Dòng điện Điện áp và thực tế trong cuộc sống.

利利利利利利利利利利利利 Lo1,Ap cho,Thi Tran Ben Luc.Tel: (072)3872213-110-111 Huyen Ben Luc,Tinh Long An Fax:(072)3872350-3891652  Người ta cho điện cấu tạo từ phần nhỏ tích điện  Theo lý thuyết điện dòng chuyển động electron hay phân tích điện khác * Từ điện tiếng Anh (electricity) bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp "electron"  Bạn có biết từ có nghĩa khơng? - Nó có nghĩa hổ phách Từ năm 600 trước công nguyên người Hy Lạp cổ biết cọ xát hổ phách hút mẩu giấy - Cho đến trước năm 1672 chưa có tiến việc nghiên cứu điện - Vào năm 1672 ông Otto Fon Gerryk để tay bên cạnh cầu lưu huỳnh quay nhận tích điện lớn - Vào năm 1729 ơng Stefan Grey tìm có số chất, có kim loại, dẫn điện Nhưng chất gọi chất dẫn điện - Ông ta phát chất khác thuỷ tinh, lưu huỳnh, hổ phách sáp không dẫn điện Những chất gọi chất cách điện  Bước tiến việc nghiên cứu dòng điện vào năm 1733 người Pháp có tên Duy Phey tìm vật tích điện dương vật tích điện âm, ông cho loại điện khác - Bedzamin Franklin người thử giải thích dòng điện - Theo ơng tất chất tự nhiên có chứa "chất lỏng điện" - Khi chất va chạm vào số "chất lỏng" chất bị lấy sang chất khác - Ngày nói "chất lỏng" cấu tạo từ điện tử mang điện tích âm - Bộ mơn khoa học nghiên cứu điện phát triển rầm rộ từ năm 1880 mà Alexandro Volta sáng chế pin - Phát minh mang đến cho loài người nguồn lượng thường xuyên kéo theo tất phát minh quan trọng lĩnh vực Never let it rest Phát minh bình điện ! Nhà Vật Lý học người Ý Alessandro Volta Never let it rest Thử nghiệm – Lớp bình điện Volta Phát minh bình điện ! Volta L-Galvani người bạn, thành công phát góp phần hoàn chỉnh luận điểm Hiệu điện vật chất mang tính khoa học Sau phát minh bình điện sử dụng Kẽm Đồng với Acid loãng Đây acqui mà thường gọi vào năm 1801, Volta Napoleon triệu kiến công khai phát minh cho giới, đồng thời Huân chương Vàng thành tựu này, sau ông phát minh nhiều thiết bò liên quan đến điệän, đơn vò tính điện áp “V” nhằm tưởng nhớ đến ông Z n C u Dung dòch Acid (+)Cu H2SO4 Zn(-)  Cực (+) 2H+2e- H2 Cực (-) Zn ->Zn2+2eSức điện động 1.1V/cell Never let it r Phát minh bình điện ! Điên áp gì? Điện áp hay hiệu điện tỉ số chênh lệch nơi có điện cao điện thấp Ví dụ bảng điện nhà bạn có điện 220v đất có điện 0v ta đo từ bảng điện xuống đất 220v Hay bảng điện A có điện 220v, bảng điện B có điện 180v ta đo từ bảng a xuống bảng B điện áp 40v Dòng điện gì?  - Dòng điện hay cường độ dòng điện dịch chuyển có hướng hạt mang điện tích Dòng điện sinh có đủ yếu tố: + Nguồn điện (Hiệu điện thế) + Dây dẫn + Phụ tải (Vật tiêu thụ điện) Never let it rest Phát minh bình điện !  Dòng điện ta đo ampe kế có đơn vị A mạch điện dòng điện sinh phụ tải, dòng điện max phụ tải khơng phép vượt q dòng điện nguồn điện Chính ta mắc Vơn kế ampe kế ln có khác biệt: + Ampe kế mắc nối tiếp với phụ tải + Vôn kế mắc song song với nguồn điện  Nếu mạch điện có yếu tố dây dẫn nguồn điện mà ta mắc thêm ampe kế vào thành mạch kín vài dây thiết bị bạn tự đưa thời kỳ đồ đá Ví dụ Tại tơi thấy dây điện to đùng mà lại ghi 10A mà dây cầu chì bé tí ghi 10A? - Dòng điện ghi dây điện dòng điện dây dẫn chịu đựng tối trì lâu dài - Còn dòng điện ghi cầu chì dòng điện tối đa để trì, vượt dây trì dứt Never let it rest UNG DUNG TRONG ACQU CHI I Nguyên Lý hoạt động Acqui Chì Khô : Acqui chì khô hoạt động thông qua tượng phản ứng trao đổi điện tích diễn phản ứng cấu tạo hoạt chất cực dung dòch điện phân, phóng thích điện tích e tự chuyển đổi cực qua mạch Sự thay đổi cấu tạo hoạt chất diễn thành phần cực tỉ trọng dung dòch acqui hoạt động ảnh hưởng đến điện Cấu tạo Acqui Chì Khô : cực hiệu điện chung acqui Cực  m Pb Để phù hợp với yêu cầu phản ứng điện hóa acqui, Cực Dươn g bình điện phải đảm bảo đủ điều kiện sau : PbO2 A Hoạt chất cực Dương = PbO2 chất trình cực Âm = Pbứng : Phương phản C điệnphản dòch = H2SO A Chất Qui trình ứng Sả điện : B Hoaït PbO2 + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O H2SO4 H2SO4 B 2PbSO4 + 2H2O  PbO2 + Pb + 2H2SO4 C Giấy cách Never let it rest Qui trình phản ứng Sạc điện : Qui trình phản ứng điện hóa chiều sả sạc điện : PbO + Pb + 2H2SO4  2PbSO4 + 2H2O UNG DUNG TRONG ACQU CHI II Thế Điện – Điện Áp – Sức Điện Động : Khi cho kim loại nhúng vào dung dòch, dung dòch phân tử iôn có xu muốn chiếm lấy thể tích rộng hơn, hình thành áp lực gọi áp lực thẩm thấu vào vật chất Dưới tác dụng áp lực thẩm thấu, iôn dương dung dòch muốn di chuyển vào điện cực Mặt khác nhúng vật chất vào dung dòch, vật chất có xu hướng hòa tan dung dòch, tức iôn điện cực có áp lực hòa tan Vì vậy, áp lực hòa tan điện cực cao áp lực thẩm thấu iôn Dương điện cực hòa tan vào dung dòch hạt điện âm điện cực lại, khiến cho điện cực mang tích điện âm Ngược lại, áp lực hòa tan thấp áp lực thẩm thấu sinh tác dụng tích điện ngược lại, tức iôn dung dòch thẩmĐiện thấu vào điện cực Điện + Cực điện tích dương dung + khiến điện cực mang dòch tíchCực điện âm Dung Dòch + - - + - + - - + - + + - + - - + - + + + - - + - + - - + - + + Ph > Pt - - P < Pt Never let it rest + + h - Dung Dòch UNG DUNG TRONG ACQU CHI II Thế Điện – Điện áp – Sức Điện Động : Do vật chất khác có áp lực hòa tan khác nên mức độ hòa tan iôn vào dung dòch khác - Hiện tượng xu vật chất iôn chuyển thành tích điện điện hình thành vật chất ta thường dùng điện cực khác nhúng vào dung dòch để hình thành điện khác nhau, chênh lệch điện điện cực ta gọi hiệu số điện hay Hiệu điện ( Điện áp ) ) Nếu nối hai cực với mạch ta có dòng chuyển dời điện tích hình thành dòng điện - Nếu lấy giá trò điện Hydrô = để làm so sánh, ta có trò số điện vật chất khác - Do điện vật chất phụ thuộc vào chất vật chất nồng độ dung dòch đònh Khi điện vật chất cực cố đònh điện acqui phụ thuộc chủ yếu vào tỉ trọng dung dòch đònh : - Trong thực tế sức điện động ( điện ) acqui tính công ; Never letthức it rest UNG DUNG TRONG ACQU CHI II Thế Điện – Điện áp – Sức Điện Động : Sức điện động : Là phần công lực di chuyển hạt điện tích tạo nên dòng điện vật dẫn có nghóa sức điện động bao gồm điện áp mạch tiêu thụ điện áp nguồn Sức điện động ký hiệu E, điện ký hiệu U : mối quan hệ : E = U+rI ( r : điện trở nguồn ) Nếu tình trạng không nối mạch I = E = U Đối với acqui chì trạng thái ổn đònh, sức điện động E = 2.175V Tương tự điện acqui tính công thức ; E = 0.845 + d ( d : tỉ trọng dung dòch ) V = 0.845 + d ( d : tỉ trọng dung dòch ) VD : Nếu sử dụng acid có tỉ trọng 1.330 = 0.845+1.330 = 2.175V/Cell Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG - Mọi người biết người đứng mặt đất, tiếp xúc với đường dây cao áp có mang điện bị giật, chí nguy hiểm đến tính mạng - Điều kì lạ thường nhìn thấy chim đậu đường dây cao áp trần mà an tồn (hình 1) - Vậy chim lại khơng bị điện giật? Hình 1: Hình ảnh đàn chim đậu dây điện • Sự việc xảy lồi chim khơng phải lồi chim có khả đặc biệt • Như biết, hay loài động vật khác bị điện giật có dòng điện nguy hiểm chạy qua thể có chênh lệch điện đủ lớn thể • Với chim đậu dây điện trần bạn quan sát  để ý  kỹ thấy chúng đậu hai chân cùng  dây điện • Lúc thể chúng tiếp xúc với dây, hay nói cách khác điện hai chân chúng nhau, khơng có chênh áp, khơng có dòng điện truyền qua thể chúng nên chúng không bị điện giật 10 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG + Nếu đứng đất thể tiếp xúc với dây điện dương (pha nóng) nguồn điện - Khi thể cấu thành mạch điện kín từ nguồn điện lưới xuống đất, hình thành dòng điện truyền từ nguồn điện dương qua thể ta xuống đất dòng điện đủ lớn, bị điện giật -Nếu giầy dép đế cao su có tính cách điện tốt hay đứng ghế gỗ cách điện dù ta sờ tay vào dây điện dương không bị điện giật -Trạng thái bạn lúc tương tự chim đậu dây điện - Một số thợ điện nắm ngun lí tiến hành thao tác đấu nối dây điện cho dù dây có điện 11 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG • Khơng có dòng điện thiết bị nhà mớ đồ nhựa kim loại vơ dụng • Nhưng dòng điện thật gì? • Chúng sai khiến vật hoạt động nào? 12 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG - Cái diễn dây dẫn làm cho nhiệt nhà nóng lên quạt máy quay? (Ảnh: iStockphoto) - Chúng ta sử dụng ngày, đa số khơng có manh mối xem dòng điện làm cho vật hoạt động Cái diễn dây dẫn làm cho động chạy, nhiệt nóng lên? - Cho dù lò nướng bánh hay xe điện, thứ mà dòng điện điều khiển có chung đặc điểm: xảy bạn ‘chỉ dạy’ electron khiêu vũ theo hàng theo ngũ -Khi electron bị buộc chuyển động đồng bộ, chúng tạo nhiệt – ấn tượng – chúng biến dây dẫn mà chúng chuyển động thành nam châm * Nhiệt làm sơi nước làm cho bóng đèn tỏa sáng, nam châm làm cho vật chuyển động Và hai đặc điểm ‘thần kì’ ẩn sau thiết bị điện 13 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG ** Đưa electron vào tổ chức - Các electron mang lại sức sống cho thiết bị nằm dây dẫn tạo thành mạch điện -Các dây dẫn làm kim loại, kim loại ln ln có electron tự chạy vù vù bên chúng + Nhưng bạn làm cho electron chuyển động theo kiểu có tổ chức, bạn có dòng điện chạy + Tất dòng điện – electron chuyển động theo kiểu có tổ chức - Năng lượng electron chuyển động theo kiểu có tổ chức lấy từ pin máy phát - Khi pin tổ chức electron, tất chúng chuyển động theo chiều lúc – pin bơm electron qua dây dẫn từ điện cực âm đến điện cực dương Vì chúng chuyển động theo chiều, nên gọi dòng điện chiều (DC) -Các máy phát đặt nhà máy điện tổ chức electron theo cách khác + Chúng bơm electron, chúng thay đổi hướng bơm chúng 100 lần giây + Thay chuyển động theo chiều giống mạch điện DC, electron ‘ngoe nguẩy’ chỗ liên tục dịch tới dịch lui + Nếu bạn nhìn vào bên dây nguồn thiết bị bật nguồn, bạn nghĩ electron học cách khiêu vũ theo hàng ngũ + Ttất chúng liên tục bước bước phía trước, bước phía sau cách đồng + Sự thay đổi hướng liên tục ẩn sau tên gọi nó, dòng điện xoay chiều (AC) 14 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG ** Vậy dòng điện electron dịch chuyển theo cách có tổ chức bên mạch điện Nhưng làm electron chuyển động sinh nhiệt lò nướng bánh máy sấy hoạt động? Nếu bạn nhìn thấy diễn cấp độ nguyên tử bên dây dẫn, trơng Giống kim loại, dây dẫn cấu tạo từ giàn khung rắn nguyên tử với đám electron tự vù vù xung quanh chúng Mắc dây dẫn với pin (DC) electron chuyển động đồng phía trước Cắm dây vào nguồn cấp tường, electron dây ‘ngúc ngoắc’ tới lui chỗ, đổi hướng 100 lần giây (AC) 15 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG  Làm thứ nóng lên  Mọi dây dẫn nóng lên chút có dòng điện chạy qua chúng, electron chuyển động dây chúng chạm trúng nguyên tử kim loại Và chúng lao trúng nguyên tử, lượng từ electron chuyển động giải phóng dạng nhiệt  Chúng ta sử dụng đồng làm dây dẫn điện dây đồng dễ dàng cho electron chuyển động bên trong, khơng có q nhiều lượng bị hao phí dạng nhiệt • Nhưng bạn muốn có nhiệt, thí dụ cho máy sấy tóc/lò nước bánh/bình nấu nước, cần cản trở chuyển động • Bạn việc sử dụng miếng kim loại thật khó cho electron chuyển động bên trong, nickel  Các phận nóng lên lò nướng bánh máy sấy tóc đoạn dây dẫn chế tạo hợp kim nickel/chromium gọi nichrome • Cho dòng điện chạy qua nichrome bạn thu lượng nhiệt lớn • Trong electron dây đồng chuyển động dễ dàng, electron phận nichrome liên tục dội trúng nguyên tử nickel chromium làm phát sinh nhiệt khắp nơi • Đó bạn muốn vào ngày mưa tóc ướt nhạt nhẽo  Nhưng đun nóng thứ mà thiết bị điện làm • Đa số việc khác liên quan đến việc làm cho vật chuyển động – chỗ dành cho động • Vậy làm electron có tổ chức làm cho động quay? 16 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG  Làm cho động quay tròn  Mọi thiết bị có phận chuyển động phức tạp lò nướng bánh cánh xòe có động điện bên • Và chúng cho chạy hàng nghìn phận khác nhau, động điện thật làm có việc – chúng quay tròn bạn bật nguồn • Và thứ gắn liền với chúng – cánh quạt, bánh xe chậu giặt quần áo – quay tròn theo  Sự quay tròn xảy dòng điện chạy – electron dây dẫn tổ chức thành dòng điện  Vậy làm electron chuyển động làm cho động quay tròn? • Chúng khơng làm việc đâu • Chúng làm phơ trương • chúng biến dây dẫn thành nam châm • Và đứa trẻ lên năm biết, nam châm trợ thủ số làm cho vật chuyển động  Tất quen thuộc nam châm, nhiều người không nhận nam châm có tính chất chúng từ tương tự dòng điện làm: electron có tổ chức 17 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG  Điện từ chung sống hòa bình  Mỗi electron giống nam châm nhỏ xíu, yếu ớt • Đa số electron ghép lại thành cặp, chúng triệt tiêu từ tính electron • Nhưng số chất liệu – sắt – có số electron chưa ghép cặp xung quanh nguyên tử chúng • Và bạn làm cho electron chưa ghép cặp thẳng hàng cho từ trường chúng chiều nhau, miếng sắt bạn đột ngột nam châm • Đó xảy bạn dùng nam châm hút lấy kim kẹp giấy • Từ trường xung quanh nam châm bạn hút số electron chưa ghép cặp bên kim thành hàng, nên tất từ trường mini chúng cộng lại thành nam châm cỡ lớn thật  Nhưng bạn làm cho kim loại thành nam châm thời – nam châm điện – việc cho dòng điện chạy qua 18 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG  Các nam châm điện hoạt động điện tích electron tạo từ trường, chuyển động • Cho nên electron dây dẫn chuyển động đồng (tức có dòng điện chạy), dây dẫn trở thành nam châm • Nhưng yếu để nam châm hữu dụng • Nhưng bạn quấn dây xung quanh miếng sắt, từ trường yếu xung quanh dây buộc electron chưa ghép cặp sắt thẳng hàng nhau, toàn từ trường mini chúng cộng gộp lại cho kết hệt nam châm  Nhưng không giống nam châm thường, sợi dây dẫn có từ tình có dòng điện chạy – • Một dòng điện ngừng chạy, electron bên dây trở lại tác dụng giống ‘loạn quân’ hạ nguyên tử • Và miếng sắt mà quấn xung quanh trở lại miếng sắt  Và khả dòng điện biến dây dẫn thành nam châm thời mang lại cho động mở tắt 19 Never let it rest LAY VI DU TRONG CUOC SONG  Mô tả động hoạt động • Nếu bạn dùng nam châm đẩy nam châm ra, bạn biết nguyên lí hoạt động động điện • Thật ra, bạn sử dụng đầu bắc nam châm để đẩy đầu bắc nam châm theo vòng tròn, bạn làm công việc giống hệt động điện thực • Ngoại trừ chỗ động khơng có bàn tay khổng lồ dùng nam châm đẩy nam châm • Nó hoạt động sở nam châm vòng bao xung quanh vòng dây dẫn  Khi dòng điện chạy, vòng dây trở thành nam châm điện • Và nam châm xung quanh nam châm điện bố trí cho lực hút đẩy chúng làm cho nam châm điện quay tròn liên tục nguồn điện bị ngắt  Khi ngắt điện trò chơi kết thúc • Khơng có pin máy phát để đẩy chúng, electron khơng có tổ chức nữa, dây dẫn khơng từ tính nữa, chuyển động quay tròn động bị treo lại • Các van bơm/cánh quạt/băng chuyền gắn với động ngừng hút, thổi chạy ‘Sự thần kì’ dòng điện ngừng lại, thiết bị mớ đồ nhựa kim loại bật nguồn trở lại   Never let it rest 20 ... ta đo từ bảng điện xuống đất 220v Hay bảng điện A có điện 220v, bảng điện B có điện 180v ta đo từ bảng a xuống bảng B điện áp 40v Dòng điện gì?  - Dòng điện hay cường độ dòng điện dịch chuyển... chủ yếu vào tỉ trọng dung dòch đònh : - Trong thực tế sức điện động ( điện ) acqui tính công ; Never letthức it rest UNG DUNG TRONG ACQU CHI II Thế Điện – Điện áp – Sức Điện Động : Sức điện động... tức iôn điện cực có áp lực hòa tan Vì vậy, áp lực hòa tan điện cực cao áp lực thẩm thấu iôn Dương điện cực hòa tan vào dung dòch hạt điện âm điện cực lại, khiến cho điện cực mang tích điện âm