Hiệu điện thế là khái niệm thường được nhắc đến khi nói về dòng điện, thiết bị điện. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa hiểu rõ về đại lượng này. Vậy hiệu điện thế là gì? Kí hiệu, đơn vị và cách tính hiệu điện thế như nào? Mời bạn đọc tham khảo bài viết sau để biết những kiến thức quan trọng về hiệu điện thế nhé!
Các khái niệm liên quan đến hiệu điện thế là gì?
Trước khi biết hiệu điện thế là gì, hiệu điện thế được kí hiệu là gì,... Chúng ta sẽ tìm hiểu các đại lượng liên quan đến hiệu điện thế như: điện trường, điện thế,...
Điện trường là gì?
Điện trường là môi trường vật chất đặc biệt bao quanh các điện tích.Đồng thời tác động lực lên các điện tích khác đặt trong nó. Nơi nào có điện tích thì nơi đó có điện trường.
Điện thế là gì?
Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng của điện trường về khả năng sinh công khi đặt nó ở một diện tích q. Điện thế được xác định bằng phép chia của công, lực điện tác dụng lên điện tích q khi di chuyển từ M ra xa vô cực và độ lớn của P. Ta có biểu thức:
VM=AMq
Hiệu điện thế là gì?
Hiệu điện thế hay còn gọi là điện áp. Đây là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này cho tới điểm kia. Nó có thể sinh ra bởi các yếu tố như: dòng điện chạy qua từ trường, các từ trường biến đổi theo thời gian, các trường tĩnh điện,... Hiệu điện thế là đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện) mất đi, sử dụng hoặc lưu trữ.
Hiểu đơn giản hơn, hiệu điện thế chính là sự chênh lệch điện thế giữa hai cực của một dòng điện.
Ký hiệu của hiệu điện thế:
Hiệu điện thế có kí hiệu là delta V hoặc delta U, thường được viết là V hoặc U.
Đơn vị của hiệu điện thế:
Đơn vị của hiệu điện thế là vôn, kí hiệu là V. Ngoài ra, người ta còn dùng đơn vị milivon (mV) hoặc kilovon (kV) để đo khi điện áp quá nhỏ hoặc quá lớn. Các đơn vị milivon, von, kilovon có mối quan hệ như sau: 1mV=0.001V; 1kV= 1000V,…
Công thức tính hiệu điện thế
Công thức tính hiệu điện thế là gì? Để biết được chỉ số chính xác của điện áp, người ta dùng các công thức vật lý để tính hiệu điện thế. Ta có những công thức sau:
Công thức hiệu điện thế cơ bản
Công thức của hiệu điện thế cơ bản nhất là:
U=I.R
Trong đó:
I: Cường độ dòng điện (đơn vị: A đọc là ampe)
U: Hiệu điện thế (đơn vị: V đọc là vôn)
R: Điện trở (đơn vị: Ω đọc là ôm)
Các công thức tính hiệu điện thế mở rộng
Ngoài cách tính hiệu điện thế cơ bản, chúng ta còn có các công thức khác liên quan đến hiệu điện thế.
Công thức:
VM = AM∞qAM∞q
Với điện áp giữa 2 điểm có trong điện trường là một đại lượng đặc trưng giúp cho khả năng thực hiện công của điện trường trong tình huống có bất kỳ 1 điện tích nào di chuyển giữa 2 điểm đó.
Công thức:
UMN = VM – VN = AMNqAMNq
Lưu ý khi tính hiệu điện thế
Điện thế và hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng mang giá trị âm hoặc là dương tuỳ vào từng trường hợp.
Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường sẽ có giá trị xác định. Còn với điện thế tại một điểm sẽ có giá trị phụ thuộc vào vị trí mà người dùng chọn làm mốc.
Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường sẽ có hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.
Xem thêm: Cường độ dòng điện là gì? Kí hiệu, đơn vị đo và công thức tính
Dụng cụ đo hiệu điện thế là gì?
Dụng cụ đo hiệu điện thế là thiết bị giúp bạn đo được điện áp của các nguồn điện cũng như các dụng cụ điện. Máy đo hiệu điện thế phổ biến nhất là vôn kế.
Thường là vôn kế đồng hồ kim và vôn kế hiển thị số. Cách đo hiệu điện thế bằng vôn kế khá đơn giản. Với cả hai loại vôn kế trên, bạn đều có thể đo bằng cách sau:
Bước 1: Xác định đơn vị đo và chia độ nhỏ nhất của vôn kế.
Bước 2: Mắc vôn kế song song với 2 cực của nguồn điện. Lưu ý: Cực dương (+) của vôn kế được mắc với cực dương (+) của nguồn điện. Cực âm (-) của vôn kế được mắc với cực âm (-) của nguồn điện.
Số vôn hiển thị trên màn hình là giá trị của hiệu điện thế giữa hai đầu cực của nguồn điện. Với vôn kế đồng hồ kim, bạn cần chỉnh kim về số 0 trước khi đo để có kết quả chính xác nhất.
Hiện nay, có nhiều máy đo hiệu điện thế hiện đại như: ampe kìm, đồng hồ đo vạn năng, thiết bị đo đa chức năng,... cho kết quả đo nhanh chóng và chính xác. Bạn đọc có thể tham khảo một số thiết bị đo điện áp nổi bật như:
- Ampe kìm Kyoritsu 2200
- Ampe kìm Kyoritsu 2002PA
- Đồng hồ vạn năng Kyoritsu 1020R
- Đồng hồ vạn năng Kyoritsu 1009
- Đồng hồ vạn năng kyoritsu 1109S
Phân biệt cường độ dòng điện và hiệu điện thế
Cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn là hai đại lượng của thiết bị điện. Mối quan hệ cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn có sự phụ thuộc. Bài viết sẽ giúp bạn phân biệt hai đại lượng này.
Mục đích xác định
Cường độ dòng điện dùng để xác định độ mạnh yếu của dòng điện, tốc độ của dòng điện khi di chuyển từ điểm A sang điểm B.
Khi tìm hiểu hiệu điện thế là gì, ta đã biết được ý nghĩa của đại lượng này. Hiệu điện thế dùng để xác định độ chênh lệch điện thế giữa hai cực của một dòng điện.
Đơn vị tính và kí hiệu
Cường độ dòng điện có kí hiệu là I, đơn vị tính là A ( ampe).
Hiệu điện thế có kí hiệu là U, đơn vị tính là V (vôn).
Có thể bạn quan tâm:
Dụng cụ đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế
Cường độ dòng điện được đo bằng Ampe kế. Hiệu điện thế được đo bằng Vôn kế. Hiện nay, có các dòng thiết bị đo điện được thiết kế để vừa đo được điện áp, vừa đo được cường độ dòng điện. Ví dụ như: ampe kèm, đồng hồ vạn năng, thiết bị đo đa chức năng,... Vậy nên, bạn chỉ cần sắm một thiết bị là có thể đo được cả hiệu điện thế và cường độ dòng điện.
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn
Nhiều người sẽ đặt câu hỏi: mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế là gì? Thực tế, mối quan hệ cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn rất mật thiết. Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn sẽ có tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu dây. Hiệu điện thế càng lớn thì cường độ dòng điện càng lớn. Hiệu điện thế tăng hoặc giảm bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện cũng tăng, giảm bấy nhiêu lần.
Từ sự phụ thuộc của cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn, ta có biểu thức sau:
U1/U2 = I1/I2
Lưu ý về hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ
Sau khi tìm hiểu hiệu điện thế là gì? Chúng ta biết hiệu điện thế, điện áp là một đại lượng vô hướng. Nó có thể có giá trị âm hoặc dương, tuỳ vào từng trường hợp khác nhau. Khi xác định giá trị của hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ, ta có thể xác định được giá trị một cách chính xác và tuyệt đối nhờ vào công thức tính điện thế.
Trong tình huống chỉ có 1 điểm bất kỳ trong điện trường, giá trị điện áp phụ thuộc vào điểm được chọn làm mốc. Chọn điểm mốc xa hay gần sẽ tuỳ vào từng trường hợp khác nhau.
Để xác định hướng vector của cường độ điện trường, ta có thể xác định hướng của điện thế cao sang điện thế thấp. Tuyệt đối không bao giờ xác định từ điện thế thấp đến điện thế cao.
Như vậy, bài viết trên đã cung cấp cho bạn thông tin về hiệu điện thế là gì, mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện,... Hy vọng những kiến thức trên sẽ giúp ích cho bạn. Theo dõi trang tin của chúng tôi để cập nhật thêm nhiều điều thú vị nhé!
