển có hướng của các hạt electron, ion hoặc chất điện ly. Các hạt này được gọi chung là hạt mang điện.
Ví dụ: Dòng điện là sự di chuyển của các hạt electron bên trong dây dẫn truyền của hệ thống mạch điện gia đình bạn. Nó di chuyển từ nguồn cấp như cột điện vào trong nhà và được dẫn đến các thiết bị sử dụng năng lượng điện như tivi, tủ lạnh, bóng đèn,…
Chiều dòng điện sẽ được quy ước là chiều chuyển động có hướng của các điện tích dương. Trong một mạch điện, các hạt electron điện tích âm sẽ di chuyển ngược chiều với chiều dòng điện. Có thể hiểu, dòng điện chính là sự chuyển dời theo hướng xác định của điện tích, các electron rời khỏi nguyên tử sẽ tạo thành các electron tự do dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác và khi đặt trong điện trường, điện tích sẽ chuyển động theo hướng nhất định và tạo thành dòng điện.
Hiện nay có hai dạng dòng điện được ứng dụng vào thực tế là dòng điện một chiều (ký hiệu: DC) và dòng điện xoay chiều (ký hiệu: AC).
Nguồn điện là gì?
Nguồn điện là vật có khả năng cung cấp dòng điện cho các thiết bị điện hoạt động. Mỗi nguồn điện bao gồm 2 cực là cực âm và cực dương. Nguồn điện cơ bản thường thấy như pin, ắc quy, máy phát điện hay ổ điện trong gia đình,…
Điện áp là gì?
Điện áp hay còn gọi là hiệu điện thế là sự chênh lệch của điện thế giữa 2 cực, nó là công thực hiện để di chuyển một hạt điện tích trong các trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia. Điện áp được viết tắt là V hoặc U.
Ví dụ: Bảng điện gia đình thông thường sẽ có điện thế 220V và dưới đất có điện thế là 0V, từ đó ta sẽ có bảng điện xuống đất là 220V. Hay bảng điện A có điện thế là 220V, bảng điện B có điện thế 180V, ta sẽ đo từ bảng A xuống bảng B sẽ có được mức điện áp là 40V.
Hay nói một cách tổng quát hơn, điện áp giữa hai điểm A và B của mạch (ký hiệu là UAB) xác định bởi công thức:
UAB = VA – VB = – UBA (với VA và VB là điện thế của A và B so với gốc).
Cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng chỉ sự mạnh yếu của dòng điện và số lượng điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định. Dòng điện càng mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại, dòng điện càng yếu thì cường độ dòng điện càng nhỏ.
Kí hiệu của cường độ dòng điện là I, dụng cụ đo cường độ dòng điện là ampe kế và đơn vị của cường độ dòng điện là ampe, kí hiệu là A.
Ta có công thức tính cường độ dòng điện:
Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi:
I = q / t (A)
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện không đổi (A)
- q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn ( C)
- t thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s)
Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm:
I = U / R
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện (đơn vị A)
- U là hiệu điện thế (đơn vị V)
- R là điện trở (đơn vị Ω)
Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm:
Nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In
Song song: I = I1 + I2 + … + In
Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng:
I=I0/√2
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện hiệu dụng
- I0 là cường độ dòng điện cực đại
Phân loại điện thế hệ thống thông dụng
Điện thế 1 chiều
Điện thế 1 chiều là hiệu điện thế của 2 cực đi qua mạch theo 1 chiều nhất định và cường độ dòng có thể biến thiên về độ lớn, nhưng không thay đổi về chiều.
Xác định hiệu điện thế 1 chiều bằng vôn kế 1 chiều. Các cấp hiệu điện thế 1 chiều phổ biến: 5, 9, 12, 24, 48V,…
Điện thế xoay chiều
Điện thế xoay chiều là hiệu điện thế có giá trị và chiều biến thiên theo thời gian. Các cấp hiệu điện thế xoay chiều thường là 1 pha và 3 pha.
- Hiệu điện thế xoay chiều 1 pha ở nước ta là 220V, được sử dụng cho các thiết bị điện dân dụng có công suất nhỏ. Cấu tạo điện thế xoay chiều đơn giản, chi phí vận hành thấp.
- Hiệu điện thế xoay chiều 3 pha ở nước ta là 380V, được sử dụng vận chuyển điện trong hệ thống, các thiết bị có công suất cao. Cấu tạo dòng 3 pha phức tạp hơn, hiệu suất dẫn điện cao hơn so với dòng 1 pha.
Điện thế dây pha
Điện thế dây pha là hiệu điện thế được đo ở đường dây 2 pha, mỗi pha có hiệu điện thế 220V. Hiệu điện thế giữa 2 pha sẽ bằng 220*3 = 380V.
Điện áp định mức
Điện áp định mức là hiệu điện thế cơ sở, tối đa có thể vận hành an toàn cho các thiết bị điện. Loại hiệu điện thế này thường được ghi trên các thiết bị điện, cho phép người dùng đọc hiểu được phạm vi sử dụng an toàn cho các thiết bị.
Hầu hết các nước ở Đông Nam Á đều sử dụng điện thế định mức là 220V và các nước có nền kinh tế phát triển như Nhật, Hàn quốc là 110V.
Điện thế định danh
Điện thế định danh là giá trị hiệu điện thế dùng để xác định hoặc nhận dạng hệ thống điện. Các hiệu điện thế định danh thường gặp 440V, 690V, 3.3kV, 6.6kV, 11kV,…
Điện thế tiếp xúc
Loại hiệu điện thế tiếp xúc xuất hiện khi 2 thiết bị có vỏ bọc kim loại tiếp xúc với nhau và với bộ phận nối đất. Khi đó, ở bất cứ thiết bị nào tiếp xúc với vỏ cũng đều có điện áp ở dạng đường cong.
Phân loại các cấp điện thế
Điện áp cao thế
Hiệu điện thế ở đường dây cao thế vận chuyển điện năng, có điện áp cao có thể gây nguy hiểm cho bất cứ sinh vật nào khi tiếp xúc. Một số cấp hiệu điện thế cao áp như: 66kV, 110kV 220kV,… Nguồn điện cao thế sử dụng dây trần, gắn trên cột qua các chuỗi sứ cách điện. Trụ điện cao thế được làm từ bê tông ly tâm, cột sắt thép hoặc có nơi sử dụng cột gỗ thông cao trên 18m để đảm bảo an toàn cho những người xung quanh.
Điện áp trung thế
Mức hiệu điện thế được xác định trong khoảng 15kv trở lên và thấp hơn hiệu điện áp cao thế. Đây là đường điện thế chuyển giao từ đường dây cao thế và phân phối cho đường dây hạ thế. Đường dây trung thế được sử dụng dây bọc, dây trần gắn trên trụ bằng sứ cách điện và treo trên cột bê tông ly tâm cao từ 9 – 12m.
Điện áp hạ thế
Mức hiệu điện thế hạ áp thường đạt 0.4kv trở lên đến dưới hiệu điện thế trung áp. Loại điện áp này sẽ được cấp cho các thiết bị 1 pha, 2 pha và 3 pha, được dẫn đến từng nhà và có thể tồn tại ở bất cứ vị trí nào trong nhà.
Ở mức điện hạ thế này sẽ không xảy ra hiện tượng phóng điện nhưng sẽ gây ra giật điện nếu chạm trực tiếp vào phần kim loại đang dẫn điện trong dây. Do dó đường dây này luôn được bọc kín bằng vỏ bọc cách điện, cột điện thường sử dụng cột bê tông ly tâm hoặc trụ bê tông vuông, trụ tháp sắt cao từ 5 – 8m.
Xem thêm:
- Định nghĩa máy biến áp là gì? Công suất định mức của máy biến áp?
- D.C là gì? Cấu trúc nguyên tử và Bản chất của D.C
- Định nghĩa dòng điện một chiều, dòng điện không đổi trong vật lý
Hy vọng bài viết trên đã cung cấp cho bạn những thông tin bổ ích về điện trong học tập cũng như vận dụng trong cuộc sống một cách an toàn và hiệu quả. Cảm ơn bạn đã theo dõi và hẹn gặp lại với những bài viết tiếp theo nhé!
