Công thức tính cường độ dòng điện hay nhất - Vật lý lớp 11

Công thức tính cường độ dòng điện hay nhất - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

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 Dq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Dt và khoảng thời gian đó.

2. Công thức – Đơn vị đo

- Công thức: $\mathrm{I}=\frac{\Delta q}{\Delta t}$

Trong đó:

I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A);

∆q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Dt, có đơn vị cu lông (C);

∆t là khoảng thời gian điện lượng Dq dịch chuyển, có đơn vị là giây (s).

- Đơn vị của cường độ dòng điện và của điện lượng

+ Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A): 1A = $\frac{\text{1C}}{\text{1s}}$

+ Đơn vị của điện lượng là culông (C): 1C = 1A.1s

3. Mở rộng

+ Đối với dòng điện không đổi, cường độ dòng điện của dòng điện không đổi được xác định bằng công thức:

$\mathrm{I}=\frac{q}{t}$

Trong đó: I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A)

q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây dẫn trong thời gian t.

+ Từ công thức cường độ dòng điện, có thể xác định điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây dẫn trong thời gian ∆t là ∆q = I.∆t.

Biết điện tích của một electron là |e| = 1,6.10^-19 C, ta có thể xác định số electron dịch chuyển qua tiết diện dây trong thời gian ∆t như sau: ${\mathrm{N}}_e=\frac{\Delta q}{\left.e\right|}$

+ Khi cường độ dòng điện nhỏ có thể dùng đơn vị miliampe (mA) và micro-ampe (μA). Đổi đơn vị như sau:

1A = 1000 mA; 1 A = 10⁶ μA; 1mA = 10^-3 A; 1μA = 10^-6 A.

+ Điện lượng cũng thường sử dụng các đơn vị miliculông (mC) hoặc micro – culông (μC). Đổi đơn vị như sau:

1C = 1000 mC; 1 C = 10⁶ μC; 1mC = 10^-3 C; 1μC = 10^-6 C.

4. Ví dụ minh họa

Bài 1:

Bài giải:

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn:

I = $\frac{\Delta \text{q}}{\Delta \text{t}}=\frac{{6.10}^{-3}}{3}={2.10}^{-3}\left(\text{A}\right)$= 2 (mA)

Đáp án: 2 mA

Bài 2:

Bài giải:

Điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn nối với động cơ tủ lạnh:

Ta có: I = $\frac{\Delta \text{q}}{\text{Δt}}$=> Dq = I. Dt = 6.0,3 = 1,5 (C)

Đáp án: 1,5 C

Bài 3: Một bóng đèn dây tóc đang sáng bình thường. Dòng điện không đổi chạy qua bóng đèn có cường độ 0,3 A. Hãy tính:

a) Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây tóc trong thời gian 1 phút.

b) Số electron dịch chuyển qua tiết diện dây tóc trong thời gian 1 phút.

Bài giải:

Đổi 1 phút = 60 giây.

a) Điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây tóc trong thời gian 1 phút là:

Áp dụng công thức: $\mathrm{I}=\frac{q}{t}$ => q = I . t = 0,3. 60 = 18 (C)

b) Số electron dịch chuyển qua tiết diện dây tóc trong thời gian 1 phút là:

Ta có:q =N_e .|e|=> N_e = $\frac{q}{\left.e\right|}=\frac{18}{{\mathrm{1,6.10}}^{-19}}$ = 11,25 .10¹⁹

Đáp án : a) 18 C ; b) 11,25.10¹⁹ electron