Điện áp là gì? Những khái niệm cơ bản của vật lý điện học

Điện áp là gì? Điện áp là một trong những khái niệm cơ bản và quan trọng bậc nhất của lĩnh vực vật lý điện học. Bạn có thể thấy giá trị điện áp ở nhiều nơi trong đời sống hàng ngày nhưng liệu bạn có thực sự hiểu được bản chất của khái niệm này? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu điện áp là gì cùng những khái niệm cơ bản của lĩnh vực vật lý điện học trong bài viết dưới đây của chúng tôi nhé!

Điện áp là gì?

Dòng điện là gì?

Dòng điện có thể hiểu đơn thuần là một dòng di chuyển có hướng của các hạt điện tích mang điện. Dòng điện tích chỉ được gọi là dòng điện khi có đầy đủ 3 yếu tố là Điện áp U của nguồn điện cấp, cường độ dòng điện I chạy trong dây dẫn và phụ tải của vật tiêu thụ điện.

Điện thế

Trước khi tìm hiểu về điện áp, chúng ta cần phải biết được khái niệm của một đại lượng khác có mối quan hệ mật thiết liên quan tới dòng điện chính là điện thế. Điện thế là một trường thế vô hướng được tạo ra bởi điện trường. Giá trị của điện thế sẽ thay đổi và phụ thuộc vào điểm lấy mốc tương tự như với các trường lực vô hướng.

Điện áp là gì?
Điện áp là gì?

Khái niệm điện áp

Điện áp hay còn gọi là hiệu điện thế của dòng điện là một trong những khái niệm cơ bản nhất của lĩnh vực vật lý điện học. Điện áp có thể được hiểu chính là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực âm và dương của nguồn điện. Giá trị này cũng tương ứng với công mà lực điện cần thực hiện để có thể di chuyển được một hạt điện tích di chuyển giữa hai điểm trong một trường tĩnh điện.

Điện áp biểu thị giá trị của nguồn năng lượng điện (lực điện) tồn tại trong mạch hoặc sự biến thiên (tăng lên hoặc giảm đi) về điện năng trong mạch điện.

Điện áp thường được biểu thị bằng hai ký hiệu V và U trong công thức và các nghiên cứu vật lý. Tuy nhiên ký hiệu V và U thường được sử dụng nhiều hơn để tiết kiệm thời gian. Đơn vị đo được công nhận bởi hệ thống đo lường quốc tế SI của đại lượng này là Volt (V). Tên này được đặt theo nhà Vật lý học người Ý Alessandro Volta.

Các dụng cụ sử dụng để đo điện áp

Chúng ta có thể đo được điện áp giữa hai điểm của bất kì mạch điện nào bằng cách sử dụng một dụng cụ gọi là Vôn kế. Hiện nay trên thị trường có hai loại vôn kế phổ thông là Vôn kế dạng đồng hồ đo và Vôn kế điện tử.

Đồng hồ vạn năng giúp ta có thể đo được nhiều thông số của dòng điện trong đó có điện áp
Đồng hồ vạn năng giúp ta có thể đo được nhiều thông số của dòng điện trong đó có điện áp
  • Vôn kế dạng đồng hồ đo có thiết kế đơn giản chỉ bao gồm kim chỉ số và khung vạch số liệu. Đây là loại vôn kế đơn giản và chỉ có khả năng đo những mạch điện có điện áp nhỏ nên thường được sử dụng phổ biến hơn trong nghiên cứu và học tập.
  • Vôn kế điện tử sở hữu một màn hình LED nhỏ cùng với nút điều chỉnh thang đo và loại dòng điện. Bạn sẽ có thể đo được những mạch điện có giá trị điện áp lớn hơn rất nhiều. Không chỉ vậy, vôn kế điện từ có thể đo được điện áp của dòng điện một chiều và cả dòng điện xoay chiều. Chính vì vậy, loại này được phổ biến và ứng dụng nhiều trong đời sống.

Ngoài ra, chúng ta còn có một loại dụng cụ khác cũng có khả năng đo điện áp cũng như nhiều chỉ số khác của đoạn mạch là đồng hồ vạn năng. Ta có thể đo được điện áp, cường độ dòng điện, điện trở dây dẫn, … cùng nhiều chỉ số khác nhau vô cùng thuận tiện.

Phân loại các điện áp

Hiện nay chúng ta thường phân loại điện áp theo độ lớn của đại lượng này. Dựa theo yếu tố này, Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN chia điện áp thành 3 loại như sau:

  • Điện áp hạ thế có độ lớn nhỏ hơn 1kV
  • Điện áp trung thế dao động trong khoảng 1kV – 66kV
  • Điện áp cao thế có độ giá trị lớn hơn 66kV
Hướng dẫn cách đo điện áp một mạch điện
Hướng dẫn cách đo điện áp một mạch điện

Theo mạng lưới truyền tải điện của Việt Nam vào năm 2010, chúng ta sẽ có những giá trị điện áp phổ biến sau:

  • Điện áp cao thế: 66kV, 110kV, 220kV và 500kV
  • Điện áp trung thế: 22kV và 35kV
  • Điện áp hạ thế: 400V

Theo quy định hành lang an toàn điện lưới của Việt Nam thì ta còn có quy ước về điện thế cao áp. Tất cả thiết bị sử dụng điện có điện thế 15kV – 22kV sẽ được dán mác điện thế cao áp.

Công thức tính điện áp

Công thức tính điện áp cơ bản

Đầu tiên chúng tôi sẽ giới thiệu tới bạn công thức tính điện áp cơ bản nhất được học trong chương trình Vật lý cấp 2:

U=I.R

Trong đó:

U là Điện áp của dòng điện (V)

I là Cường độ của dòng điện (A)

R là Điện trở của dây dẫn ()

Như khái niệm đã được trình bày ở trên, điện áp chính là sự chênh lệch về điện thế giữa hai đầu của mạch điện. Từ đó chúng ta có thể rút ra được công thức sau:

UMN=UM-UN

Trong đó:

UMN là điện áp giữa hai điểm M và N (V)

UM, UN là điện thế tại điểm M và N (V)

Một số sơ đồ mạch điện có mắc vôn kế
Một số sơ đồ mạch điện có mắc vôn kế

Công thức tính điện áp nâng cao

Giá trị của điện áp có bản chất chính là công mà lực điện cần thực hiện để có thể dịch chuyển một điện tích từ điểm này tới điểm kia. Từ phát biểu này, ta có thể đưa ra thêm một công thức tính điện áp nâng cao được trình bày như sau:

UMN=UM-UN= AMq-ANq=AMNq

Trong đó:

UMN là Điện thế giữa 2 điểm MN (V)

UM, UN là Điện thế tại 2 điểm M và N (V)

AMN là Công để đưa điện tích di chuyển giữa hai điểm MN (J)

AM, AN là Công để đưa điện tích di chuyển tới vô cùng từ 2 điểm M, N (J)

q là Điện tích di chuyển giữa hai điểm ©

Hy vọng bài viết này của chúng tôi đã giúp bạn hiểu hơn về điện áp là gì cùng những kiến thức liên quan. Nếu bạn muốn đọc thêm những kiến thức thú vị về lĩnh vực vật lý, dòng điện, đừng quên truy cập vào website https://thosuaxe.info/ của chúng tôi để cập nhật những bài viết mới nhất nhé!

Xem thêm: 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *