Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tử
kỹ thuật -75h
Giáo trình Điện
Tại mỗi điểm trong mạch điện có 1 điện thế. Hiệu điện thế giữa 2 điểm gọi là điện
áp. Như vậy điện áp giữa hai điểm A và B là:
UAB = UA – UB
Chiều điện áp là chiều từ điểm có điện thế cao đến điện thế thấp.
Đơn vị: Vơn – ký hiệu là V
Các bội và ước của Vôn:
Kilô Vơn: 1KV = 103V = 106mV
2.3. Cơng suất của dòng điện.
2.3.1. Cơng của dòng điện:
Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch AB, trong mạch có dòng điện
I chạy qua (như hình bên dưới)
Cơng làm dịch chuyển lượng điện tích q từ A đến B được tính bằng cơng thức sau:
A = U.q
Mà q = i.t A = U.I.t
Trong đó:
- q là lượng điện tích dịch chuyển (C):
Culong
- I là cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch (A):
Ampe
- U là hiệu điện thế giữa đầu đoạn mạch (V):
- t là thời gian dòng điện chạy trong đoạn mạch(s):
Volt
Giây
Vậy: Cơng của dòng điện sinh ra trong đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế
giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn
mạch đó.
Đơn vị: J(Jun) hoặc Cal(Calo) và 1J = 0,24 Cal.
2.3.2. Cơng suất của dòng điện:
- Cơng suất của dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh cơng của dòng
điện, có độ lớn bằng cơng của dòng điện sinh ra trong một giây.
Ký hiệu: P (Power)
- Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng tiêu thụ điện năng của thiết bị
điện.
P
A U .I .t
U .I
t
t
Hoặc P R.I 2
Biên soạn: Trần Văn Đạt
-3-
Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tử
kỹ thuật -75h
Hoặc P
Giáo trình Điện
U2
R
- Đơn vị: W(t)
- Bội số của W là: KW, MW. Ước của W là mW, W
1KW = 103 W; 1MW = 106W; 1mW = 10-3W ; 1W = 10-6W.
2.3.3. Điện năng trong mạch điện một chiều:
Điện năng là công suất mạch điện tiêu thụ trong một đơn vị thời gian.
Wr = P.t ( KWh )
Ví dụ: Một bóng đèn có ghi 220V – 100W
a. Giải thích ký hiệu trên.
b. Tính điện trở của bóng đèn ở trạng thái làm việc.
c. Nếu bóng đèn đặt vào điện áp U’ = 110V thì cơng suất tiêu thụ là bao nhiêu?
(giả thiết điện trở bóng đèn là khơng thay đổi).
d. Tính điện năng tiêu thụ của bóng đèn trong thời gian 1 ngày (U = 220V)?
Giải:
a. Ý nghĩa ký hiệu:
220V – 100W có nghĩa là, với điện áp làm việc 220V thì bóng đèn làm việc bình
thường, đảm bảo các tính năng kỹ thuật theo quy định của nhà sản xuất, và khi đó cơng
suất đèn tiêu thụ là 100W.
2
U dm
220 2
r
484
b. Điện trở bóng đèn:
Pdm
100
c. Cơng suất đèn tiêu thụ:
Gọi P '
U '2 110 2
25W (r không đổi)
r
484
d. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn trong 1 ngày là: (với U = 220V)
Công suất: P
U 2 220 2
100W
r
484
Điện năng Wr = P.t = 100.24 = 2400 (Wh) = 2,4 (KWh)
2.3.4. Công suất của nguồn điện:
- Cơng của nguồn điện: Là đại lượng đo bằng tích số giữa suất điện động của
nguồn điện với độ dịch chuyển điện tích.
A = E.I.t
đơn vị ( J )
- Cơng suất của nguồn điện: là công của nguồn sinh ra trong một đợn vị thời
gian, nó được đo bằng tỷ số giữa cơng của nguồn và thời gian dòng điện chạy qua trong
mạch.
Biên soạn: Trần Văn Đạt
-4-
Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tử
kỹ thuật -75h
P
Giáo trình Điện
A E.I.t
E.I
t
t
Ví dụ: Một bộ pin có suất điện động E = 6V cung cấp cho bóng đèn , có điện trở
10, dòng điện 0,4A. Tính cơng suất tiêu thụ trên điện trở trong của bộ pin và trị
số điện trở trong đó. Điện trở dây nối không đáng kể.
Giải
Công suất bộ pin:
Png = E.I = 6x0,4 = 2,4W
Công suất đèn tiêu thụ:
P = I2.r = 0,42 . 10 = 1,6W
Công suất tiêu thụ trên điện trở trong của bộ pin:
P0 = Png – 2,4 – 1,6 = 0,8W
Điện trở trong của bộ pin: r0
P0
0,8
2 5
2
I
0,4
2.3.5. Hiệu suất (): Khi sử dụng điện năng, ngòai cơng suất có ích còn có những tổn
hại vơ ích. Gọi cơng suất tiêu thụ là P và cơng suất có ích là P 1, tỷ số giữa cơng suất có
ích và cơng suất tiêu thụ là hiệu suất.
P1
P
3. Mơ hình mạch điện một chiều
3.1. Phần tử điện trở:
Điện trở là phần tử đặc trưng cho hiện tượng tiêu tán năng lượng điện từ. Quan hệ
giữa dòng điện và điện áp trên 2 cực của phần tử điện trở u = i.R, trong đó R là đại lượng
cơ bản đặc trưng cho hiện tượng tiêu tán, gọi là điện trở.
Điện trở còn được định nghĩa: Là đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện
của vật dẫn, nó phụ thuộc vào bản chất vât liệu, chiều dài dây dẫn và tiết diện ngang của
dây dẫn.
Biểu thức: R
L
S
Trong đó:
- L: Chiều dài dây dẫn (m)
- S: Tiết diện dây dẫn (mm2)
- : Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn (mm2/m)
- R: Điện trở ()
Ví dụ: Xác định điện trở của 1Km dây dẫn bằng nhơm có tiết diện 5mm 2, =
2,9.10-8(m).
Biên soạn: Trần Văn Đạt
-5-
Khoa KT Điện- Điện lạnh- Điện tử
kỹ thuật -75h
R
Giáo trình Điện
l
10 3
2,9.10 8
5,8
S
5.10 6
3.2. Phần tử điện cảm:
Là phần tử đặc trưng cho hiện tượng tích, phóng năng lượng trường từ. Quan hê
giữa dòng điện và điện áp trên phần tử điện cảm thường có dạng u L
di
, L đại lượng
dt
đặc trưng cho hiện tượng tích phóng năng lượng trường từ, gọi là điện cảm.
3.3. Phần tử điện dung:
Là phần tử đặc trưng cho hiện tượng tích, phóng năng lượng trường điện, quan
hê giữa dòng điện và điện áp trên phần tử điện dung là i C.
du
, trong đó C là đại lượng
dt
đặc trưng cho tích phóng năng lượng, gọi là điện dung.
3.4. Phần tử nguồn:
Là phần tử đặc trưng cho hiện tượng nguồn. Phần tử nguồn gồm hai loại: phần tử
nguồn áp và phần tử nguồn dòng.
- Nguồn điện áp: Nguồn điện áp đặc trưng cho khả năng tạo nên và duy trì một
điện áp trên hai cực của nguồn. Nguồn điện áp được kí hiệu như hình vẽ sau:
Nguồn điện áp còn được biểu diễn bằng một sức điện động e(t). Chiều e(t) từ nơi
điện thế thấp đến điện thế cao. Chiều điện áp theo quy ước từ điểm điện thế cao đến
điện thế thấp, vì thế chiều điện áp đầu cực nguồn ngược chiều với chiều sức điện động.
Điện áp đầu cực u(t) sẽ bằng sức điện động:
u(t) = e(t)
- Nguồn dòng điện: Nguồn dòng điện j(t) đặc trưng cho khả năng của nguồn điện
tạo nên và duy trì một dòng điện cung cấp cho mạch ngoài.
4. Các định luật của mạch điện
4.1. Định luật Ôm (Ohm).
4.1.1. Định luật Ôm cho đoạn mạch: Dòng điện trong một đoạn mạch sẽ tỉ lệ thuận với
điện áp ở 2 đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó.
Ta có: I
U
R
Trong đó: U là điện áp 2 đầu đoạn mạch (đơn vị là Vôn - V)
R là điện trở đoạn mạch (đơn vị là Ơm - Ω)
Biên soạn: Trần Văn Đạt
-6-
Đại lượng đặc trưng của nguồn điện là:
Đại lượng đặc trưng của nguồn điện là: A. cường độ dòng điện tạo được.
B. hiệu điện thế tạo được.
C. suất điện động và điện trở trong.
D. công của nguồn. Nhắc tới nguồn điện có một vài khái niệm liên quan như dòng điện, chiều của dòng điện, cường độ dòng điện,… Các bạn hãy tìm hiểu những kiến thức bổ ích về dòng điện và tham khảo các bài tập có liên quan ở bài viết dưới đây nhé.
Câu hỏi: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
B. Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện và được đo bằng điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.
C. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương
D. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm
Đáp án: D
Phát biểu không đúng là: Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích dương.
Giải thích của giáo viên Top lời giải lí do chọn đáp án D.
Từ thời xa xưa, con người đã biết đến dòng điện thông qua các hiện tượng như sấm sét khi trời mưa. Nhưng mãi đến thế kỳ XVII hay XVIII thì các thuyết về dòng điện mới được hình thành và phát triển. Tuy nhiên các thuyết này cũng chỉ giải thích các hiện tượng tự nhiên của dòng điện chứ thực ra chưa có ai áp dụng vào các ứng dụng thực tế như bây giờ.
Cho đến cuối thế kỷ XIX ở rất nhiều quốc gia sẽ có cách sử dụng các nguồn năng lượng khác nhau để khai thác làm năng lượng điện khiến cho việc dùng điện không còn nhiều khó khăn, trở ngại.
Nhắc tới nguồn điện có một vài khái niệm cần quan tâm như sau:
- Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Trong mạch điện, dòng điện được tạo ra khi có sự di chuyển của các electron trong hệ thống dây dẫn.
- Chiều của dòng điện chính là chiều chuyển động có hướng của các hạt mang điện tích dương. Trong mạch điện với dây dẫn kim loại, các electron tích điện âm dịch chuyển ngược chiều với chiều của dòng điện trong dây dẫn.
- Cường độ dòng điện là một đại lượng đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của dòng điện. Định nghĩa cường độ dòng điện là đơn vị quy ước số lượng điện tích đi qua tiết diện vật dẫn trong một đơn vị thời gian.Trong điện tử học, dòng điện là dòng chuyển động của các electron trong dây dẫn điện kim loại, trong các điện trở, hay là dòng chuyển động của các ion trong pin, hay dòng chảy của các hố điện tử trong vật liệu bán dẫn.
Như vậy ta thấy được, đáp án không đúng là D. Chiều của dòng điện được quy ước là chiều chuyển dịch của các điện tích âm
>>> Xem thêm: Cường độ dòng điện là gì?
Câu hỏi trắc nghiệm bổ sung kiến thức về Dòng điện không đổi
Câu 1: Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua
A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
B. Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
C. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
D. Tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn
Đáp án: B
Giải thích: Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật
B. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn tỉ lệ thuận với thời gian dòng điện chạy qua vật
C. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện cạy qua vật
D. Nhiệt lượng toả ra trên vật dẫn tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn
Đáp án: D
Giải thích: Nhiệt lượng toả ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật.
Câu 3: Công của nguồn điện được xác định theo công thức:
A. A = EIt
B. A = UIt
C. A = EI
D. A = UI
Đáp án: A
Công của nguồn điện được xác định theo công thức A = EIt
Câu 4: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài
A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch
B. Tăng khi cường độ dòng điện trong mạch tăng
C. Giảm khi cường độ dòng điện trong mạch tăng
D. Tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong mạch
Đáp án: C
Qua bài viết trên, các bạn đã biết được những kiến thức cơ bản về nguồn điện, dòng điện và một số khái niệm liên quan. Chúng tôi hi vọng những kiến thức do giáo viên Top lời giải tổng hợp và biên soạn sẽ là những tài liệu học tập hữu ích cho các bạn, chúc các bạn học tốt.
| 
