1/ Dòng điện là gì?
Theo thuyết electron các điện tích nguyên tố electron có thể dời khỏi nguyên tử để trở thành các electron tự do. Nguyên tử trung hòa mất electron sẽ trở thành ion dương, nguyên tử trung hòa nhận electron sẽ trở thành ion âm.
với 1g kim loại đồng [Cu=64] sẽ có [1/64].6,02.10$^{23 }$= 9.406.250.000.000.000.000.000 nguyên tử.
=> số electron tự do có thể có [1/64].6,02.10$^{23 }$[hạt]
Trong 1 nguyên tử đồng chứa 29 hạt proton và 29 hạt electron, theo cách sắp xếp các lớp eletron, sẽ có 1 electron ở lớp ngoài cùng liên kết yếu với hạt nhân và có thể tách khỏi nguyên tử tạo thành electron tự do [hạt mang điện tự do] có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Khi đặt trong môi trường điện môi [cách điện] các electron tự do bên trong dây đồng chuyển động hỗn loạn theo mọi hướng khác nhau nên không có dòng diện, khi đặt trong điện trường công của lực điện sẽ dịch chuyển thành dòng có hướng các eletron tự do tạo ra dòng điện.
công của lực điện sẽ dịch chuyển các electron tự do tạo thành dòng điện tích chuyển động có hướng tạo thành dòng điện chạy trong dây dẫn đồng.
Không chỉ với đồng mà hầu hết các kim loại, dòng các điện tích chuyển động có hướng bên trong kim loại dưới tác dụng của điện trường là dòng các hạt electron tự do.
Kết luận: dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích
2/ Cường độ dòng điện:Cường độ dòng điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ mạnh, yếu của dòng điện, được xác định bằng lượng điện tích [điện lượng] dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian.[/left]
\[I=\dfrac{\Delta q}{\Delta t}\]
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện [A]
- Δq: điện lượng [C]
- Δt: thời gian [s]
3/ Dòng điện không đổi:
Dòng điện không đổi có chiều và cường độ không đổi theo thời gian
\[I=\dfrac{q}{t}\]
Trong đó:
- I: cường độ dòng điện [A]
- q: điện lượng [C]
- t: thời gian [s]
- Đối với kim loại: q=n.|e| [với n là số electron tự do; e=1,6.10$^{-19 }$C]
Lưu ý: dòng điện không đổi có chiều không đổi nên còn được gọi là dòng điện 1 chiều, điều ngược lại chưa chắc đúng vì dòng 1 chiều cường độ có thể thay đổi theo thời gian.
4/ Nguồn điện:
Nguồn điện là các thiết bị có thể tạo ra dòng điện, tác dụng chính của nguồn điện tạo ra và duy trì sự trênh lệch điện thế [hiệu điện thế] giữa hai đầu mạch điện.
Khi đóng mạch [mạch kín], nguồn điện sẽ tạo ra một sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm nối vào hai cực của nguồn điện.
Sự chênh lệch điện thế giữa hai cực của nguồn điện làm cho các điện tích dương sẽ "chảy" từ nơi có điện thế cao về nơi có điện thế thấp, các điện tích âm sẽ "chảy" từ nơi có điện thế thấp về nơi có điện thế cao tạo ra dòng điện. Nếu dây dẫn bằng kim loại thì chỉ có dòng "chảy" của các eletron tự do.
Tại sao nguồn điện lại bị hết điện [hết năng lượng]?
nguồn điện luôn có hai cực là cực âm [chứa các điện tích âm]và cực dương [chứa các điện tích dương]
Khi mắc nguồn điện vào trong mạch điện có dây dẫn bẳng kim loại, dòng electron tự do chuyển động dọc theo dây dẫn đi về phía cực dương của nguồn điện kết hợp với các điện tích dương ở cực dương của nguồn điện tạo thành nguyên tử trung hòa về điện.
Cùng thời điểm đó bên trong nguồn điện tồn tại một lực sinh công dịch chuyển các điện tích âm về cực âm, các điện tích dương về cực dương tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa hai cực của nguồn điện, lực này không giống với bất kỳ lực nào đã biết nên được gọi là lực lạ.
Sau mỗi lần dịch chuyển điện tích âm từ cực dương về cực âm, nguồn điện mất dần năng lượng cho đến khi hết thì điện thế tại hai cực của nguồn điện cân bằng khi đó trong mạch cũng không còn dòng "chảy" của điện tích.
5/ Suất điện động của nguồn điện
Suất điện động của nguồn điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện [công của lực lạ], suất điện động của nguồn điện có độ lớn bằng độ chênh lệch điện thế [hiệu điện thế] giữa hai cực của nguồn điện.
Công thức tính suất điện động của nguồn điện
\[E=\dfrac{A}{q}\]
Trong đó:
- E: suất điện động của nguồn điện [V]
- A: công của nguồn điện [công của lực lạ] [J]
- q: lượng điện tích dịch chuyển qua nguồn [C]
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 11 chương dòng điện không đổi
nguồn vật lý trực tuyến[/I][/CENTER][/I][/CENTER]
| Vật lí 11 |
Dòng điện không đổi. Nguồn điện
I. Dòng điện
+ Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các điện tích. + Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do. + Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các diện tích dương [ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm]. + Các tác dụng của dòng điện : Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoá học, tác dụng cơ học, sinh lí, … + Cường độ dòng điện cho biết mức độ mạnh yếu của dòng điện. Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế. Đơn vị cường độ dòng điện là ampe [A].
II. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi
1. Cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng Dq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Dt và khoảng thời gian đó.
2. Dòng điện không đổi
- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.
- Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi:
3. Đơn vị của cường độ dòng điện và của điện lượng
- Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe [A].
- Đơn vị của điện lượng là culông [C].
1C = 1A.1s
III. Nguồn điện
+ Nguồn điện duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó.
+ Lực lạ bên trong nguồn điện: Là những lực mà bản chất không phải là lực điện. Tác dụng của lực lạ là tách và chuyển electron hoặc ion dương ra khỏi mỗi cực, tạo thành cực âm [thừa nhiều electron] và cực dương [thiếu hoặc thừa ít electron] do đó duy trì được hiệu điện thế giữa hai cực của nó.
IV. Suất điện động của nguồn điện
1. Suất điện động của nguồn điện
a] Định nghĩa
Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó.
b] Đơn vị
- Đơn vị của suất điện động trong hệ SI là vôn [V].
- Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.
- Mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện.
Dạng Bài Tập
Dạng 1: Xác định dòng điện trong một đoạn mạch theo công thức định nghĩa.
Sử dụng công thức hoặc
Dạng 2: tính công của lực lạ, điện lượng chạy qua nguồn điện hoặc công suất nguồn