Khái niệm cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện và số lượng điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định. Dòng điện càng mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại, dòng điện càng yếu thì cường độ dòng điện càng nhỏ.

Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian Δt được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt tiết diện dây dẫn được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét.

Công thức tính cường độ dòng điện trung bình được xác định như sau:

Itb=ΔQ/Δt

Trong đó:

Itb là cường độ dòng điện trung bình chạy qua dây dẫn (A)

ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt dây dẫn được xét trong khoảng thời gian Δt (C)

Δt là khoảng thời gian được xét (s)

Trong hệ đo lường chuẩn quốc tế SI, cường độ dòng điện được xác định theo công thức:

I = Q/t= (q1+q2+q3+…+qn)/t

Đơn vị đo cường độ dòng điện là gì

Đơn vị của cường độ dòng điện là ampe, có ký hiệu là A. Đây là đơn vị đo cường độ dòng điện chuẩn theo hệ SI và nó được đặt theo tên nhà Vật lí và Toán học người Pháp là André Marie Ampère. Cứ 1 Ampe sẽ tương ứng với dòng chuyển động của 6,24150948. 1018 điện tử e trên giây qua một diện tích dây dẫn.

Để đo cường độ dòng điện, người ta sử dụng ampe kế.

Đơn vị cùng đồng hành bài viết: hướng dẫn sử dụng đồng hồ vạn năng

Phân loại cường độ dòng điện

1. Cường độ dòng điện dân dụng

Cường độ dòng điện dân dụng chính là cường độ dòng điện một chiều và được kí hiệu là DC (Direct Current). Trong kỹ thuật điện, DC là dòng dịch chuyển cùng hướng của các hạt mang điện phía bên trong môi trường dẫn điện như dây dẫn và nó sẽ không thay đổi hướng

Cường độ dòng điện của dòng một chiều có thể điều chỉnh tăng hoặc giảm nhưng chiều dịch chuyển thì không thay đổi được và luôn đi theo một chiều từ chiều dương (+) sang âm (-).

Một số nguồn tạo ra dòng điện một chiều có thể kể đến là pin, ắc quy, năng lượng mặt trời,… Ngoài ra, chúng ta cũng có thể biến đổi qua lại giữa nguồn điện một chiều với nguồn điện xoay chiều nhờ việc sử dụng những mạch điện đặc thù.

Hiện nay, để đo điện áp một chiều, người ta sử dụng đồng hồ vạn năng kim với các bước đo như sau:

Bước 1: Cắm que đen của dây đo vào đầu COM còn que đỏ thì cắm vào dấu “+” trên đồng hồ để liên kết với dòng điện.

Bước 2: Đặt chuyển mạch của đồng hồ vạn năng nằm trong thang DC.A - 250mA.

Bước 3: Ngắt kết nối nguồn điện của các mạch thí nghiệm cần đo.

Bước 4: Tiến hành kết nối que màu đỏ của đồng hồ vạn năng vào phần cực dương và que đen vào phần cực âm theo chiều của dòng điện chạy qua mạch. Sau đó mắc đồng hồ nối với mạch thí nghiệm cần đo

Bước 5: Bật nguồn điện cho mạch thí nghiệm

Bước 6: Xác định kết quả đo trên đồng hồ.

2. Cường độ dòng điện xoay chiều

Không giống như dòng điện dân dụng một chiều, dòng điện xoay chiều (ký hiệu là AC - Alternating Current) là dòng điện có chiều và cường độ có thể biến đổi tuần hoàn theo các chu kì thời gian nhất định. Đây cũng chính là dòng điện chạy trong hệ thống điện lưới mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày.

Chu kỳ của dòng điện xoay chiều là khoảng thời gian để dòng điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ và nó được ký hiệu là T. F là tần số của dòng điện xoay chiều và nó là sự nghịch đảo của chu kì dòng điện xoay chiều.

Nguồn phát dòng điện xoay chiều là máy phát điện xoay chiều tại các nhà máy điện hoặc nó được biến đổi qua lại giữa dòng điện một chiều với dòng điện xoay chiều nhờ những mạch điện đặc thù.

Công thức tính cường độ dòng điện

1. Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi

I = q / t (A)

Trong đó I là cường độ dòng điện (A), q là điện lượng được chuyển qua tiết diện thẳng của 1 vật dẫn trong khoảng thời gian t (s)

2. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm

I = U / R

Trong đó I là cường độ dòng điện (A), U là hiệu điện thế (V) và R là điện trở (Ω)

Cường độ dòng điện trong đoạn mạch theo định luật ôm

Mắc nối tiếp: I = I1 = I2 = … = In

Mắc song song: I = I1 + I2 + … + In

3. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng

I=I0/√2

Trong đó: I là cường độ dòng điện hiệu dụng (A) và I0 là cường độ dòng điện cực đại (A)

4. Công thức tính cường độ dòng điện bão hòa

I = n.e

Trong đó n là số electron và e chính là điện tích electron.

5. Công thức tính cường độ dòng điện 3 pha

I = P/(√3 x U x cosφ x hiệu suất)

Trong đó I là cường độ dòng điện, P là công suất động cơ và U là điện áp sử dụng.

Ý nghĩa của cường độ dòng điện

- Biết được độ mạnh, yếu của cường độ dòng điện sẽ giúp người dùng lựa chọn và sử dụng thiết bị sao cho phù hợp. Nhờ đó, thiết bị điện được duy trì độ bền và sự an toàn khi sử dụng.

- Đảm bảo an toàn cho con người: Khi cường độ dòng điện vượt quá mức cho phép của thiết bị điện, hiện tượng cháy nổ, phóng điện,…có thể xảy ra. Lúc này, cường độ dòng điện sẽ đóng vai trò cảnh báo mức độ nguy hiểm để người dùng kịp thời có biện pháp phòng tránh.

Xem thêm bài viết:

Dụng cụ đo cường độ dòng điện

Như đã chia sẻ phía trên, dựa theo yêu cầu cũng như cách thức đo đạc người dùng sẽ chọn mẫu mã và ứng dụng của từng thiết bị đo để đo cường độ dòng điện. Cụ thể như sau:

Cảm biến dòng điện

Cảm biến dòng điện được xem là một thiết bị đo dòng điện chính xác hiện đại vừa được ứng dụng trong thời gian gần đây. Tín hiệu 4-20mA của cảm biến dòng điện T201 sẽ truyền trực tiếp về PLC hoặc biến tần để điều khiển động cơ.

Các phương pháp đo dòng cũ bao gồm : biến dòng 0-5A và bộ chuyển đổi 0-5A sang Analog 4-20mA / 0-10V được thay thế bằng T201. Giờ đây chỉ cần duy nhất một thiết bị đo dòng và tín hiệu sẽ truyền về dạng analog 4-20mA.

Ngoài biến tần hay PLC chúng ta có thể thay thế bằng các màn hình đọc 4-20mA để hiển thị giá trị Ampe của dòng điện của động cơ. Thông qua các màn hình này chúng ta dể dàng điều khiển ON-OFF hoặc PID cho động cơ hoạt động.

Ampe kìm đo dòng Ac/DC

Kiến thức

Đơn vị đo cường độ dòng điện công thức tính các đại lượng điện