Dòng điện không đổi. Nguồn điện: Công thức tính cường độ dòng điện và suất điện động của nguồn điện - Vật lý 11 bài 7

Bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về dòng điện không đổi, công thức tính cường độ dòng điện không đổi? nguồn điện, công thức tính suất điện động của nguồn điện? 

• Bài tập về Dòng điện không đổi, nguồn điện - Vật lý 11 bài 7

I. Dòng điện

- Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích.

- Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron.

- Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm).

- Dòng điện chạy qua các vật dẫn gây nên các tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng cơ học, tác dụng hóa học, tác dụng sinh học,...

- Cường độ dòng điện cho biết mức độ mạnh yếu của dòng điện. Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế và đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe (A).

II. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi

1. Cường độ dòng điện

- Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng Δq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Δt và khoảng thời gian đó.

2. Dòng điện không đổi

- Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ dòng điện không thay đổi theo thời gian.

- Công thức tính cường độ dòng điện không đổi: 

Trong đó: q (đơn vị C) là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian t (đơn vị s).

3. Đơn vị đo của cường độ dòng điện và của điện lượng

a) Đơn vị đo của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe và được xác định:

b) Đơn vị của điện lượng là culông (C), được định nghĩa theo đơn vị ampe:

III. Nguồn điện

1. Điều kiện để có dòng điện

- Điều kiện để có dòng điện: phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.

2. Nguồn điện

- Nguồn điện duy trì hiệu điện hế giữa hai cực của nguồn điện.

- Lực lạ bên trong nguồn điện: Là những lực mà bản chất không phải là lực điện. Tác dụng của lực là là tách và chuyển electron hoặc ion dương ra khỏi mỗi cực, tạo thành cực âm (thừa nhiều electron) và cực dương (thiếu hoặc thừa ít electron) do đó duy trì được hiệu điện thế giữa hai cực của nó.

IV. Suất điện động của nguồn điện

1. Công của nguồn điện

- Công của nguồn điện: là công của lực lạ làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn được gọi là công của nguồn điện.

- Nguồn điện không có tác dụng tạo ra điện tích. Nguồn điện là một nguồn năng lượng, vì nó có khả năng thực hiện công khi dịch chuyển các điện tích dương bên trong nguồn điện ngược chiều điện trường, hoặc dịch chuyển các điện tích âm bên trong nguồn điện cùng chiều điện trường.

2. Suất điện động của nguồn điện

a) Định nghĩa suất điện động nguồn điện

- Suất điện động ξ của một nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của điện tích q đó.

b) Công thức suất điện động của nguồn điện: 

- Trong đó: ξ là suất điện động của nguồn (đơn vị V)

 A: Công của lực lạ (đơn vị J).

 q: Độ lớn điện tích (đơn vị C).

c) Đơn vị suất điện động nguồn điện

- Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó.

- Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.

- Mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện.

V. Pin và Acquy

1. Pin điện hóa

- Cấu tạo chung của các pin điện hóa là gồm hai cực có bản chất khác nhau được ngâm vào trong chất điện phân (axit, bazơ hoặc muối,...).

a) Pin Vôn-ta (Volta)

- Là nguồn điện hóa học được chế tạo gồm một cực bằng kẽm (Zn), một cực bằng đồng (Cu) ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H₂SO₄). Suất điện động của pin khoảng 1,1(V).

b) Pin Lơ-clan-sê (Leclanché)

- Có cực dương là thanh than được bọc xung quanh bằng mangan điôxit (MnO₂) có trộn thêm than chì. Dung dịch chất điện phân là amoni clorua. Suất điện động của pin khoảng 1,5(V).

2. Acquy

a) Acquy chì

- Bản cực dương bằng chì điôxit (PbO₂) cực âm bằng chì (Pb). Chất điện phân là dung dịch axit sunfuric (H₂SO₄) loãng. Suất điện động khoảng 2V.

- Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch: nó tích trữ năng lượng dưới dạng hoá năng khi nạp và giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng khi phát điện.

- Khi suất điện động của acquy giảm xuống tới 1,85V thì phải nạp điện lại.

b) Acquy kiềm

- Acquy cađimi-kền, cực dương được làm bằng Ni(OH)₂, còn cực âm làm bằng Cd(OH)₂ ; các cực đó được nhúng trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH. Suất điện động khoảng 1,25V.

- Acquy kiềm có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng lại rất tiện lợi vì nhẹ hơn và bền hơn.