Trong mạch điện hiệu điện thế là thành phần vô cùng quan trọng. Tuy nhiên vẫn có nhiều người chưa thực sự hiểu hiệu điện thế là gì? Công thức để tính hiệu điện thế hay dùng dụng cụ gì để đo hiệu điện thế. Vậy hãy cùng đi tìm hiểu qua bài viết sau nhé!
Tìm hiểu hiệu điện thế là gì?
Hiệu điện thế là gì?
Hiệu điện thế là công thực hiện được để có thể di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ một điểm này cho tới một điểm kia. Hiệu điện thế có thể đại diện cho nguồn năng lượng ( còn gọi lực điện) hoặc sự mất đi, sử dụng hoặc năng lượng được lưu trữ.
Nếu hiểu theo cách đơn giản thì, hiệu điện thế là sự chênh lệch về điện thế giữa 2 cực của một dòng điện. Chúng thể hiện cho khả năng thực hiện công di chuyển của 1 hạt điện tích trong trường tĩnh điện, từ điểm này đến điểm kia.
Kí hiệu hiệu điện thế là gì? Đơn vị hiệu điện thế
Trong khoa học vật lý, kí hiệu của hiệu điện thế là U.
Đơn vị đo hiệu điện thế gọi là vôn có kí hiệu là V. Bên cạnh sử dụng đơn vị vôn người ta còn dùng các đơn vị có đại lượng nhỏ hơn như milivon (kí hiệu là mV) hay lớn hơn như kilôvôn (kí hiệu là kV) để đo hiệu điện thế.
Cách quy đổi giữa V sang các đại lượng khác như sau: 1mV = 0.001V, 1kV = 1000V,…
Dụng cụ đo sử dụng để đo hiệu điện thế
Dụng cụ đo hiệu điện thế được sử dụng phổ biến hiện nay đó chính là vôn kế. Vôn kế được chia ra thành 2 loại đó là vôn kế đồng hồ kim và vôn kế hiển thị số. Hai loại vôn kế này tuy có đặc điểm cấu tạo khác nhau nhưng đều có công dụng là đo hiệu điện thế của dòng.
Quan sát trên mặt đồng hồ vôn kế bạn sẽ biết được đơn vị đo của vôn kế đó. Nếu như trên mặt vôn kế ghi là V thì đơn vị đo là vôn, còn nếu là mV thì là đơn vị đo milivon.
Cách đo hiệu điện thế bằng dụng cụ Vôn kế
Cách đo vô cùng đơn giản, trước khi đo phải xác định đơn vị đo và chia độ nhỏ nhất của vôn kế đó. Tiếp đến mắc vôn kế song song với 2 cực của nguồn điện, cực dương (+) tương ứng mắc với cực dương của nguồn điện và cực âm (-) với cực âm của dòng điện.
Số vôn hiển thị trên màn hình chính vôn kế là giá trị của hiệu điện thế giữa 2 đầu cực của nguồn điện khi chưa mắc vào mạch.
Đối với vôn kế sử dụng kim, trước khi đo bạn cần phải đặt đúng vị trí của kim và cần chỉnh nó về đúng số 0 trước khi đo để cho ra kết quả chính xác nhất.
Công thức tính hiệu điện thế giữa hai điểm của dòng điện
Công thức để tính hiệu điện thế cơ bản
Hiệu điện thế có công thức tính cơ bản như sau:
U=I.R
Trong đó:
- I kí hiệu của cường độ dòng điện (A).
- Kí hiệu R là gì? Là điện trở của vật dẫn điện.
- U là hiệu điện thế (V).
Công thức tính điện thế khác
Hiệu điện thế còn có công thức tính khác dưới đây:
Công thức tính: VM = AMqAMq
Hiệu Điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích nào đó di chuyển giữa 2 điểm đó
=> UMN=VM-VN=AMNqAMNq
Ta có chú ý sau:
Điện thế, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng và có giá trị âm hoặc dương.
Hiệu điện thế giữa hai điểm M,N trong điện trường sẽ có giá trị xác định còn điện thế tại một điểm bất kỳ trong từ trường sẽ có giá trị phụ thuộc vào vị trí mà bạn chọn làm gốc của điện thế.
Vôn kế hiển thị số.
Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường sẽ có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp hơn.
Ta có định nghĩa hiệu điện thế giữa 2 điểm M,N trong điện trường là đại lượng đặc trưng khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ điểm M đến N.
Hiệu điện thế được tính bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển của q từ điểm M cho đến điểm N với độ lớn của q.
UMN = VM -VN = AMNq
Cách phân biệt hiệu điện thế với cường độ dòng điện
Có rất nhiều người nhầm lẫn hiệu điện thế và cường độ dòng điện là một. Điều này là hoàn toàn sai bởi chúng là 2 khái niệm hoàn toàn khác biệt, chúng ta không thể gộp chung hai cái làm một mà cần hiểu rõ về khái niệm để không bị nhầm lẫn. Cả 2 khái niệm đều dùng để chỉ sự hoạt động của các electron trong điện trường nhưng giữa điện thế và cường độ dòng điện lại có sự khác biệt.
Khác nhau về mục đích xác định là:
Cường độ dòng điện dùng xác định tốc độ của dòng điện khi chuyển động từ điểm A đến điểm B.
Hiệu điện thế là sự chênh lệch điện thế giữa 2 cực của một dòng điện bất kỳ.
Khác nhau về đơn vị tính:
Điện áp có đơn vị là Vôn thường được kí hiệu là V. Còn cường độ dòng điện thì có đơn vị là Ampe, kí hiệu A.
Khi nhìn thấy kí hiệu này trên bản đồ điện ta cũng sẽ xác định dễ dàng đâu là điện áp, đâu là cường độ dòng điện để không xảy ra những tình huống sai sót không đáng có.
Xem thêm: Mã lực là gì? Cách quy đổi mã lực
Khác nhau về kí hiệu:
Điện áp sẽ được kí hiệu là U, còn cường độ dòng điện có kí hiệu là I.
=>> Giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện thì cường độ dòng điện sẽ được tạo ra bởi điện áp nhất định, nghĩa là điện áp có thể tạo ra cường độ dòng điện. Trong một điện trường thì nhất định phải có điện áp nhưng không cần thiết phải có cường độ dòng điện. Hiệu điện thế và cường độ dòng điện có mối quan hệ chặt chẽ với nhau nên để thuận lợi trong tính toán bạn cần nắm chắc hai khái niệm để không bị nhầm lẫn.
Bài tập áp dụng cách tính hiệu điện thế
Bài 1: Một e di chuyển một đoạn 1.5 cm từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện của 1 điện trường đều thì lực điện sinh công 9,6.10-18J
a.Tính cường độ điện trường E
- Tính công mà lực điện sinh ra khi e dịch chuyển tiếp 0.75 cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên?
c.Tính hiệu điện thế UMN; UNP
d.Tính vận tốc của e khi tới P. Biết vận tốc của e tại điểm M bằng 0.
Bài 2: Ba điểm A, B, C tạo thành một tam giác vuông tại C; AC = 5cm, BC = 2cm và nằm trong một điện trường đều. Vectơ cường độ điện \vec{E} trường song song AC, hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000V/m. Hãy tính
- a) UAC, UCB,UAB.
- b) Công của điện trường khi e di chuyển từ điểm A đến điểm B và trên đường gãy ACB. So sánh và giải thích kết quả.
Bài 3: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 4cm. Cường độ điện trường giữa hai bản là E = 4000V/m. Sát bản mang điện dương, ta đặt 1 hạt mang điện dương có khối lượng m = 4,5.10-6 g và có điện tích q=1,5.10-2 C.tính
- a) Công của lực điện trường khi hạt đó mang điện chuyển động từ bản dương sang bản âm.
- b) Vận tốc của hạt mang điện khi nó va đập vào bản âm.
Bài viết trên là tổng quan những kiến thức về hiệu điện thế, chắc hẳn qua bài viết các bạn đã nắm được những kiến thức cơ bản về hiệu điện thế. Có thể áp dụng công thức tính hiệu điện thế vào công việc nghiên cứu, học tập hay áp dụng vào thực tế hàng ngày. Chúc các bạn thành công.
