BÀI 16: DÒNG ĐIỆN. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

I. KHÁI NIỆM DÒNG ĐIỆN

- Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các điện tích.

- Chiều dòng điện được quy ước là chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích dương (ngược với chiều dịch chuyển có hướng của các điện tích âm).

II. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN

1. Thí nghiệm kiểm chứng

- Đèn càng sáng thì số chỉ của ampe kế càng lớn.

2. Khái niệm cường độ dòng điện

*Trả lời Thảo luận 2 (SGK – tr100)

Từ định nghĩa của cường độ dòng điện I=$\frac{\Delta q}{\Delta t}$, trong đó Δq và Δt đều là đại lượng vô hướng nên cường độ dòng điện I cũng là đại lượng vô hướng. Chúng ta thường nói đến chiều dòng điện, thực chất là chỉ chiều của dòng điện dọc theo dây dẫn, chứ không phải chiều trong không gian.

*Kết luận

- Đại lượng vật lí đặc trưng cho tác dụng mạnh hay yếu của dòng điện gọi là cường độ dòng điện, được xác định bằng điện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng S trong một đơn vị thời gian.

I=$\frac{\Delta q}{\Delta t}$

Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị là ampe (A).

3. Định nghĩa đơn vị điện tích

*Trả lời Thảo luận 3 (SGK – tr100)

Từ công thức

I=$\frac{\Delta q}{\Delta t}$

∆q=I.∆t

Trong hệ SI, xét một dòng điện có cường độ I = 1 A chạy qua dây dẫn trong thời gian ∆t = 1 s, ta có đơn vị của điện tích (culong) được định nghĩa: 1 C = 1 A. 1 s = 1 A.s.

4. Vận dụng

*Trả lời Ví dụ (SGK – tr100)

(Tham khảo lời giải trong SGK)

*Trả lời Luyện tập (SGK – tr101)

Dòng điện 1:

I$_{1}$=$\frac{q_{1}}{t_{1}}$=$\frac{1,25.1,6.10^{-19}}{1}$=2 A

Dòng điện 2: 

I$_{2}$=$\frac{q_{2}}{t_{2}}$=$\frac{150}{60}$=2,5 A

*Trả lời Vận dụng (SGK – tr101)

Áp dụng công thức: I=$\frac{\Delta q}{\Delta t}$

=> ∆q=I.∆t=300000.1,5=450000C

III. VẬN TỐC TRÔI

1. Khái niệm vận tốc trôi

- Các hạt tải điện chuyển động hỗn loạn nhưng có xu hướng theo một phương ưu tiên là phương của điện trường ngoài với vận tốc trung bình không đổi, gọi là vận tốc trôi của hạt tải điện.

- Vận tốc trôi của các hạt tải điện tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn.

v=$\frac{I}{nS\left | q \right |}$

*Trả lời Thảo luận 4 (SGK – tr101)

Khi chưa có điện trường ngoài, các hạt tải điện trong dây dẫn, cụ thể là các electron trong kim loại chuyển động nhiệt không ngừng với tốc độ rất lớn, cỡ 106 m/s. Tuy nhiên, không có dòng điện trong dây dẫn Nguyên nhân là do chuyển động nhiệt của các hạt mang điện này không có phương ưu tiên trong cùng một khoảng thời gian, nếu có những electron đi qua một tiết diện nào đó của dây dẫn theo chiều này thì cũng có những electron khác đi qua cùng tiết diện ấy theo chiều ngược lại và kết quả là không có dòng điện xuất hiện trong dây dẫn.

2. Vận dụng

*Trả lời Ví dụ (SGK – tr102)

(Tham khảo lời giải trong SGK)

*Trả lời Thảo luận 5 (SGK – tr102)

- Chính vì độ lớn tốc độ vận tốc trôi (tốc độ trôi) có giá trị rất nhỏ nên dễ làm cho ta cảm thấy có sự mâu thuẫn với việc đèn sáng gần như "tức thì" ngay sau khi bật công tắc. Điều này là do nhầm lẫn giữa tốc độ trôi của các electron và tốc độ lan truyền điện trường trong dây dẫn (cỡ tốc độ ánh sáng). Vì thế, ngay khi vừa bật công tắc thì tất cả các electron hầu như dịch chuyển cùng lúc.