Cường độ dòng điện là gì? Đơn vị, ký hiệu & công thức tính

Cường độ dòng điện là yếu tố quyết định khả năng truyền tải điện năng, vận hành thiết bị và đảm bảo an toàn hệ thống. Vậy cường độ dòng điện là gì, được đo bằng đơn vị nào, ký hiệu ra sao và công thức tính như thế nào?

Trong bài viết này, Dianyo PowerGen sẽ giúp bạn giải đáp chi tiết những vấn đề trên để bạn có thể áp dụng vào học tập cũng như trong công việc thực tế.

Khái niệm cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện là gì? 

Cường độ dòng điện là một trong những đại lượng cơ bản và quan trọng nhất trong lĩnh vực điện học. Đây là giá trị cho biết mức độ mạnh hay yếu của dòng điện trong mạch, đồng thời thể hiện số lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định.

Tức là, cường độ dòng điện càng lớn thì lượng điện tích dịch chuyển trong mạch càng nhiều, khi đó dòng điện càng mạnh. Ngược lại, khi cường độ nhỏ, dòng điện yếu đi và thiết bị điện hoạt động kém hiệu quả.

Đơn vị đo cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện được đo bằng Ampe (A) đơn vị đo chuẩn theo hệ SI. Với các giá trị nhỏ hơn, người ta thường sử dụng đơn vị miliampe (mA) hoặc microampe (µA) để biểu thị.

Ký hiệu cường độ dòng điện

Trong công thức và các bài toán điện học, cường độ dòng điện được ký hiệu là “I”. Đây là ký hiệu quốc tế, được dùng thống nhất trong khoa học, kỹ thuật cũng như các tài liệu chuyên ngành.

Công thức tính cường độ dòng điện

Cường độ dòng điện có nhiều cách xác định khác nhau tùy vào từng loại dòng điện và điều kiện cụ thể. Dưới đây là các công thức phổ biến:

1. Công thức tính cường độ dòng điện không đổi

I = q/t (A)

Trong đó:

• I: Cường độ dòng điện (Ampe – A)

• q: Điện lượng truyền qua tiết diện dây dẫn (Coulomb – C)

• t: Thời gian điện lượng truyền qua (giây – s)

2. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng

I = U/R

Trong đó:

• I là c.độ d.điện (A)

• U là hiệu điện thế (U)

• R là điện trở (Ω)

3. Công thức tính cường độ dòng điện cực đại

I = I0/√2

Trong đó:

• I là c.độ d.điện (A)

• I0 là c.độ d.điện cực đại (A)

4. Công thức tính cường độ dòng điện bão hòa

I = n.e

Trong đó:

• n là số electron

• e 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:

• P là công suất động cơ

• U là điện áp sử dụng

Phân biệt cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Khi tìm hiểu cường độ dòng điện là gì, nhiều người thường nhầm lẫn với khái niệm hiệu điện thế. Hai đại lượng này có mối liên hệ mật thiết với nhau, bởi để xuất hiện dòng điện trong mạch, bắt buộc phải có hiệu điện thế. Tuy nhiên, vẫn hoàn toàn khác nhau về bản chất và cách đo lường.

Tìm hiểu cường độ dòng điện

- Khái niệm: Cường độ dòng điện cho biết độ mạnh yếu của dòng điện chạy trong mạch, phản ánh lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện dây dẫn trong một khoảng thời gian.

- Ký hiệu và đơn vị: Ký hiệu là I, đơn vị đo là Ampe (A).

- Ý nghĩa thực tiễn: Cường độ dòng điện càng lớn, dòng điện càng mạnh, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hoạt động của thiết bị điện, động cơ và máy phát điện công nghiệp.

Tìm hiểu hiệu điện thế

- Khái niệm: Hiệu điện thế (hay điện áp) là sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm trong mạch điện, là nguyên nhân chính tạo nên sự dịch chuyển của các electron.

- Ký hiệu và đơn vị: Ký hiệu là U, đơn vị đo là Vôn (V).

- Ý nghĩa thực tiễn: Hiệu điện thế càng cao thì khả năng sinh công và tạo ra dòng điện trong mạch càng lớn.

Mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Tính theo định luật Ohm

Theo Định luật Ohm, mối liên hệ giữa hai đại lượng này được biểu diễn qua công thức: I = U/R

Trong đó:

• U: Hiệu điện thế (Volt – V)

• R: Điện trở (Ohm – Ω)

Khi tính toán cho mạch 1 pha hoặc 3 pha, công thức này sẽ được bổ sung thêm hằng số √3 và hệ số công suất cosφ để đảm bảo chính xác. Để có cường độ dòng điện, cần có hiệu điện thế đặt vào mạch điện và giá trị dòng điện sẽ phụ thuộc vào mức điện áp cũng như điện trở.

Tính theo định luật Watt

Công thức khác thường được áp dụng:  I = P/U = P/ (I*R)

Trong đó:

• P là công suất tiêu thụ, đơn vị là Watt (W)

• U là hiệu điện thế

• R là điện trở

Hướng dẫn cách đo cường độ dòng điện

Việc đo cường độ dòng điện không chỉ quan trọng trong học tập mà còn cần thiết trong công tác bảo trì, kiểm tra hệ thống điện, máy phát điện công nghiệp và các thiết bị điện dân dụng. Dưới đây là các cách đo phổ biến: 

Đo cường độ dòng điện bằng dụng cụ gì?

Để đo cường độ dòng điện, người dùng có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau như Ampe kế, đồng hồ vạn năng (VOM) hoặc đồng hồ ampe kìm. Trong đó, ampe kìm và vạn năng là hai công cụ phổ biến nhất bởi sự tiện lợi và độ chính xác cao.

Cách đo cường độ dòng điện bằng đồng hồ ampe kìm

Đồng hồ ampe kìm được đánh giá là phương pháp an toàn, nhanh chóng và hiệu quả khi đo dòng điện. Các bước thực hiện như sau:

• Bước 1: Kiểm tra kỹ đồng hồ để đảm bảo hoạt động ổn định.

• Bước 2: Vặn núm điều chỉnh sang chế độ đo dòng điện.

• Bước 3: Mở hàm kẹp của ampe kìm và kẹp vào đoạn dây dẫn cần đo.

• Bước 4: Đọc kết quả hiển thị trực tiếp trên màn hình.

Cách đo cường độ dòng điện bằng đồng hồ vạn năng (VOM)

Đồng hồ vạn năng là dụng cụ quen thuộc, có thể đo được nhiều đại lượng điện khác nhau, bao gồm cả dòng điện. Cách đo như sau:

• Bước 1: Chọn thang đo Ampe (A-) phù hợp.

• Bước 2: Cắm dây đen vào cổng chung (COM), dây đỏ vào cổng Ampe (A).

• Bước 3: Mắc nối tiếp đồng hồ với dây pha trong mạch cần đo.

• Bước 4: Quan sát và đọc giá trị dòng điện hiển thị trên màn hình.

Các hiện tượng gắn liền với cường độ dòng điện

Việc cường độ dòng điện thay đổi bất thường có thể gây ra nhiều rủi ro cho hệ thống điện và thiết bị điện tử. Một số hiện tượng tiêu biểu gồm:

Hiện tượng 1: Quá tải điện

Xảy ra khi cường độ dòng điện vượt quá ngưỡng cho phép (thường cao hơn 100% – 500%). Nguyên nhân do dòng khởi động lớn khi thiết bị vừa vận hành hoặc khi thiết bị hoạt động quá công suất gây nóng dây dẫn, hỏng hóc linh kiện và có thể dẫn tới cháy nổ.

Hiện tượng 2: Ngắn mạch điện (chập điện)

Khi dòng điện di chuyển qua khoảng cách ngắn hơn bình thường làm cường độ dòng điện tăng đột ngột, có thể gấp hàng nghìn lần so với giá trị cho phép. Hậu quả gây cháy, nổ và phá hủy thiết bị trong thời gian rất ngắn.

Hiện tượng 3: Rò rỉ điện

Khi một phần dòng điện thoát ra ngoài khỏi dây dẫn, đi chệch khỏi đường truyền chính làm cường độ dòng điện trong trường hợp này thấp (< 1A), nhưng chỉ cần khoảng 30mA cũng đủ gây nguy hiểm đến tính mạng con người.

Hiện tượng 4: Hồ quang điện

Đây là hiện tượng phóng điện tự lực giữa hai điện cực kèm theo ánh sáng mạnh, nhiệt độ cao, dòng điện trong mạch tăng lớn đột biến. Điều này có thể gây đoản mạch, hỏng thiết bị hoặc cháy nổ nếu không được kiểm soát.

Ứng dụng của cường độ dòng điện

Hiểu rõ cường độ dòng điện là gì và biết cách kiểm soát nó mang lại nhiều lợi ích trong thực tế:

• Điều chỉnh và duy trì dòng điện ổn định: giúp thiết bị hoạt động hiệu quả, không vượt quá giới hạn cho phép.

• Sử dụng thiết bị bảo vệ: các thiết bị như aptomat (CB), ổn áp hay bộ bảo vệ quá tải có khả năng giám sát, đo lường và tự động ngắt khi cường độ dòng điện quá cao.

• Đảm bảo an toàn điện: hạn chế nguy cơ giật điện do rò rỉ, phòng tránh cháy nổ do quá tải hoặc ngắn mạch.

Kết luận

Qua những phân tích trên, chắc hẳn bạn đã hiểu rõ cường độ dòng điện là gì, công thức tính, cách đo lường cũng như các hiện tượng và ứng dụng thực tế liên quan. 

Nếu bạn đang quan tâm đến các giải pháp an toàn điện, thiết bị máy phát điện chất lượng và hệ thống dây dẫn đạt chuẩn, hãy liên hệ với Dianyo PowerGen qua Hotline: 058 553 7777 hoặc truy cập website: https://dianyopowergen.com/  để được tư vấn và hỗ trợ. Chúng tôi với hơn 10 năm trong lĩnh vực điện năng, cam kết mang đến sản phẩm và dịch vụ tối ưu cho doanh nghiệp và gia đình.