Trong chương trình học vật lý lớp 9, các đại lượng vật lý là một trong những nội dung chúng ta rất quen thuộc và khá quan trọng.
Vậy I là gì trong vật lý? Cùng tìm hiểu công thức tính cường độ dòng điện và làm một số bài tập để nắm vững kiến thức này nhé!
I là gì trong vật lý?
I trong vật lý là đại lượng biểu thị cường độ dòng điện. Nói cách khác, I là đại lượng biểu thị cường độ dòng điện.
Cường độ dòng điện được xác định bằng lượng điện tích đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
Cường độ dòng điện càng cao thì dòng điện càng mạnh. Vậy bạn đã biết chuyên ngành vật lý của I là gì chưa?
Trong những gì sau đây, hãy xem I đã đạt được thành tích như thế nào trong vật lý!
Cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện như tên gọi, hiểu đơn giản là đại lượng biểu thị cường độ dòng điện.
Nói cách khác, cường độ dòng điện đặc trưng cho lượng điện tích tương đối đi qua tiết diện của dây dẫn trong một khoảng thời gian xác định (thường là 1 giây).
Có hai loại cường độ dòng điện. Đầu tiên, dòng điện không đổi là dòng điện có giá trị bất biến theo thời gian khi đi qua vật dẫn.
Trong khi, cường độ dòng điện hiệu dụng là đại lượng có giá trị bằng cường độ dòng điện không đổi nên trong dòng điện xoay chiều, dòng điện qua cùng một điện trở có công suất hao phí như nhau.
Công thức tính cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện được tính theo một số công thức, và tùy từng trường hợp mà chúng ta áp dụng một công thức khác nhau.
Sau đây, mình sẽ chia sẻ với các bạn công thức tính cường độ dòng điện:
Công thức tính dòng điện theo định luật Ôm
i = U / R
Trong đó:
- I: Cường độ dòng điện (A).
- U: Hiệu số tiềm năng (V).
- R: Điện trở của dây dẫn (Ω).
Theo định luật Ôm, cường độ dòng điện trong mạch:
- Trong chuỗi: I = I1 = I2 =… = In.
- Kết nối song song: I = I1 + I2 +… + In.
Công thức tính dòng điện không đổi
i = q / t
Trong đó:
- q: Điện tích đi qua tiết diện dây dẫn tại thời điểm t.
Từ công thức cường độ dòng điện có thể xác định được rằng điện lượng đi qua tiết diện dây dẫn trong thời gian Δt là Δq = I.Δt.
Ta có một êlectron mang điện tích | e | = 1,6.10 đến -19 C. Phương pháp xác định số êlectron chuyển qua tiết diện của dây trong thời gian Δt như sau:
Ne = q / | e |
Đối với dòng điện nhỏ, chúng ta có thể sử dụng đơn vị miliampe (mA) và microamps (µA). Các đơn vị chuyển đổi như sau:
- 1 A = 1000 mA.
- 1A = 106μA.
- 1 mA = 10 tụ -3 A.
- 1 μA = 10 đến -6 A.
Đơn vị điện tích là milivôn (mC) hoặc vi cột (μC). Các đơn vị chuyển đổi như sau:
- 1C = 1000 mC.
- 1C = 106 μC.
- 1 mC = 10 đến -3 C.
- 1μC = 10 đến -6C.
Công thức tính dòng điện hiệu dụng
I = I0 / √2
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện.
- I0: Dòng điện cực đại.
Công thức tính dòng điện bão hòa
I = n. | E |
Trong đó:
- e: Điện tích êlectron.
Công thức tính cường độ dòng điện xoay chiều
Theo định luật hàm số sin và côsin, cường độ dòng điện xoay chiều biến thiên tuần hoàn theo thời gian nên có dạng tổng quát sau:
i = I0.cos (ωt +)
Trong đó:
- i: Dòng điện tức thời tại thời điểm t.
- I0: Dòng điện cực đại.
- cos (ωt + φ): tần số góc lệch (chu kỳ: T = 2π / ω; tần số xoay chiều F = ω / 2π).
Cách đo cường độ dòng điện
Khi chúng ta muốn đo cường độ dòng điện, việc đầu tiên là chọn loại ampe kế thích hợp, theo giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của nó.
Tiếp theo ta muốn xem kim của ampe kế thì điều chỉnh nó về không. Tiếp theo chúng ta cần vẽ sơ đồ mạch điện trên giấy và nối ampe kế với các dây dẫn.
Bước này cần hết sức cẩn thận để đấu dây một cách chính xác để dòng điện đi vào từ chân dương (+) của ampe kế và chảy ra khỏi chân âm (-) của ampe kế.
Đặc biệt chú ý ở đây vì khi nối không được nối trực tiếp chân của ampe kế vào các cực của nguồn điện. Vì điều này sẽ làm cho ampe kế bị hỏng.
Sau khi nối xong, quan sát vạch kim của ampe kế, kim chỉ vào số nào trên màn hình là cường độ dòng điện.
Bài tập ví dụ về cường độ dòng điện
Đặt một hiệu điện thế 12V và hai đầu điện trở R = 6. Để cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 1A thì phải tăng hay giảm hiệu điện thế U bao nhiêu vôn?
Áp dụng định luật ôm ta có, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn: I1 = U1/R = 12/6 = 2A
Khi cường độ dòng điện chạy qua điện trở tăng thêm 1A: I2 = I1 + 1 = 2 + 1 = 3A
Áp dụng định luật Ôm ta có: U2 = I2.R = 3.6 = 18V
Vậy hiệu điện thế U phải tăng thêm 6V
Trên đây là tất cả những gì về câu hỏi I là gì trong vật lý.
Hy vọng những kiến thức mà tôi đã chia sẻ với các bạn sẽ giúp các bạn nắm vững vật lý và công thức tính cường độ dòng điện.