Cường độ dòng điện là gì? Các công thức phải nhớ

Cường độ dòng điện là một đại lượng quen thuộc trong môn vật lý. Để giúp các bạn hiểu rõ hơn về cường độ dòng điện là gì, công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn như thế nào thì chúng tôi xin chia sẻ trong bài viết dưới đây.

Cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là gì vật lý lớp 7

Thật ra cường độ dòng điện là gì vật lý lớp 7 đã đề cập tới, tuy nhiên có vẻ lâu không xem lại khiến chúng ta bị quên mất khái niệm của cường độ dòng điện, cường độ dòng điện hiệu dụng, cường độ dòng điện cực đại là gì.

Cường độ dòng điện được biết đến là đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ mạnh hay yếu của dòng điện được biểu thị bằng số lượng các hạt điện tích chạy qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định. 

Các hạt điện tích chạy trong dây dẫn càng nhiều thì dòng điện càng mạnh, khi đó cường độ dòng điện càng lớn. Ngược lại, lượng điện tử chạy qua dây dẫn càng ít, dòng điện càng yếu thì cường độ dòng điện càng nhỏ.

Cường độ dòng điện hiệu dụng là giá trị cường độ của dòng điện xoay chiều. Cường độ dòng điện hiệu dụng là một đại lượng có giá trị bằng với cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho nếu đặt các dòng điện này cho đi qua cùng một điện trở trong cùng một khoảng thời gian khá dài thì nhiệt lượng tỏa ra từ điện trở hay công suất tiêu thụ là như nhau.

Xem thêm

• Dòng điện 1 chiều là gì? Cách đo dòng điện 1 chiều
• Hiệu điện thế là gì? Các thông tin về hiệu điện thế
• Vận tốc là gì? Các thông tin thú vị về vận tốc

Cường độ dòng điện ký hiệu là gì

Trong hệ đo lường chuẩn quốc tế SI, cường độ dòng điện ký hiệu là I.  Ampe (ký hiệu là A) là đơn vị đo của cường độ dòng điện (I). 

Cường độ dòng điện cho biết gì

Ampe là tên của nhà toán học người Pháp André Marie Ampère. Ông chính là một trong hai nhà phát minh ra điện từ trường được ứng dụng rộng rãi ngày nay và là người nghiên cứu thành công định luật Ampere. Vì vậy đơn vị đo cường độ dòng điện được lấy ký hiệu từ tên của ông.

Đơn vị đo cường độ dòng điện A là được hiểu là nhằm thể hiện giá trị một dòng điện cố định. Nếu dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song vô hạn (trong trường hợp tiết diện không đáng kể) và đặt cách nhau 1m trong chân không sẽ sinh ra một lực giữa hai dây dẫn là 2×〖10〗^(-7) (N) trên 1 mét chiều dài. 

Theo tính toán, 1 Ampe ứng với dòng chuyển động của 6,24150948 ×〖10〗^18 điện tử e (1 culông trên 1 giây) qua 1đơn vị diện tích dây dẫn. Như vậy 1A = 6,24150948 ×〖10〗^18 e = 1 C/s. Ngoài ra ta có một vài đơn vị đo cường độ dòng điện như mili ampe,kilo ampe, … cụ thể:

1A = 〖10〗^9 nA (nano ampe)

1A = 〖10〗^6 μA (micro ampe)

1A = 〖10〗^3 mA (mili ampe)

1A = 〖10〗^(-3) kA (kilo ampe)

1A = 〖10〗^(-6) MA (mega ampe)

1A = 〖10〗^(-9) GA (giga ampe)

Các công thức tính cường độ dòng điện trong vật lý

Sau đây sẽ là công thức tính cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch, mời các bạn cùng theo dõi nhé.

Công thức tính cường độ dòng điện dựa vào định luật Ôm

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn được tính bằng thương của hiệu điện thế của dòng điện đó chia cho điện trở R. Như vậy cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế và tỉ lệ nghịch với điện trở R của mạch. Công thức cụ thể: I = U/R

Trong đó:

Hiệu điện thế U có đơn vị đo là V (vôn).

Điện trở R có đơn vị đo là Ω (ôm).

Công thức cường độ dòng điện của dòng điện không đổi

Trong một mạch điện không đổi, cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn được tính bằng thương số giữa điện lượng chạy qua dây dẫn và khoảng thời gian tương ứng để chạy qua. Cụ thể: I = q / t (A)

Trong đó:

q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng của vật dẫn (đơn vị là C).

t thời gian điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s).

Công thức tính cường độ dòng điện trung bình

Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian được định nghĩa bằng thương giữa điện lượng chuyển qua bề mặt trong khoảng thời gian đó.

Công thức: I_tb = ∆Q/∆t

Cách tính cường độ dòng điện tức thời

Cường độ dòng điện tức thời là cường độ dòng điện được tính trong một khoảng thời gian cực nhỏ (khi ∆t rất bé). Như vậy công thức tính cường độ dòng điện tức thời là: I_tt = (dQ (t))/dt

Công thức tính cường độ dòng điện cực đại chính xác

Trong một mạch điện LC lí tưởng đang có giao động điện từ tự do và có tần số góc là ω. Để tính cường độ dòng điện cực đại ta tính như sau:  I_0 = q_0 x ω 

Trong đó: q_0 là điện tích cực đại của bản tụ điện.

Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

Cường độ dòng điện hiệu dụng của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức: I = I_0/√2

Trong đó: I_0   chính là ký hiệu của cường độ dòng điện cực đại.

Công thức về cường độ dòng điện bão hòa trong mạch

Cường độ dòng điện bão hòa được tính theo công thức: I = n.e

Trong đó:

n là số electron chạy trong mạch điện. 

e chính là điện tích của hạt electron, e = 1.6 x 〖10〗^(-19).

Công thức tính cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch mắc nối tiếp và song song

Trong đoạn mạch mắc n ampe kế. 

Nếu mắc nối tiếp n ampe ta có công thức: I = I_1 = I_2 = I_(3 )= … = I_n

Nếu mắc n ampe kế song song thì công thức cường độ dòng điện là: I = I_1 + I_2 + I_3 + … + I_n

Bài tập ví dụ về cường độ dòng điện

Câu 1: Trong một mạch điện kín, cường độ dòng điện cho biết gì? Tìm phát biểu đúng.

A. Vật bị nhiễm điện hay không.

B. Độ mạnh hay yếu của dòng điện qua mạch.

C. Khả năng cản trở dòng điện mạnh hay yếu của một nguồn điện.

D. Độ sáng của một bóng đèn.

=> Chọn đáp án B.

Câu 2: Đâu là nhận định sai về cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch? Một đoạn mạch có cường độ dòng điện lớn, khi đó:

A. Công suất tiêu thụ sẽ lớn.

B. Tác dụng nhiệt trên các thiết bị điện như tivi, quạt, tủ lạnh càng mạnh.

C. Tác dụng sinh lý đối với con người sẽ bị yếu hơn.

D. Bóng đèn mắc trong mạch sẽ sáng hơn.

=> Chọn đáp án C.

Câu 3: Cho một mạch điện có điện trở bằng 0.25 Ω. Biết công suất tiêu thụ của mạch là 80W. Hãy tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn trong mạch điện?

Lời giải:

Ta có: P = U x I = I^2 x R

Suy ra: I = √(P/R) = √(80/0.25) = √320 = 8√5 (A)

Thiết bị đo cường độ dòng điện là gì

Thiết bị đo cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch

Giá trị của cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch được đo bằng ampe kế. Đây là thiết bị đo chuyên dụng dùng để đo dòng điện có cường độ trong khoảng từ 100mA đến 2000A. Ngày nay, ampe kế được thiết kế hiện đại khi được trang bị thêm nhiều tính năng tiện ích hỗ trợ như là một dụng cụ vạn năng vừa đo cường độ dòng điện, vừa có thể đo được điện áp, điện trở và đo tần số.

Để có thể đo đúng giá trị của cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn chúng ta cần mắc ampe kế nối tiếp với mạch điện. Hiện nay có khá nhiều loại ampe kế được sử dụng trong thực tiễn. Tuy nhiên tùy thuộc vào cấu tạo mạch điện, vào thiết kế và loại dòng điện (một chiều hay xoay chiều) để lựa chọn thiết bị cho phù hợp.

Vừa rồi chúng ta đã cùng nhau tổng hợp lại các thông tin liên về cường độ dòng điện là gì và các công thức tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn. Hy vọng rằng bài viết này đã giúp các bạn có thêm những kiến thức vật lý hữu ích. Nếu còn thắc mắc nào muốn được giải đáp các bạn hãy để lại bình luận bên dưới chúng tôi giúp bạn ngay.