Supakorn Kaewinta / EyeEm / Getty Images
Đối với hầu hết mọi người, điện là một lực bí ẩn xuất hiện một cách kỳ diệu khi chúng ta bật công tắc đèn hoặc cắm thiết bị. Tuy nhiên, trong khi khoa học đằng sau dòng điện rất phức tạp, thì những điều cơ bản của dòng điện, hoặc dòng điện, rất dễ hiểu nếu bạn tìm hiểu một số thuật ngữ và chức năng chính. Nó cũng giúp so sánh dòng điện qua dây dẫn với dòng nước chảy qua đường ống. Mặc dù sự tương tự không hoàn hảo, nhưng nhiều đặc điểm của dòng điện trong dây mạch tương tự như dòng nước trong hệ thống ống nước.
-
Di chuyển điện tử
Hình ảnh Sharif Tarabay / Getty
Cái mà chúng ta gọi là dòng điện xảy ra ở cấp hạt trong số các nguyên tử của vật liệu dẫn điện trong mạch điện gia dụng, đây là dây đồng. Trong mỗi nguyên tử có ba loại hạt: neutron, proton (mang điện tích dương) và electron (mang điện tích âm). Hạt quan trọng ở đây là electron, vì nó có đặc tính duy nhất là có thể tách khỏi nguyên tử của nó và di chuyển đến một nguyên tử lân cận. Dòng điện tử này là thứ tạo ra dòng điện điện tử nhảy nhảy của các electron tích điện âm từ nguyên tử sang nguyên tử.
Máy phát điện hoạt động như thế nào
Điều gì gửi các electron vào chuyển động? Vật lý rất phức tạp, nhưng về bản chất, dòng điện trong dây mạch được tạo ra bởi một máy phát tiện ích (một tuabin chạy bằng gió, nước, lò phản ứng nguyên tử hoặc đốt nhiên liệu hóa thạch). Năm 1931, Michael Faraday đã phát hiện ra rằng các điện tích được tạo ra khi một vật liệu dẫn điện (dây kim loại) được di chuyển trong một từ trường. Đây là nguyên tắc chính mà các máy phát điện hiện đại hoạt động: Tua bin dù được cung cấp năng lượng từ nước rơi hoặc hơi nước do lò phản ứng hạt nhân tạo ra, xoay các cuộn dây kim loại khổng lồ bên trong nam châm khổng lồ, do đó gây ra các dòng điện.
Với điện trường cực lớn của các điện tích dương và âm được thiết lập, các electron trong các dây trong toàn lưới điện nhảy vào hoạt động và bắt đầu chảy theo nhịp với điện trường. Khi bạn lật một công tắc đèn hoặc cắm trong một chiếc đèn hoặc lò nướng bánh, bạn đang thực sự khai thác vào một dòng chảy tiện ích rộng lớn của các electron bị kéo và đẩy bởi máy phát điện tiện ích mà bạn có thể hàng trăm dặm.
Máy phát điện đôi khi được ví như máy bơm nước, họ không tạo ra điện (giống như máy bơm nước không tạo ra nước), nhưng chúng làm cho dòng điện tử có thể.
-
Hiện tại = Dòng chảy của Elecricity
Victor De Schwanberg / Thư viện ảnh khoa học / Getty Images
Thuật ngữ hiện tại dùng để chỉ dòng điện tử đơn giản trong mạch hoặc hệ thống điện. Bạn cũng có thể ví dòng điện với số lượng hoặc thể tích của nước chảy qua ống nước. Dòng điện được đo bằng cường độ dòng điện hoặc ampe.
AC so với DC hiện tại
Dòng điện tồn tại trong hai loại: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). Về mặt kỹ thuật, dòng điện một chiều chỉ chạy theo một hướng, trong khi dòng điện xoay chiều ngược hướng. Theo thuật ngữ hàng ngày, AC là hình thức điện do máy phát tạo ra, vận hành đèn, thiết bị và ổ cắm trong nhà bạn, trong khi DC là dạng năng lượng được cung cấp bởi pin. Ví dụ: đèn pin của bạn là hệ thống DC, trong khi các cửa hàng của nhà bạn sử dụng hệ thống AC.
Nhiều nguồn năng lượng tái tạo như máy phát điện mặt trời và gió, sản xuất điện DC được chuyển đổi thành AC để sử dụng trong gia đình. Pin của ô tô là một hệ thống DC được sử dụng để khởi động động cơ, nhưng một khi động cơ được khởi động, hệ thống điện của ô tô có một máy phát điện bắt đầu tạo ra dòng điện xoay chiều để chạy các hệ thống khác nhau.
-
Điện áp = Áp suất
Marek Jagoda / EyeEm / Getty Images
Điện áp, còn được gọi là lực điện động , thường được định nghĩa là áp suất của các electron trong một hệ thống. Nó có thể được ví như áp lực nước trong một đường ống. Các mạch tiêu chuẩn trong nhà của bạn mang khoảng 120 volt (điện áp thực tế có thể thay đổi trong khoảng từ 115 đến 125 volt) hoặc 240 volt (phạm vi thực tế: 230 đến 250 volt). Hầu hết các thiết bị chiếu sáng và ổ cắm được cung cấp bởi các mạch 120 volt, trong khi máy sấy, dải và các thiết bị lớn khác thường sử dụng mạch 240 volt.
-
Công suất = Tốc độ dòng chảy
Hình ảnh Tom Chance / Getty
Thuật ngữ công suất dùng để chỉ tốc độ tiêu hao năng lượng điện hoặc tiêu thụ. Tổng lượng điện năng tiêu thụ của hệ thống điện trong nhà bạn được đọc thông qua đồng hồ điện của công ty tiện ích. Nó được đo bằng kilowatt-giờ hoặc 1.000 watt-giờ, và đó là cách bạn được lập hóa đơn.
Mỗi thiết bị điện, chẳng hạn như thiết bị chiếu sáng hoặc thiết bị, có tỷ lệ sử dụng được đo bằng watt. Ví dụ, một bóng đèn 100 watt đốt trong 10 giờ sử dụng một kilowatt giờ điện.
Ampe, vôn và watts tồn tại trong mối quan hệ toán học với nhau, được biểu thị như sau: Watts = Volts x Amps
Nếu một thiết bị được đánh giá ở mức 120 volt và 10 amps, nó sẽ sử dụng tới 1.200 watt khi nó đang chạy: 120 volt x 10 amps = 1.200 watt.
-
Ohms = Kháng chiến
Hình ảnh của Stanley K Patz / Getty
Ohms là phép đo điện trở đối với dòng điện tử thông qua vật liệu dẫn điện. Điện trở càng cao, dòng điện tử càng thấp. Điện trở này gây ra một lượng nhiệt nhất định được tạo ra trong mạch. Lý do mà một máy sấy tóc thổi khí nóng, chẳng hạn, là vì điện trở trong hệ thống dây điện bên trong, tạo ra nhiệt. Và chính điện trở trong các dây nhỏ của bóng đèn sợi đốt làm cho nó nóng lên và phát sáng với ánh sáng. Nó cũng là điện trở có thể quá nóng dây kéo dài nếu nó được sử dụng trên một thiết bị có quá nhiều dòng điện.
Trong hệ thống dây điện, quá nhiều điện trở có thể làm quá tải mạch điện và gây ra cháy điện. Bởi vì các kết nối xấu gây ra bởi những thứ như đầu vít lỏng và ăn mòn có khả năng là thủ phạm, kết nối điện nên được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo an toàn trong hệ thống điện.
