Dòng điện là gì? Nguyên lý hoạt động của dòng điện

Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện. Trong các mạch điện, dòng điện tạo ra do sự chuyển dịch của các electron dọc theo dây dẫn. Cùng chúng tôi tìm hiểu sâu hơn về định nghĩa dòng điện cũng như những khái niệm liên quan qua bài viết dưới đây bạn nhé!

Nguồn gốc của điện hay dòng điện

Từ thời xa xưa hay thời cổ đại, con người đã biết đến dòng điện thông qua các hiện tượng tự nhiên như sấm chớp, các luồng sét khi trời mưa. Tuy nhiên mãi đến thế kỷ 17 và 18 thì các lý thuyết về điện mới được hình thành và phát triển. Trong thời gian này hầu như các kiến thức chỉ là để giải thích hiện tượng tự nhiên của dòng điện chứ thực ra cũng chẳng một ai có thể áp dụng vào các ứng dụng thực tế như bây giờ.

Mãi đến cuối thế kỷ 19 cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp năng lượng, trong đó có cả ngành công nghiệp điện. Và từ đây dòng điện bắt đầu được khai thác và ứng dụng sâu vào trong đời sống và sản xuất của chúng ta đến tận bây giờ. Chính vì dòng điện có khá nhiều tính linh hoạt nên cho phép con người có thể áp dụng chúng trong hầu hết các lĩnh vực đời sống từ ẩm thực, giao thông, kinh tế, xây dựng, giáo dục,…Và hơn thế nữa ngành công nghiệp năng lượng hiện nay dường như là ngành xương sống cho một thế giới hiện đại.

Dòng điện là gì ?

Có thể nói dòng điện là các dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện thường là các electron. Trong các mạch điện mà chúng ta đang sử dụng hiện nay thì cũng được xem là dòng điện. Vì chúng cũng là dòng electron di chuyển và có hướng theo dây dẫn mà đi qua các thiết bị tiêu thụ điện để phục vụ nhu cầu của con người. Dòng điện thường được các nhà khoa học quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích dương. Khi đó trong mạch điện có dây dẫn kim loại, electron là các hạt mang điện, dòng electron có độ lớn bằng với độ lớn của dòng điện và có chiều ngược với chiều của dòng điện trong mạch.

Trong các loại vật liệu dẫn, các hạt tích điện có khả năng dịch chuyển tạo ra dòng điện được gọi là các hạt mang điện. Trong vật liệu kim loại, chất dẫn điện phổ biến nhất là các hạt nhân tích điện dương không thể dịch chuyển, chỉ có các electron tích điện âm có khả năng di chuyển tự do trong vùng dẫn. Do đó, trong kim loại các electron là các hạt mang điện. Trong các vật liệu dẫn khác, ví dụ như các chất bán dẫn, hạt mang điện có thể tích điện dương hay âm phụ thuộc vào chất pha. Hạt mang điện âm và dương có thể cùng lúc xuất hiện trong vật liệu, ví dụ như trong dung dịch điện ly ở các pin điện hóa.

Cường độ dòng điện là gì ?

Nhắc tới dòng điện chúng ta sẽ có thêm khái niệm cường độ dòng điện. Cường độ của dòng điện khi chạy qua một bề mặt sẽ được định nghĩa là lượng điện tích đi qua bề mặt đó trong một đơn vị thời gian nhất định.

Chúng ta cũng có công thức về cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian. Nó được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian mà chúng ta đang xét.

Một số đặc điểm của điện một chiều

Có chiều không thay đổi trong quá trình truyền dẫn.

Được truyền từ dương sang âm, từ nơi có điện thế cao xuống nơi có điện thế thấp.

Thường được tạo ra từ pin, năng lượng mặt trời hay các loại ác, máy phát điện,…

Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và cường độ thay đổi liên tục theo thời gian. Thông thường sự thay đổi của dòng điện trong quá trình truyền sẽ có tính chu kì theo biên dạng hình sin. Chúng thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc là được biến đổi từ nguồn điện một chiều. Có kí hiệu là AC theo tiếng anh (nghĩa là Alternating Current)

Các lợi ích mà dòng điện mang lại

Có thể vấn đề này mình không cần đề cập thì các bạn cũng có thể hình dung ra được đúng không nào. Để thế giới có thể phát triển về khoa học – kỹ thuật hay các lĩnh vực khác thì điện dường như đóng vai trò chủ đạo. Cũng giống như là vai trò của nước đối với sự sống thì điện có vai trò trong việc phát triển một thế giới mới của thời đại 4.0.

Tuy nhiên mình cũng xin chia sẻ thêm về các lợi ích ít được biết đến của dòng điện để các bạn có thể tham khảo. Cụ thể là với lượng điện cần thiết để có thể mang lại mặt tốt cho con người, chúng ta hoàn toàn có thể dùng chúng cho việc chữa bệnh. Dòng điện có các tác dụng sinh lý như:

- Chúng có khả năng làm giảm các ngưỡng kích thích của các sợi cơ trong cơ thể chúng ta.

- Làm giảm tính đáp ứng của các giây thần kinh tủy sống truyền lên não. Điều này có ý nghĩa trong việc gây tê giảm đau trong phẫu thuật.

- Giúp tăng cường khả năng dinh dưỡng của một số vùng có dòng điện chạy qua.

Các nguy hại từ dòng điện

Có thể nói dòng điện đi qua cơ thể con người phần lớn đều không tốt. Các mối nguy hiểm sẽ phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua cơ thể chúng ta. Ứng với từng mức cường độ cụ thể mà sẽ xảy ra các hiện tượng và hệ lụy khác nhau. Tuy nhiên các bạn có thể tham khảo một số số liệu mà các nhà nghiên cứu đã thu thập được trong quá trình thực nghiệm.

Các triệu chứng khi bị điện giật

·         1 mA: Sẽ gây ra cảm giác đau nhói tại chỗ tiếp xúc với dòng điện.

·         5 mA: sẽ gây cho chúng ta cảm giác bị giật nhẹ.

·         50 – 150 mA: mức này có thể gây chết người thông qua các tác động phân hủy cơ và suy thận.

·         1 – 4 A: Khi ở mức này tim chúng ta sẽ bị loạn nhịp dẫn đến việc lưu thông máu bị rối loạn.

·         10 A: Đây là mức nguy hiểm có thể dẫn đến chết người trong thời gian ngắn. Chính vì thế các cầu chì hay các câu giao chống giật trong gia đình thường được thiết kế theo mức 10A để đảm bảo an toàn.

Tuy nhiên dòng điện sẽ không đi qua cơ thể chúng ta một cách toàn diện. Chúng sẽ phụ thuộc vào mức điện trở của cơ thể cũng như vào cách thức mà chúng ta tiếp xúc với nguồn điện. Và các bạn cũng có thể suy ra từ định luật Ohm để có thể giải thích cho hiện tượng này.

Điều kiện tiếp xúc quyết định điện trở

·         Chạm tay vào dây điện: 40.000 – 1.000.000 ohm (khô ráo) và 4.000 – 15.000 ohm (ẩm ướt)

·         Cầm dây điện: 15.000 – 50.000 ohm (khô ráo) và 3.000 – 5.000 ohm (ẩm ướt)

·         Cầm vào ống nước: 5.000 – 10.000 ohm (khô ráo) và 1.000 – 3.000 ohm (ẩm ướt)

·         Chạm bàn tay vào đường dây điện: 3.000 – 8.000 ohm (khô ráo) và 1.000 – 2.000 ohm (ẩm ướt)

·         Khi ta nắm chặt một tay vào ống nước: 1.000 – 3.000 ohm (khô ráo) và 500 – 1.500 ohm (ẩm ướt)

·         Khi ta nắm chặt cả hai tay vào ống nước: 500 – 1.500 ohm (khô ráo) và 250 – 750 ohm (ẩm ướt)

·         Khi ta nhúng tay vào chất lỏng dẫn điện tốt: 200 – 500 ohm (ẩm ướt)

·         Khi ta nhúng chân vào chất lỏng dẫn điện tốt: 100 – 300 ohm (ẩm ướt)

Tuy nhiên mức điện trở của từng người sẽ không hoàn toàn chính xác theo thang đo trên 100%. Điện trở sẽ phụ thuộc vào từng người, độ tuổi, giới tính, chiều cao, cân nặng,…

Qua phần trình bài phía trên hi vọng sẽ giúp ích cho bạn trong vấn đề tìm hiểu về dòng điện. Nếu có nhu cầu về các thiết bị motor điện xin liên hệ ngay với chúng tôi.

Hotline: 0918 026 532