Cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Vật lí 8 · Bài 24. Lật cục sạc điện thoại lên, bạn thấy dòng chữ 5 V ⎓ 2 A. Học xong bài này, bạn sẽ đọc được hai con số đó.

1. Cường độ dòng điện — dòng điện mạnh hay yếu

Số chỉ của ampe kế là giá trị của cường độ dòng điện. Nó cho biết dòng điện mạnh hay yếu: dòng điện càng mạnh thì số chỉ càng lớn.

• Kí hiệu: I
• Đơn vị: ampe (A); đơn vị nhỏ hơn: miliampe (mA)
• 1 A = 1000 mA

Ví dụ 1 (đèn bàn có núm chỉnh độ sáng). Vặn núm cho dòng điện mạnh dần: ampe kế chỉ 0,2 A → 0,5 A → 0,8 A, đèn sáng mờ → sáng hơn → sáng chói.

Ví dụ 2 (quạt mini cắm cổng USB). Dòng điện yếu thì quạt quay chậm; dòng điện mạnh thì quạt quay vù vù.

Đổi đơn vị A ↔ mA

• A → mA: nhân 1000 (dời dấu phẩy sang phải 3 chữ số): 0,35 A = 350 mA.
• mA → A: chia 1000 (dời dấu phẩy sang trái 3 chữ số, thiếu thì thêm số 0): 15 mA = 0,015 A.

2. Ampe kế — mắc nối tiếp

• Kí hiệu trong sơ đồ: vòng tròn có chữ A, hai bên có chốt (+) và (−).
• Ampe kế mắc nối tiếp: nằm ngay trên đường đi của dòng điện, để cả dòng điện chạy qua nó.
• Chốt (+) nối về phía cực dương của nguồn, chốt (−) nối về phía cực âm. Cắm ngược thì kim lệch về bên trái vạch 0.
• Không bao giờ nối hai chốt ampe kế thẳng vào hai cực của nguồn: dòng điện rất lớn chạy qua, hỏng cả ampe kế lẫn nguồn.

3. Hiệu điện thế — "sức đẩy" của nguồn

Trên mỗi pin, ắc quy, cục sạc đều ghi một số vôn. Đó là hiệu điện thế (còn gọi là điện áp) giữa hai cực của nguồn. Nó cho biết khả năng sinh ra dòng điện của nguồn.

• Kí hiệu: U
• Đơn vị: vôn (V); còn có milivôn (mV) và kilôvôn (kV)
• 1 mV = 0,001 V · 1 kV = 1000 V

Ví dụ 1. Ắc quy xe máy ghi 12 V, cục sạc điện thoại ghi 5 V. Cùng một bóng đèn nhỏ: nối vào nguồn 2 V thì sáng mờ, nối vào nguồn 6 V thì sáng hơn — hiệu điện thế lớn hơn, dòng điện mạnh hơn.

Ví dụ 2. Ổ điện trong nhà là 220 V; đường dây cao thế có thể tới 110 kV = 110 000 V.

⚠️ 220 V đủ nguy hiểm đến tính mạng. Không chạm vào ổ điện, dây điện hở. Khi làm thí nghiệm chỉ dùng pin, nguồn điện nhỏ.

4. Vôn kế — mắc song song

• Kí hiệu: vòng tròn có chữ V, có chốt (+) và (−).
• Vôn kế mắc song song: hai chốt nối vào hai đầu chỗ cần đo (hai cực của nguồn, hoặc hai đầu bóng đèn).
• Chốt (+) vẫn nối về phía cực dương.
• Pin mới: vôn kế chỉ bằng số ghi trên pin. Pin dùng lâu: vôn kế chỉ nhỏ hơn.
• Lỡ mắc vôn kế nối tiếp: dòng điện gần như không chạy được, đèn tắt.

5. Đọc số chỉ đồng hồ đo

1. Giới hạn đo (GHĐ): số lớn nhất ghi trên mặt đồng hồ.
2. Độ chia nhỏ nhất (ĐCNN): giá trị giữa hai vạch liền nhau = (hiệu hai số ghi liền nhau) : (số khoảng giữa chúng).
3. Đếm vạch từ số ghi gần nhất phía trước kim.

Ví dụ 1. Ampe kế GHĐ 2 A, từ 0 đến 1 có 10 khoảng → ĐCNN 0,1 A. Kim ở vạch thứ 13 → I = 1,3 A.

Ví dụ 2. Vôn kế GHĐ 15 V, ĐCNN 0,5 V, kim ở vạch thứ 19 → U = 9,5 V.

Giá trị cần đo phải nhỏ hơn GHĐ, không thì kim vượt thang, đồng hồ có thể hỏng.

Bảng tóm tắt

Lỗi hay gặp

• Đổi mA → A thiếu số 0: 40 mA viết thành 0,4 A (đúng: 0,04 A). Nhớ dời đủ 3 chữ số.
• Mắc nhầm cách: ampe kế mắc song song, hoặc vôn kế mắc nối tiếp.
• Nhầm cực: chốt (+) của dụng cụ đo nối về phía cực âm → kim lệch ngược.
• So sánh khác đơn vị: thấy "500" lớn hơn "0,8" nên tưởng 500 mA > 0,8 A. Đổi về cùng đơn vị trước!
• Chọn đồng hồ có GHĐ nhỏ hơn giá trị cần đo → kim vượt thang.

Bài tập theo dạng

Dạng 1. Đổi đơn vị

Lớn sang nhỏ nhân 1000, nhỏ sang lớn chia 1000.

Bài 1. Đổi: a) 0,25 A = ? mA b) 40 mA = ? A c) 3,5 kV = ? V d) 750 mV = ? V

Dạng 2. Mắc đúng hay sai?

Kiểm tra: ampe kế nối tiếp? vôn kế song song với chỗ cần đo? chốt (+) về phía cực dương?

Bài 2. Muốn đo dòng điện qua đèn và hiệu điện thế giữa hai đầu đèn, có ba cách mắc:

1. Ampe kế song song với đèn, vôn kế nối tiếp.
2. Ampe kế nối tiếp, vôn kế song song với đèn, nhưng chốt (+) của ampe kế nối về phía cực âm.
3. Ampe kế nối tiếp, vôn kế song song với đèn, các chốt (+) về phía cực dương.

Cách nào đúng?

Dạng 3. Đọc số chỉ, chọn đồng hồ

Bài 3. a) Ampe kế GHĐ 500 mA, giữa hai số ghi liền nhau (cách nhau 100 mA) có 5 khoảng. Kim vượt vạch 300 thêm 2 khoảng. Đọc số chỉ.
b) Cần đo dòng điện khoảng 0,8 A. Chọn ampe kế GHĐ 100 mA, 500 mA hay 2 A?

Dạng 4. Vận dụng thực tế

Đổi về cùng đơn vị rồi mới so sánh.

Bài 4. a) Ba bóng đèn giống nhau có dòng điện 0,18 A; 150 mA; 0,2 A. Đèn nào sáng nhất, đèn nào mờ nhất?
b) Pin ghi 6 V, vôn kế đo hai cực chỉ 4800 mV. Pin còn mới hay đã yếu?

Trò chơi 5 phút ở nhà: "Thám tử số vôn"

Đi quanh nhà tìm những thứ có ghi số vôn hoặc ampe (cục sạc, pin điều khiển, ổ cắm kéo dài, quạt USB, đèn ngủ…). Chỉ đọc nhãn, không tháo, không cắm rút. Ghi vào bảng:

Ai tìm được nguồn có số vôn nhỏ nhất và lớn nhất thì thắng. Bonus: đổi mọi số A tìm được ra mA.