Điện áp là một trong những khái niệm quan trọng và cơ bản nhất trong lĩnh vực vật lý điện học, hầu hết chúng ta đã được học qua này khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Ngày nay, đại lượng này đã vô cùng phổ biến với sự xuất hiện trong những linh kiện điện tử, thiết bị, dụng cụ,…
Tìm hiểu khái niệm về điện áp là gì?
Điện áp là tỷ số chênh lệch giữa nơi có điện thế cao và nơi có điện thế thấp với tên gọi đầy đủ là hiệu điện thế và thường được sử dụng phổ biến. Giá trị này cũng hoàn toàn tương ứng với công mà lực điện cần để di chuyển những hạt điện tích mang điện đi từ điểm này đến điểm kia trong một môi trường tĩnh điện.
Điện áp thể hiện giá trị của nguồn năng lượng điện còn gọi là lực điện tồn tại trong mạch hay sự biến thiên về điện năng trong các mạch điện. Nó còn được xem là một loại của lực điện từ, khi cường độ của hiệu điện thế cao, dòng điện chạy qua mạch lớn, khi cường độ thấp, lúc này dòng điện chạy qua mạch cũng sẽ nhỏ hơn.
Điện áp có thể được đại diện cho nguồn năng lượng còn gọi là sức điện động, nguồn năng lượng bị mất, sử dụng hay tích trữ. Một vôn kế có thể sử dụng để đo hiệu điện thế giữa hai điểm trong một hệ thống, thường 1 điện thế tham chiếu chung như mặt đất của hệ thống sẽ được sử dụng.
Điện thường được biểu diễn bằng 2 ký hiệu quen thuộc là V và U trong các công thức và những nghiên cứu vật lý, kí hiệu V vẫn thường được sử dụng nhiều hơn. Đơn vị đo của đại lượng này cũng được công nhận theo hệ thống đo lường quốc tế SI với tên gọi là Volt (V), tên được đặt theo nhà vật lý học người Ý Alessandro Volta.
Tìm hiểu những công thức tính hiệu quả
Có rất nhiều công thức tính phổ biến để tính hiệu điện thế, cơ bản nhất là công thức U = I.R với U là hiệu điện thế, I là cường độ dòng điện chạy trong mạch kí hiệu là Ampe (A), R là điện trở được kí hiệu là ôm (Ω). Bạn có thể dựa vào những thông số cho sẵn trên các thiết bị để áp dụng công thức tính điện áp một cách dễ dàng nhất.
Tính sự chênh lệch giữa 2 mạch điện
Điện áp là sự chênh lệch điện thế giữa 2 đầu mạch điện, chúng ta có thể rút ra được công thức sau: UAB = UA – UB, trong đó UAB là điện thế giữa 2 điểm A và B còn UM, UN lần lượt là điện thế tại các điểm M, N. Có thể áp dụng linh hoạt các công thức với số liệu cho sẵn để tính các giá trị điện thế.
Giá trị của nguồn điện
Giá trị của điện vốn có bản chất là công lực điện cần để dịch chuyển điện tích giữa hai điểm, từ đây ta có thể rút ra công thức tính điện thế nâng cao: UMN = UM – UN = AMq – ANq = AMNq. Trong đó, AMN là công dùng để đưa điện tích di chuyển giữa các điểm, AM, AN là công đưa điện tích từ M, N đến vô cùng, còn q là điện tích.
Các mạch điện cũng có hai kiểu mắc là nối tiếp và song song, trong trường hợp tải được mắc nối tiếp, điện thế lúc này sẽ được tính U = U1 + U2 + U3. Đối với kiểu mắc song song, lúc này điện thế sẽ có giá trị như nhau tại mọi điểm, cụ thể như sau: U = U1 = U2 = U3, điện áp qua mỗi tải lúc này có giá trị bằng với giá trị tại nguồn.
Một số loại điện áp cơ bản hiện nay là gì?
Sau khi đã tìm hiểu qua khái niệm và một số công thức tính điện áp, chúng ta sẽ bắt đầu tìm hiểu về những loại điện. Được biết, trong hệ thống truyền tải điện năng công nghiệp ở nước ta, điện sẽ được phân chia thành 3 loại cơ bản là: Cao thế, trung thế và hạ thế, hãy cùng nhau tìm hiểu sự khác biệt của các loại điện này nhé!
Điện áp cao thế có gì đặc biệt?
Nghe qua tên gọi, chúng ta có thể dễ dàng hình dung được điện cao thế là dòng điện lớn, những thiết bị cùng với dây dẫn mang dòng điện cao thế phải đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu lắp đặt kỹ thuật an toàn. Nếu không tuân thủ những quy trình lắp ráp các dụng cụ đi cùng với dòng điện trên sẽ dễ gây nguy hiểm đến tính mạng.
Điện áp cao thế được đẩy lên khi muốn truyền tải điện năng đi xa nhằm giảm thiểu mức hao phí, gồm có: 66KV, 110KV, 220KV và cao nhất là 500KV. Loại điện này được ứng dụng trong quá trình phân phối điện năng bên trong ống phóng tia cathode, sản sinh ra tia X và những ứng dụng khoa học công nghệ khác.
Điện trung thế và những điều cần biết
Về cơ bản, điện trung thế luôn có giá trị điện áp nhỏ hơn cao thế và được sử dụng phổ biến cho khu công nghiệp, những công trình hay khu dân cư thông qua máy hạ thế, máy biến áp. Quy trình phân phối điện diễn ra từ đường điện trung thế, chuyển đến máy biến áp, cuối cùng hạ áp để phân phối điện, thường có giá trị 22KV và 35KV.
Điện trung thế mức độ nguy hiểm cũng ít hơn cao thế, tuy nhiên cũng cần phải lưu ý và cẩn thận khi tiếp xúc với loại điện này. Cần đảm bảo những dụng cụ, thiết bị, vỏ bọc kèm theo điện trung thế đã được đáp ứng về yêu cầu lắp đặt kỹ thuật an toàn để tránh những nguy hiểm, tai nạn không đáng có.
Thông tin về loại điện áp hạ thế
Điện hạ thế có cấp điện khoảng 0,4 KV, được xem là loại điện được sử dụng để cấp cho những thiết bị khác hoạt động gồm có: điện hạ thế 1 pha, 2 pha, 3 pha. Chúng thường dùng để cung cấp nguồn cho một số loại ổn áp đặc biệt, trong đó, loại điện áp 3 pha (380 VAC) được sử dụng phổ biến nhất trong ngành điện công nghiệp.
Đây là cấp điện thường dùng dây cáp bọc vặn xoắn ACB gồm có 4 sợi được bện vào nhau chặt chẽ, trong đó có sử dụng 4 dây rời để gắn lên cột điện bằng kẹp treo hay thiết bị kẹp làm bằng sứ. Các pha của điện áp sẽ ứng với những thông số có giá trị lần lượt là 1 pha 220V, điện 2 pha và 3 pha có giá trị như nhau khoảng 380V.
Dụng cụ được sử dụng để đo điện áp là gì?
Vôn kế là dụng cụ hiệu quả thường được dùng để đo điện áp, ngày nay, trên thị trường có hai loại vôn kế phổ biến là vôn kế dạng đồng hồ đo và vôn kế điện tử. Cả hai loại công cụ này tuy cấu tạo và thiết kế khác biệt nhưng chúng đều có chức năng giống nhau là giúp chúng ta dễ dàng đo lường được hiệu điện thế của dòng điện.
Dạng vôn kế đồng hồ
Đây là loại vôn kế có thiết kế khá đơn giản gồm khung vạch số liệu và kim chỉ số, do chỉ có khả năng đo mạch điện có dòng điện nhỏ nên chúng thường được dùng phổ biến trong học tập và nghiên cứu. Bạn cũng có thể mua sản phẩm và tự đo điện thế trong nhà của mình vì chúng khá dễ sử dụng, các chức năng cũng vô cùng đơn giản.
Bạn có thể tham khảo cách đo vôn kế đồng hồ như sau, đầu tiên chúng ta chèn dây màu đỏ vào cực dương của đồng hồ và dây màu đen vào chân Com. Sau đó, di chuyển núm vặn đến thang đo điện áp AC, đặt ở dải đo phù hợp. Có thể để cho thang AC cao hơn điện cần đo 1 nấc, để 2 que vào 2 điểm cần đo và đọc kết quả hiển thị.
Dạng vôn kế sử dụng đồng hồ điện tử
Vôn kế điện tử sẽ sở hữu màn hình led nhỏ với những nút điều chỉnh thang đo cùng với các loại dòng điện, bạn có thể dễ dàng đo những mạch điện với giá trị lớn hơn. Ngoài ra, loại vôn kế điện tử này còn có thể đo điện áp của dòng điện chạy một chiều và xoay chiều nên được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hơn loại đồng hồ.
Bên cạnh các dụng cụ trên, chúng ta còn có 1 loại dụng cụ khác đo nhiều chỉ số khác của đoạn mạch là đồng hồ vạn năng. Thiết bị vừa có thể đo được điện trở dây dẫn, điện áp, cường độ dòng điện,… Và nhiều chỉ số khác vô cùng dễ dàng và thuận tiện, các bạn có thể tham khảo thêm về công cụ này nữa nhé!
Tác dụng của điện áp đối với đời sống
Điện áp là áp suất được tác dụng vào trong dây dẫn giúp các điện tích chuyển động tạo ra dòng điện có nhiều ứng dụng phục vụ trong cuộc sống. Người ta thường ứng dụng tác dụng từ của dòng điện mà điện áp đã tạo ra vào trong các thiết bị như: quạt điện, máy xay sinh tố, máy bơm hơi nước, máy phát điện, chuông điện,…
Bóng đèn dây tóc cũng là một ví dụ điển hình, khi điện áp biến đổi đã khiến dòng điện đi qua bóng đèn, chuyển điện năng thành quang năng làm cho bóng đèn phát sáng. Ngày nay, các nhà khoa học cũng nghiên cứu tạo ra nhiều loại bóng đèn từ ứng dụng trên giúp tiết kiệm khá nhiều điện năng như: đèn led, compact, huỳnh quang,…
Người ta còn phát hiện ra những tác dụng mà điện áp tạo ra dòng điện đã đựng áp dụng phổ biến trong y học như: điện châm trong đông y, phục hồi trí nhớ hay kích tim trong cấp cứu,… Tuy nhiên, phải biết sử dụng điện với cường độ phù hợp, nếu không cẩn thận sẽ gây nguy hiểm khiến các cơ bị co giật, tim ngừng đập, nghẹt thở,…
Ngoài ra, khi điện áp tạo ra dòng điện còn khiến cho cuộn dây quấn quanh lõi sắt làm kim nam châm lệch khỏi vị trí cân bằng tạo khả năng hút các kim loại. Được ứng dụng thực tiễn trong cuộc sống như tạo ra chuông điện, các động cơ điện hay nam châm điện,… Đã phục vụ rất nhiều cho con người trong đời sống sinh hoạt.
Kết luận
Bài viết trên là những thông tin chia sẻ về khái niệm và một số loại điện áp phổ biến trong cuộc sống hàng ngày. Hy vọng bài viết trên sẽ đem đến cho bạn những trải nghiệm lý thú, hữu ích và đặc biệt là có thêm thật nhiều kiến thức về đại lượng này.
