Tiếng ViệtHiệu điện thế là gì? Công thức tính và mối quan hệ giữa U và I | AME Group
Hiệu điện thế là gì?
Trước tiên hãy cùng chúng tôi tìm hiểu hiệu điện thế là gì. Hiệu điện thế hay điện áp là sự chênh lệch về điện thế giữa 2 cực của 1 nguồn điện. Hiệu điện thế giữa 2 điểm trong điện trường tĩnh là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó.
Đây là đại lượng đặc trưng có lực điện hay nguồn năng lượng, hoặc sự mất đi, sử dụng hoặc năng lượng lưu trữ (giảm thế). Hiệu điện thế có thể được sinh ra bởi các điện trường tĩnh, dòng điện chạy qua từ trường, các từ trường thay đổi theo thời gian hoặc sự kết hợp của 3 nguồn trên.
Đơn vị hiệu điện thế
Đơn vị là đơn vị của điện thế: V (vôn), kV (kilovôn), mV (mili vôn), …, quy đổi các đơn vị này cụ thể như sau:
- 1mV = 0.001V = 10-3V
- 1kV = 1000V = 103 V
Tuy nhiên, cần lưu ý số vôn ghi trên mỗi nguồn điện là giá trị của hiệu điện thế giữa 2 cực của nó khi chưa mắc vào mạch điện.
Ký hiệu của hiệu điện thế
Hiệu điện thế được ký hiệu là ∆U hoặc ∆V, thường được viết đơn giản là U hoặc V. Trong sơ đồ mạch điện, nó được ký hiệu như sau để biểu diễn giúp đọc mạch điện dễ dàng:
Ký hiệu của hiệu điện thế
Dụng cụ đo hiệu điện thế
Để đo độ chênh lệch điện áp giữa 2 đầu mạch điện, người ta sử dụng Vôn kế – thiết bị đo hiệu điện thế. Nó cho phép đo chính xác được sự mất đi, tồn tạo và lưu trữ của điện áp giữa 2 đầu dây. Thiết bị cho kết quả có tính chính xác cao, luôn ở thông số chuẩn nhất.
Vôn kế sử dụng đo hiệu điện thế
Công thức tính hiệu điện thế
Sau khi hiểu rõ được khái niệm hiệu điện thế là gì, hãy cùng AME Group tìm hiểu về công thức tính đại lượng này nhé!
Công thức cơ bản
U= I.R
Trong đó:
- I: Cường độ dòng điện (A)
- R: Điện trở của vật dẫn (Ω)
- U: Hiệu điện thế (V)
Dựa vào bản chất suy ra từ công thức trên thì ta có thể thấy rằng:
U12 = V1 – V2
Công thức 2
Hiệu điện thế giữa 2 điểm có trong điện trường là đại lượng đặt trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường nếu khi có 1 điện tích bất kỳ di chuyển giữa 2 điểm đó. Công thức tính như sau:
UMN = VM – VN = AMN. q.AMN. q
Lưu ý:
- Hiệu điện thế là đại lượng vô hướng nên có thể mang giá trị âm hoặc dương
- Hiệu điện thế tại M và N có giá trị xác định, đối với hiệu điện thế tại 1 điểm trong điện trường mang giá trị phụ thuộc vào vị trí được chọn làm gốc điện thế
- Trong điện trường, nếu vecto có cường độ điện trường theo hướng từ nơi điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.
Công thức 3
Sự chênh lệch điện thế giữa 2 điểm M, N thể hiện đặc trưng cho khả năng sinh công của lựa điện trong sự di chuyển của điện tích từ M đến N. Ta có công thức tính như sau:
UMN = VM – VN = AMN/q
Trong đó:
- UMN : Hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N
- VM : Điện áp tại điểm M
- VN : Điện áp tại điểm N
- q: Điện tích q
- AMN : Công của lực tác dụng lên điện tích q
Công thức tính hiệu điện thế
Hiệu điện thế được sinh ra như thế nào
Trên thực tế, có rất nhiều nguồn có thể sinh ra các hiệu điện thế tương ứng. Sau đây là các nguồn sinh hiệu điện thế gồm:
- Trường tĩnh điện
- Dòng điện chạy qua từ trường
- Trường từ thay đổi theo thời gian
Mối quan hệ của hiệu điện thế và cường độ dòng điện
Mối quan hệ giữa hiệu điện thế U và cường độ dòng điện I rất mật thiết với nhau, nó được chứng minh qua công thức tính tổng quát U = I.R. Vậy cường độ dòng điện lớn thì hiệu điện thế càng lớn.
- Cường độ dòng điện I được tạo ra bởi 1 điện áp nhất định, điện áp tạo nên cường độ dòng điện.
- Trong 1 điện trường thì chắc chắn phải có điện áp và không nhất định phải có cường độ dòng điện khi đã có điện áp.
- Hiệu điện thế với cường độ dòng điện có mối quan hệ mật thiết với nhau giúp tạo nên dòng điện tương ứng phục vụ cho các mục đích khác nhau của con người từ sinh hoạt đến sản xuất.
Sự khác nhau và cách phân biệt U – I
Cường độ dòng điện I và hiệu điện thế U là 2 khái niệm hoàn toàn khác nhau. Tuy nhiên để giúp bạn phân biệt điểm khác nhau cũng như phân biệt 2 đại lượng này dễ dàng, chúng tôi xin cung cấp các thông tin chi tiết như sau:
| Hiệu điện thế | Cường độ dòng điện | |
| Điểm chung | Đều sử dụng để mô tả cách các dòng electron hoạt động | |
| Điểm khác nhau | Sự khác biệt dòng điện ở hai điểm | Tốc độ của dòng điện khi di chuyển từ điểm này qua điểm kia. |
| Đơn vị tính | Vôn, kí hiệu là V. | Ampe, kí hiệu là A. |
| Kí hiệu | U | I |
Tóm lại, với các thông tin trên đây phần nào cũng đã giúp bạn hiểu hơn hiệu điện thế là gì, mối tương quan giữa đại lượng này với cường độ dòng điện. Quý vị hãy tiếp tục theo dõi AME Group trong các bài viết tiếp theo để có được các kiến thức hữu ích nhất về lĩnh vực điện nhé!