Dòng điện là gì? Điều kiện tồn tại của dòng điện: đặc điểm và tác dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Dòng điện là dòng điện chuyển động. Nó có thể ở dạng phóng điện đột ngột, chẳng hạn như sét. Hoặc nó có thể là một quá trình được kiểm soát trong máy phát điện, pin, năng lượng mặt trời hoặc pin nhiên liệu. Hôm nay chúng ta sẽ xem xét khái niệm "dòng điện" và các điều kiện để tồn tại dòng điện.

Năng lượng điện

Hầu hết điện chúng ta sử dụng là dòng điện xoay chiều từ lưới điện. Nó được tạo ra bởi máy phát điện hoạt động theo định luật cảm ứng Faraday, do đó từ trường thay đổi có thể tạo ra dòng điện trong vật dẫn.

Máy phát điện có cuộn dây quay chuyển qua từ trường khi chúngVòng xoay. Khi các cuộn dây quay, chúng mở và đóng so với từ trường và tạo ra dòng điện thay đổi hướng theo mỗi lượt. Dòng điện đi qua một chu kỳ đầy đủ tiến và lùi 60 lần mỗi giây.

Máy phát điện có thể chạy bằng tuabin hơi nước được đốt nóng bằng than, khí đốt tự nhiên, dầu hoặc lò phản ứng hạt nhân. Từ máy phát điện, dòng điện chạy qua một loạt máy biến áp, tại đó điện áp của nó tăng lên. Đường kính của dây dẫn xác định lượng và cường độ dòng điện mà chúng có thể mang theo mà không bị quá nhiệt và lãng phí điện năng và điện áp chỉ bị giới hạn bởi mức độ cách điện của dây với đất.

Điều thú vị cần lưu ý là dòng điện chỉ được dẫn bởi một dây, không phải hai. Hai mặt của nó được chỉ định là tích cực và tiêu cực. Tuy nhiên, vì phân cực của dòng điện xoay chiều thay đổi 60 lần mỗi giây nên chúng có các tên gọi khác - nóng (đường dây điện trung kế) và nối đất (đi qua lòng đất để hoàn thành mạch điện).

Tại sao chúng ta cần điện?

Điện có rất nhiều công dụng: nó có thể thắp sáng ngôi nhà của bạn, giặt và phơi quần áo của bạn, nâng cửa nhà để xe của bạn, đun sôi nước trong ấm đun nước và cung cấp năng lượng cho các vật dụng khác trong nhà giúp cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Tuy nhiên, khả năng truyền tải thông tin của dòng điện ngày càng trở nên quan trọng.

Khi kết nối Internet, máy tính chỉ sử dụng một phần nhỏ dòng điện, nhưng đây là thứ mà người hiện đại không có.không thể tưởng tượng cuộc sống của anh ấy.

Khái niệm về dòng điện

Giống như dòng sông, dòng phân tử nước, dòng điện là dòng các hạt mang điện. Điều gì đã gây ra nó, và tại sao nó không luôn đi cùng một hướng? Khi bạn nghe thấy từ flow, bạn sẽ nghĩ đến điều gì? Có lẽ nó sẽ là một con sông. Đó là một liên tưởng tốt, bởi vì đó là lý do dòng điện có tên. Nó rất giống với dòng chảy của nước, chỉ thay vì các phân tử nước di chuyển dọc theo kênh, các hạt mang điện di chuyển dọc theo vật dẫn.

Trong số các điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của dòng điện, có một mục cung cấp sự hiện diện của các electron. Nguyên tử trong vật liệu dẫn điện có nhiều hạt mang điện tự do trôi nổi xung quanh và giữa các nguyên tử. Chuyển động của chúng là ngẫu nhiên, vì vậy không có dòng chảy theo bất kỳ hướng nhất định nào. Cần gì để dòng điện tồn tại?

Điều kiện tồn tại của dòng điện bao gồm sự hiện diện của hiệu điện thế. Khi tác dụng vào một vật dẫn, tất cả các electron tự do sẽ chuyển động theo cùng một hướng, tạo ra dòng điện.

Tò mò về dòng điện

Điều thú vị là khi năng lượng điện được truyền qua vật dẫn với tốc độ ánh sáng, bản thân các electron chuyển động chậm hơn nhiều. Thực tế, nếu bạn đi thong thả bên cạnh một sợi dây dẫn điện thì tốc độ của bạn sẽ nhanh hơn 100 lần so vớicác êlectron chuyển động. Điều này là do chúng không cần phải di chuyển những khoảng cách quá xa để truyền năng lượng cho nhau.

Dòng điện một chiều và xoay chiều

Ngày nay, hai loại dòng điện khác nhau được sử dụng rộng rãi - một chiều và xoay chiều. Trong trường hợp đầu tiên, các electron chuyển động theo một hướng, từ phía "âm" sang phía "dương". Dòng điện xoay chiều đẩy các electron qua lại và làm thay đổi hướng của dòng chảy vài lần trong một giây.

Máy phát điện được sử dụng trong nhà máy điện để sản xuất điện được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều. Bạn có thể không bao giờ nhận thấy rằng ánh sáng trong nhà thực sự nhấp nháy khi hướng hiện tại thay đổi, nhưng nó xảy ra quá nhanh nên mắt thường không thể nhận ra.

Điều kiện để tồn tại dòng điện một chiều là gì? Tại sao chúng ta cần cả hai loại và loại nào tốt hơn? Đây là những câu hỏi hay. Thực tế là chúng ta vẫn sử dụng cả hai loại dòng điện cho thấy rằng cả hai đều phục vụ các mục đích cụ thể. Từ thế kỷ 19 trở lại đây, rõ ràng là chỉ có thể truyền tải điện năng hiệu quả trên một khoảng cách xa giữa nhà máy điện và một ngôi nhà ở điện áp rất cao. Nhưng vấn đề là việc gửi điện áp cao thực sự cực kỳ nguy hiểm cho con người.

Giải pháp cho vấn đề này là giảm bớt căng thẳng bên ngoài nhà trước khi gửi vào trong nhà. Cho đến ngày nay, dòng điện một chiều được dùng để truyền tải lớnkhoảng cách, chủ yếu là do khả năng dễ dàng chuyển đổi sang điện áp khác.

Dòng điện hoạt động như thế nào

Điều kiện tồn tại của dòng điện bao gồm sự hiện diện của các hạt mang điện, vật dẫn và hiệu điện thế. Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về điện và phát hiện ra rằng có hai loại điện: tĩnh và dòng điện.

Nó là thứ đóng một vai trò to lớn trong cuộc sống hàng ngày của bất kỳ người nào, vì nó là dòng điện đi qua mạch. Chúng tôi sử dụng nó hàng ngày để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của mình và hơn thế nữa.

Dòng điện là gì?

Khi các điện tích lưu thông trong mạch từ nơi này đến nơi khác thì sẽ sinh ra dòng điện. Các điều kiện cho sự tồn tại của dòng điện bao gồm, ngoài các hạt mang điện, sự hiện diện của vật dẫn điện. Thông thường nó là một dây. Mạch của nó là một mạch kín, trong đó dòng điện chạy từ nguồn điện. Khi mạch điện bị hở, anh ta không thể hoàn thành cuộc hành trình. Ví dụ, khi đèn trong phòng bạn tắt, mạch điện sẽ mở, nhưng khi đóng mạch điện, đèn sáng.

Sức mạnh hiện tại

Các điều kiện tồn tại của dòng điện trong vật dẫn bị ảnh hưởng rất nhiều bởi đặc tính điện áp như công suất. Đây là thước đo lượng điện năng đang được sử dụng trong một khoảng thời gian.

Có nhiều đơn vị khác nhau có thể được sử dụng chocác biểu hiện của đặc điểm này. Tuy nhiên, công suất điện hầu như được đo bằng watt. Một watt tương đương với một jun trên giây.

Điện tích trong chuyển động

Điều kiện để tồn tại dòng điện là gì? Nó có thể ở dạng phóng điện đột ngột, chẳng hạn như tia sét hoặc tia lửa do ma sát với vải len. Tuy nhiên, thường xuyên hơn, khi chúng ta nói về dòng điện, chúng ta muốn nói đến một dạng điện được kiểm soát nhiều hơn để làm cho đèn và các thiết bị hoạt động. Phần lớn điện tích được mang bởi các electron âm và proton dương trong nguyên tử. Tuy nhiên, phần sau chủ yếu là bất động bên trong hạt nhân nguyên tử, vì vậy công việc chuyển điện tích từ nơi này sang nơi khác được thực hiện bởi các electron.

Các electron trong vật liệu dẫn điện như kim loại phần lớn tự do di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác dọc theo các vùng dẫn của chúng, đó là các quỹ đạo electron cao hơn. Một suất điện động hoặc hiệu điện thế đủ tạo ra sự mất cân bằng điện tích có thể khiến các electron chuyển động qua vật dẫn như một dòng điện.

Nếu chúng ta vẽ một phép tương tự với nước, thì hãy lấy ví dụ, một cái ống. Khi chúng ta mở một van ở một đầu để cho nước vào đường ống, chúng ta không cần phải đợi nước đó hoạt động đến hết đường ống. Chúng tôi nhận được nước ở đầu bên kia gần như ngay lập tức vì nước đến đẩy nước đã có trong đường ống. Đây là hiện tượng xảy ra khi có dòng điện trong dây.

Dòng điện: điều kiện tồn tại của dòng điện

Dòng điện thường được xem như một dòng electron. Khi hai đầu của pin được nối với nhau bằng một sợi dây kim loại thì khối lượng tích điện này chạy qua dây dẫn từ đầu này (điện cực hoặc cực) của pin sang chiều ngược lại. Vì vậy, hãy đặt tên cho các điều kiện tồn tại của dòng điện:

1. Hạt tích điện.
2. Explorer.
3. Nguồn điện áp.

Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy. Những điều kiện nào cần thiết cho sự tồn tại của dòng điện? Câu hỏi này có thể được trả lời chi tiết hơn bằng cách xem xét các đặc điểm sau:

• Hiệu điện thế (hiệu điện thế). Đây là một trong những điều kiện tiên quyết. Giữa 2 điểm phải có hiệu điện thế, nghĩa là lực đẩy do các hạt mang điện tạo ra ở một điểm phải lớn hơn lực của chúng ở điểm khác. Nguồn điện áp, như một quy luật, không xảy ra trong tự nhiên, và các electron được phân bố khá đồng đều trong môi trường. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã cố gắng phát minh ra một số loại thiết bị mà các hạt tích điện này có thể tích tụ, do đó tạo ra điện áp rất cần thiết (ví dụ: trong pin).
• Điện trở (dây dẫn). Đây là điều kiện quan trọng thứ hai cần thiết cho sự tồn tại của dòng điện. Đây là con đường mà các hạt mang điện di chuyển. Chỉ những vật liệu cho phép các electron chuyển động tự do mới đóng vai trò là chất dẫn điện. Những cái giống nhau ởnhững chất không có khả năng này được gọi là chất cách điện. Ví dụ, một dây kim loại sẽ là một chất dẫn điện tuyệt vời, trong khi vỏ bọc cao su của nó sẽ là một chất cách điện tuyệt vời.

Sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng các điều kiện xuất hiện và tồn tại của dòng điện, con người đã có thể chế ngự nguyên tố mạnh mẽ và nguy hiểm này và hướng nó vì lợi ích của nhân loại.