Chương 3: Dòng điện không đổi

C
Ch

S

V T LÝ I N (T ) ậ QUANG

ng 3: Dòng đi n không đ i

1. M t đ dòng đi n, đi n tr .
Dòng đi n
Khi có m t đi n l ng đ c chuy n qua m t m t, ng i ta nói có m t dòng đi n
đi qua m t đó.
Có th t n t i dòng đi n trong ch t r n (kim lo i, bán d n), ch t l ng (ch t đi n
phân) và ch t khí.
i u ki n c n đ có dòng đi n là môi tr ng ph i ch a các ph n t t i đi n có th
chuy n đ ng t do trong toàn th tích c a môi tr ng.
Không có đi n tr ng: Các ph n t t i đi n chuy n đ ng nhi t h n lo n nên t ng
các đi n tích cùng d u chuy n qua m t m t đ nh h ng b t k luôn b ng không.
Không có dòng đi n.
Có đi n tr ng: Ngoài chuy n đ ng nhi t h n lo n, các ph n t t i đi n còn
chuy n đ ng có h ng v i m t t c đ kéo theo nào đó. Có dòng đi n.

Dòng đi n là dòng các ph n t t i đi n chuy n đ ng có h ng d i tác d ng c a
đi n tr ng.
C ng đ dòng đi n: i n l ng t ng c ng chuy n qua m t đ n v ti t di n
vuông góc v i dòng đi n trong m t đ n v th i gian.
Chi u dòng đi n đ c quy c là chi u chuy n đ ng c a các ph n t t i đi n dng.

Dòng đi n không đ i
Dòng đi n có c ng đ không thay đ i theo th i gian đ

đ i (dòng đi n m t chi u).
1

c g i là dòng đi n không


i v i dòng đi n m t chi u, ta có I = q/t, trong đó q là đi n l ng chuy n qua
m t đ n v ti t di n vuông góc trong kho ng th i gian t.
n v SI c a c ng đ dòng đi n là Ampere (A).
Ampere là m t trong các đ n v c b n c a h SI, đ c đ nh ngh a trong ph n
t ng tác t gi a hai dòng đi n.
C ng đ dòng đi n đ c tr ng cho đ m nh y u c a dòng đi n qua m t đ n v ti t
di n, nh ng không đ c tr ng đ c đ m nh y u c a dòng đi n t i t ng đi m trong
môi tr ng có dòng đi n ch y qua. H n n a, c ng đ dòng đi n không th hi n
đ c chi u c a dòng đi n. Vì v y, bên c nh c ng đ dòng đi n, ng i ta còn s
d ng đ i l ng véct m t đ dòng đi n.
Véct m t đ dòng đi n
Véct m t đ dòng đi n J t i m i đi m có đ l n b ng c ng đ dòng đi n dI
chuy n qua y u t di n tích dA đ t vuông góc v i h ng chuy n đ ng c a các
ph n t t i đi n t i đi m đó chia cho dA.
Chi u c a véct J là chi u chuy n đ ng có h ng c a các ph n t t i đi n d ng
Khi bi t véct m t đ dòng đi n t i m i đi m trong không gian, ta có th tìm đ c
c ng đ dòng đi n qua m t m t b t k . Có th xem c ng đ dòng đi n ch y qua
m t m t là thông l ng c a véct m t đ dòng đi n g i qua m t đó.

2


L c l và su t đi n đ ng
duy trì dòng đi n, ph i cho các ph n t t i đi n đi theo m t m ch kín t c là c n

ph i liên t c đ a các ph n t t i đi n d ng t n i có đi n th th p t i n i có đi n
th cao và/ho c đ a các ph n t t i đi n âm t n i có đi n th cao t i n i có đi n
th th p.
các ph n t t i đi n d ng t n i có đi n th th p t i n i có đi n th cao (t c
là chuy n đ ng ng c chi u đi n tr ng) khép kín m ch, ta c n m t l c l (không
ph i l c đi n tr ng) tác d ng lên m ch đi n.
L c l có th đ c t o ra do các ph n ng hoá h c, do s khu ch tán c a các ph n
t t i đi n trong môi tr ng không đ ng nh t, do s bi n thiên c a t tr ng theo
th i gian.
Tác d ng c a l c l trong m ch đi n kín đ c đ c tr ng b ng công th c hi n b i
l c này đ đ a m t đ n v đi n tích d ng đi theo m ch đi n. Giá tr công này
đ c g i là su t đi n đ ng = A/q, trong đó A là công do l c l th c hi n đ đ a
đi n tích q đi theo m ch đi n kín. n v SI c a su t đi n đ ng là Volt.
Trong đo n m ch không đ ng nh t (có ngu n l c l ), công d ch chuy n đi n tích
+q t đi m 1 đ n đi m 2:
Công d ch chuy n m t đ n v đi n tích d
đi n th gi a hai đi m đó:

2.

nh lu t Ohm, đ nh lu t Joule - Lenz.

3

ng t đi m 1 đ n đi m 2 chính là hi u


nh lu t Ohm toàn m ch

Cách m c đi n tr

+ M c n i ti p

+ M c song song

N ng l ng và công su t dòng đi n
Xét m t đo n m ch không đ ng nh t có dòng đi n không đ i I và hi u đi n th hai
đ u đo n m ch U.
chuy n đi n l ng q = It qua m t đ n v ti t di n c a dây
d n trong kho ng th i gian t, l c t nh đi n và l c l đã th c hi n m t công:
A = Uq = UIt
4


Công su t c a dòng đi n trên đo n m ch:
i v i đo n m ch đ ng nh t (không có ngu n l c l ):

nh lu t Joule-Lenz
Khi trên dây d n có dòng đi n không đ i ch y qua và không có các quá trình hoá
h c x y ra thì công do dòng đi n sinh ra s làm t ng n i n ng c a dây d n và làm
cho nó nóng lên.
Nhi t l ng đ c gi i phóng trên dây d n có đi n tr R hi u đi n th U khi có
dòng đi n I ch y qua:
N u dòng đi n thay đ i theo th i gian thì nhi t l
th i gian t là:

ng đ

c gi i phóng sau kho ng

Các d ng c đo đi n

Ampe k đ c m c n i ti p vào trong m ch đi n, dùng đ đo c ng đ dòng đi n.
Volt k đ c m c song song v i đo n m ch, dùng đ đo hi u đi n th hai đ u
đo n m ch đó..
Ph n t c b n c a các d ng c đo đi n trên là đi n k đo c ng đ dòng đi n
ch y qua m t khung dây đ t trong m t t tr ng đ u. Do t ng tác gi a t tr ng
v i khung dây, đ l ch c a kim đi n k t l v i c ng đ dòng đi n ch y qua
khung dây.
Ampe k g m m t đi n k m c song song v i m t đi n tr nh r có tác d ng m
r ng thang đo. i n tr r đ c ch n t ng ng v i thang đo c a ampe k .
Volt k là m t đi n k m c n i ti p v i m t đi n tr ph R khá l n.
l nc a
đi n tr ph R đ c ch n tùy thu c vào thang đo c n s d ng.
3. Các quy t c Kirchhoff.
Quy t c v dòng đi n:
T ng các dòng đi n t i m t nút trong m ch đi n đúng b ng t ng các dòng đi n đi
ra kh i nút đó.
i n tích b o toàn và không th tích l y t i các nút m ch đi n.
Quy t c v đ gi m hi u đi n th :
T ng các đ gi m hi u đi n th trong m t vòng m ch b ng 0.
Hi u đi n th gi a m t đi m v i chính đi m đó b ng 0.

5