Dòng điện là gì? Đặc điểm, phân loại và tác dụng của dòng điện

Dòng điện là sự lưu chuyển của các hạt mang điện như electron hoặc ion qua một vật liệu dẫn điện hoặc không gian. Sau đó, điện được tạo ra và sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau, từ chiếu sáng, làm nóng, đến chạy các thiết bị điện tử phức tạp như máy tính và điện thoại di động,...

Từ thời xa xưa, con người dựa vào lửa để lấy ánh sáng, sưởi ấm và nấu nướng. Ngày nay, chỉ cần bật công tắc hoặc nhấn nút, chúng ta có điện ngay lập tức. Điều này có thể thực hiện được nhờ dòng điện. Vậy bạn có biết dòng điện là gì cũng như những bí ẩn xoay quanh nó? Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem dòng điện là gì, đặc điểm và những tác dụng của nó đã cách mạng hóa cuộc sống hiện đại như thế nào nhé!

I. Tổng quan về dòng điện

1. Dòng điện là gì?

Dòng điện là sự lưu chuyển của các hạt mang điện như electron hoặc ion, qua một vật liệu dẫn điện hoặc không gian. Đo lường dòng điện thông qua việc đánh giá tốc độ ròng của lượng điện tích di chuyển qua một bề mặt cụ thể hoặc vào một không gian kiểm soát. Các hạt này, được gọi là phần tử mang điện, có thể là các loại khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu dẫn điện. 

Độ lớn của dòng điện được đo bằng coulomb trên giây. Đơn vị SI của dòng điện là Ampe và được ký hiệu là chữ A. Ampe được định nghĩa là một coulomb điện tích di chuyển qua một điểm trong một giây. Đơn vị Ampe được sử dụng rộng rãi trong công nghệ điện và điện tử cùng với các hệ số nhân như milliamp (0,001A), microamp (0,000001A).

2. Dòng điện được sinh ra như thế nào?

Dòng điện được sinh ra như thế nào? Một ví dụ điển hình chúng ta dễ thấy nhất chính là sự hoạt động của thiên nhiên, đặc biệt là từ ánh sáng mặt trời. Quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện là cơ sở của nguồn điện mặt trời. Trong các tấm pin mặt trời, các tế bào quang điện hấp thụ ánh sáng và tạo ra dòng điện khi electron trong vật liệu dẫn điện được kích thích và di chuyển. Ngoài ra, nước chảy qua các thác nước cũng tạo ra điện năng thông qua các nhà máy thủy điện, khi năng lượng từ chuyển động của nước được chuyển đổi thành điện qua các tua bin.

Ngoài các nguồn điện tự nhiên, con người cũng đã phát triển nhiều phương pháp để tạo ra dòng điện như sử dụng máy phát điện hoặc nam châm dẫn điện giúp cuộc sống trở nên tiện nghi hơn.

3. Sự khác nhau giữa dòng điện và điện áp

	Dòng điện	Điện áp
Khái niệm	Dòng điện là sự lưu chuyển các hạt điện tích. Nói một cách đơn giản, dòng điện là tốc độ dòng điện chạy trong mạch tại một điểm cụ thể.	Điện áp, còn được gọi là suất điện động, đơn giản là năng lượng trên một đơn vị điện tích. Nói cách khác, điện áp là sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm.
Đơn vị	Ampe (A)	Vôn (V)
Dụng cụ đo lường	Dòng điện được đo bằng cách sử dụng Ampe kế	Điện áp có thể được đo bằng cách sử dụng Vôn kế
Tác dụng lên mạch điện	Dòng điện là dòng điện thực tế của các electron	Điện áp là lực truyền dòng điện qua mạch
Trường tạo ra	Dòng điện tạo ra một từ trường	Điện áp tạo ra một trường  tĩnh điện
Phụ thuộc	Dòng điện phụ thuộc vào điện trở của mạch	Điện áp không phụ thuộc vào mạch

II. Đặc điểm của dòng điện

Đặc điểm của dòng điện bao gồm các yếu tố quan trọng mà ta có thể quan sát và đo lường để hiểu rõ hơn về tính chất và ứng dụng của nó. Dưới đây là một số đặc điểm chính của dòng điện

• Điện áp: Điện áp là sức ép điện giữa hai điểm trong mạch điện, được đo bằng đơn vị vôn (V). Điện áp quyết định sức mạnh của dòng điện và khả năng làm việc của các thiết bị điện.

• Công suất: Công suất là năng lượng tiêu tốn hoặc tạo ra bởi dòng điện trong một đơn vị thời gian, được đo bằng đơn vị watt (W). Công suất biểu thị khả năng làm việc của dòng điện và là yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu suất của các thiết bị điện.

• Tần số: Tần số là số lần mà một chu kỳ hoàn chỉnh của dòng điện xoay chiều lặp lại trong một giây, được đo bằng đơn vị hertz (Hz). Tần số quyết định tốc độ và tính chất của dòng điện xoay chiều.

• Biên độ: Biên độ là biểu thị cho mức độ biến đổi của dòng điện hoặc điện áp từ trạng thái tối thiểu đến trạng thái cực đại, được đo bằng đơn vị volt cho điện áp hoặc ampere cho dòng điện.

>>> Xem thêm: Mạch điện là gì, các loại mạch điện và những lưu ý khi sử dụng

III. Dòng điện có mấy loại

1. Dòng điện một chiều (DC)

Dòng điện một chiều là loại dòng điện chỉ chạy theo một hướng duy nhất qua mạch điện do các electron di chuyển từ một điểm đến điểm khác trong mạch điện theo hướng duy nhất, từ cực dương sang cực âm của nguồn điện. Điều này tạo ra một luồng dòng điện ổn định và không thay đổi hướng.

Dòng điện một chiều thường được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong hệ thống điện tử, các thiết bị như pin và ắc quy tạo ra dòng điện một chiều để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử như đèn led, điện thoại di động và máy tính cá nhân.

Ngoài ra, dòng điện một chiều cũng được sử dụng trong việc hàn điện giúp tạo ra nhiệt năng cần thiết để nung chảy và nối các vật liệu kim loại hoặc trong điều khiển động cơ điện, dòng điện một chiều được dùng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện xoay chiều thông qua các bộ biến đổi điện từ.

2. Dòng điện xoay chiều (AC)

Dòng điện xoay chiều là một dạng dòng điện trong đó hướng chuyển động của dòng điện thay đổi theo thời gian. Trong dòng điện xoay chiều, các electron không chỉ di chuyển theo một hướng như trong dòng điện một chiều, mà chúng thay đổi hướng chuyển động liên tục theo chu kỳ.

Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra bởi các máy phát điện xoay chiều như các động cơ điện xoay chiều hoặc các máy phát điện xoay chiều tại các nhà máy điện. Trong các hệ thống điện, dòng điện xoay chiều được sử dụng để truyền tải năng lượng điện từ các trạm phát điện đến các điểm sử dụng.

Một trong những ứng dụng chính của dòng điện xoay chiều là trong việc vận hành các thiết bị điện gia dụng và công nghiệp như máy giặt, tủ lạnh, máy khoan, và máy móc công nghiệp. Trong các thiết bị này, dòng điện xoay chiều được chuyển đổi thành năng lượng cơ học để thực hiện các công việc khác nhau.

>>> Xem thêm: So sánh dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều

IV. Tác dụng của dòng điện

1. Tác dụng nhiệt của dòng điện

Tác dụng nhiệt của dòng điện có thể được quan sát rõ ràng trong các thiết bị điện tử như bóng đèn, máy sấy tóc, hoặc máy sưởi. Trong các vật liệu dẫn điện như dây kim loại, năng lượng của dòng điện được chuyển đổi thành nhiệt độ thông qua va chạm và tương tác giữa các hạt trong vật liệu, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của vật liệu và không gian xung quanh.

Ứng dụng thực tiễn của tác dụng nhiệt của dòng điện là rất đa dạng, từ việc sưởi ấm trong các hệ thống thông gió đến việc sử dụng trong quá trình hàn và gia công kim loại.

2. Tác dụng từ của dòng điện

Một hiệu ứng nổi bật khác có thể nhận thấy khi dòng điện chạy qua dây dẫn là sự hình thành từ trường. Chúng ta có thể dễ dàng quan sát thấy điều này khi đặt một la bàn gần một sợi dây mang dòng điện một chiều khá lớn và kim la bàn sẽ lệch đi. Bằng cách cuộn một sợi dây thành một cuộn dây, hiệu ứng có thể được tăng lên và có thể tạo ra một nam châm điện. Từ trường do dòng điện tạo ra được ứng dụng đặc biệt trong một số lĩnh vực quan trọng như công nghiệp, y học, nghiên cứu khoa học,...

3. Tác dụng sinh lý của dòng điện

Trong y học vật lý, việc sử dụng dòng điện để điều trị được gọi là điện châm. Các phương pháp này thường được áp dụng trong điều trị đau nhức, tăng cường tuần hoàn máu, và kích thích sự hồi phục của các mô cơ bắp và dây chằng. Ngoài ra, điện châm cũng được sử dụng trong các phương pháp điều trị về thần kinh, như điều trị đau mắt, tăng cường trí nhớ, hoặc kiểm soát cơn co giật.

4. Tác dụng hóa học của dòng điện

Khi dòng điện đi qua dung dịch, dung dịch sẽ bị ion hóa và phân hủy thành các ion. Điều này là do phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện đi qua dung dịch. Tùy thuộc vào bản chất của dung dịch và các điện cực được sử dụng, có thể quan sát thấy các tác dụng sau trong dung dịch:

• Thay đổi màu của dung dịch

• Cặn kim loại trên các điện cực

• Sự thoát khí hoặc tạo bọt trong dung dịch

Mạ điện và điện phân là những ứng dụng quan trọng của tác dụng hóa học của dòng điện.

V. Phương pháp đo dòng điện hiệu quả

Để đo dòng điện, người ta thường dùng các thiết bị đo điện chuyên dụng. Các thiết bị này được thiết kế đặc biệt để đo lường chính xác và an toàn mức độ dòng điện đang chạy qua mạch điện. Trong số các thiết bị đo hiện đại, ampe kế là một công cụ phổ biến được sử dụng, chúng cho phép người dùng đo đạc bằng cách đặt kìm vào dây dẫn và đọc kết quả trên màn hình mà không cần phải cắt mạch điện. 

Ngoài ra, đồng hồ vạn năng hay điện kế cũng là những công cụ linh hoạt giúp bạn đo lường nhiều loại dòng điện và điện áp khác nhau. 

Qua bài viết Bigmart vừa chia sẻ mong rằng bạn sẽ có thêm những thông tin hữu ích về đặc điểm, phân loại cũng như những tác dụng mà dòng điện mang lại. Hãy tiếp tục theo dõi chúng tôi để khám phá thêm nhiều bài viết thú vị và hấp dẫn khác nữa nhé.