Hiệu điện thế là gì? công thức tính, kí hiệu và dụng cụ đo

Chắc hẳn mỗi chúng ta đều rất quen thuộc với các khái niệm liên quan đến dòng điện cùng các đại lượng như vôn, ampe… Vậy bạn đã biết khái niệm hiệu điện thế là gì? Đơn vị của hiệu điện thế là gì? Công thức tính hiệu điện thế như thế nào?

Cùng Thiết bị điện Goldsun đi sâu tìm hiểu những thông tin hữu ích ngay dưới đây.

Hiệu điện thế là gì?

Nó chính là sự chênh lệch về điện thế giữa hai cực. Hay đơn giản, hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện, từ điểm này đến điểm kia. Hiệu điện thế có thể đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện), hoặc sự mất đi, sử dụng, hoặc năng lượng lưu trữ (giảm thế).

Khi chuyển từ nơi có điện thế cao đến nơi có giá trị điện thế thấp hơn đồng thời sẽ tạo ra một điện trường có cùng hướng dịch chuyển.

Đây là một đại lượng vô hướng và có giá trị xác định. Nhưng giá trị xác định này sẽ không cố định mà sẽ phụ thuộc vào tính chất của đoạn mạch cũng như sự hao phí trong quá trình truyền tải.

 

Công thức tính và kí hiệu của hiệu điện thế

Khi người dùng đọc được một thông số liên quan đến dòng điện thì chắc hẳn lúc này bạn hoàn toàn có thể dựa vào kí hiệu đó để phân biệt được đâu chính là điện áp và đâu là cường độ dòng điện một cách dễ dàng.

Ký hiệu của hiệu điện thế

• Đối với điện áp sẽ được kí hiệu là U.
• Đối với cường độ dòng điện thì được kí hiệu là I.

Với hiệu điện thế có kí hiệu ∆V hay ∆U thì thường được viết theo cách đơn giản là V hoặc U. Do đó, tất cả chúng ta đều biết bởi đã từng được học qua chương trình vật lý lớp 7 hay lớp 11.

Công thức tính cơ bản:

U= I. R

Trong đó :

• I chính là cường độ dòng điện (A).
• R chính là điện trở của vật dẫn điện (Ω).
• U chính là hiệu điện thế (V).

Công thức:  VM = AM∞qAM∞q

Với hiệu điện thế giữa 2 điểm có trong điện trường là một đại lượng đặc trưng giúp cho khả năng thực hiện công của điện trường nếu khi có bất kỳ 1 điện tích nào di chuyển giữa 2 điểm đó.

Công thức:  UMN = VM – VN = AMNqAMNq

Lưu ý:

• Điện thế và hiệu điện thế chính là một đại lượng vô hướng mang giá trị dương hoặc âm.
• Ở hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định, còn với điện thế tại một điểm ở trong điện trường sẽ mang giá trị phụ thuộc vào vị trí mà người dùng chọn làm gốc điện thế.
• Bên cạnh đó, trong  điện trường nếu vectơ có cường độ điện trường mang hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.

Dụng cụ đo hiệu điện thế

Bên cạnh những công thức tính hiệu điện thế, bạn cũng có thể sử dụng các dụng cụ đo hiệu điện thế như đồng hồ vạn năng, ampe kìm hay vôn kế. Đây đều là những dụng cụ đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Đồng hồ vạn năng

Các sản phẩm đồng hồ vạn năng đều có khả năng đo hiệu điện thế. Bên cạnh đó, một số dòng đồng hồ vạn năng cũng có khả năng đo điện áp điện một chiều và điện xoay chiều, đo dòng điện (cường độ dòng điện), điện trở, tần số…

Các loại đồng hồ vạn năng cũng được thiết kế với kích thước nhỏ, tiện lợi khi sử dụng dễ dàng. Các thương hiệu đồng hồ vạn năng uy tín dành cho bạn như đồng hồ vạn năng Hioki, Kyoritsu, Fluke… Một số sản phẩm chất lượng dành cho bạn như: Hioki DT4254, Hioki DT4256, Kyoritsu 1009, …

Ampe kìm

Ampe kìm cũng được coi là dụng cụ đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế với độ chính xác cao. Đồng hồ đo ampe kìm rất dễ sử dụng khi chỉ cầm mở hàm kẹp để đo dòng điện nhanh chóng. Bên cạnh đó, ampe kìm cũng có các chức năng đo tần số, thông mạch, điện trở…

Bạn cũng sẽ dễ dàng chọn được những sản phẩm ampe kìm chất lượng đến từ nhiều thương hiệu nổi tiếng đến từ Nhật, Mỹ, Đài Loan… Một số dòng ampe kìm Hioki đang được bán chạy hiện nay như: Hioki 3280-10F, Hioki CM4373, Hioki CM3289, Kyoritsu 2117R, Kyoritsu 2055…

Vôn kế

Vôn kế cũng là một thiết bị đo hiệu điện thế được dùng phổ biến. Thiết bị thường được lắp đặt tại các hệ thống mạch điện để đo điện áp và cường độ dòng điện.

Vôn kế được thiết kế với màn hình chỉ thị kim đơn giản nên thường có mức giá rẻ. Ngoài ra, vôn kế cũng rất dễ sử dụng, không có nhiều chức năng phức tạp.

Hiệu điện thế được sinh ra thế nào

Hiệu điện thế được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, mỗi nguồn sẽ cho ra những hiệu điện thế nhất định. Các nguồn sinh ra hiệu điện thế gồm:

• Trường tĩnh điện.
• Dòng điện chạy qua từ trường.
• Trường từ thay đổi theo thời gian.

Mối quan hệ giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện được tạo ra bởi những điện áp nhất định, có nghĩa là điện áp có thể tạo nên cường độ dòng điện.

Trong một điện trường thì nhất định phải có điện áp và không cần thiết phải có cường độ dòng điện khi đã có điện áp.

Như vậy, hiệu điện thế và cường độ dòng điện có mối tương quan mật thiết với nhau để tạo nên dòng điện sử dụng cho mục đích hằng ngày của con người.

Phân biệt cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Trước khi tìm hiểu về cách phân biệt giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện, bạn sẽ cần biết được sự phụ thuộc của cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. Đây cũng được coi là mối quan hệ cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Cường độ dòng điện đi qua một dây dẫn sẽ tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt ở hai đầu dây dẫn đó.

Khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng (hay giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện cũng sẽ tăng (hay giảm). Số lần tăng (giảm) sẽ tương đương nhau.

Như vậy, bạn có thể hiểu cường độ dòng điện và hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn là hai đại lượng tỉ lệ thuận với nhau. Khi hiệu điện thế càng lớn thì cường độ dòng điện sẽ càng lớn và ngược lại.

Ví dụ: Khi đặt hiệu điện thế ở giữa hai đầu điện trở là 12V. Khi hiệu điện thế giảm 3 lần thì cường độ dòng điện là giảm bao nhiêu?

Câu trả lời rất đơn giản: Cường độ dòng điện nhỏ hơn 3 lần hiệu điện thế, nên khi hiệu điện thế giảm thì cường độ dòng điện cũng sẽ giảm đi 3 lần.

Để phân biệt giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện như thế nào? Bạn có thể tham khảo thêm những cách phân biệt giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế dưới đây.

Đầu tiên, hiệu điện thế được hiểu là sự biến động của dòng điện giữa 2 điểm. Dòng điện sẽ đi từ điểm này đến điểm còn lại. Trong khi đó, cường độ dòng điện được hiểu là tốc độ của dòng điện khi di chuyển thì điểm này đến điểm khác.

Một số lưu ý về hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ

Để có thể hiểu hơn về dòng điện được hoạt động ở trong những vật dụng ví dụ như máy giặt, điều hòa, tủ lạnh thì khí đó người dùng nên nắm bắt được những chú ý quan trọng về hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ như sau:

•  Đầu tiên, điện áp sẽ được hiểu một cách đơn giản và bao quát nhất đó chính là nó giống như một đại lượng vô hướng. Với đại lượng này sẽ có giá trị dương hoặc âm còn tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể khác nhau. Với đại lượng vô hướng, khi xác định giá trị của điện áp giữa 2 điểm bất kỳ thì lúc này sẽ có thể xác định được giá trị của nó theo một cách chính xác và tuyệt đối.
• Thứ 2, nếu điện áp giữa 2 điểm A và B bất kỳ trong cùng điện trường thì giá trị của nó sẽ luôn luôn được xác định. Lúc này, chúng ta sẽ tính ra được giá trị nhờ vào công thức tính điện thế trên. Còn với tại 1 điểm bất kỳ có trong điện trường thì giá trị sẽ được phụ thuộc vào điểm mà bạn chọn làm gốc. Khi đó, điểm làm gốc này hoàn toàn có thể xa hay gần tùy vào từng trường hợp khác nhau để người dùng lựa chọn.
• Thứ 3, khi xác định hướng của vectơ cường độ điện trường thì người dùng hoàn toàn có thể xác định được hướng của điện thế cao sang điện thế thấp. Chứ không bao giờ có trường hợp xác định từ điện thế thấp cho đến điện thế cao.

Tổng hợp những thông tin về hiệu điện thế là gì? Điện thế kí hiệu là gì cũng như cách tính hiệu điện thế mà Thiết bị điện Goldsun cung cấp cho bạn sẽ giúp bạn hiểu về dòng điện để lên sơ đồ thi công hệ thống điện, cũng như sử dụng thiết bị điện phù hợp nhất.