Hiệu điện thế là nội dung kiến thức quan trọng trong chương trình vật lý các cấp từ trung học cơ sở đến trung học phổ thông. Vậy định nghĩa hiệu điện thế là gì? Công thức tính như thế nào? Vì vậy, trong bài viết này, thegioimay.org sẽ giúp bạn tổng hợp và ôn lại những kiến thức quan trọng của phần điện lực học này nhé!
Nội dung chính
Hiệu điện thế là gì?
Định nghĩa hiệu điện thế là gì được đề cập rất rõ trong chương trình học vật lý 7 và vật lý 11. Tuy nhiên, vật lý lớp 11 đề cập sâu hơn và phạm vi rộng hơn so với lớp 7. Trong đó:
- Theo chương trình vật lý lớp 7, hiệu điện thế được hiểu đơn giản là phần được sinh ra giữa hai cực của nguồn điện. Hay có thể đó là công để các hạt mang điện tích di chuyển giữa hai cực (dương và âm) trong nguồn điện.
- Định nghĩa hiệu điện thế lớp 11 được giải thích phức tạp hơn. Theo đó, trong điện trường, hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh ra công khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N. Thương số của công được sinh ra khi điện tích q di chuyển từ M đến N được gọi là hiệu điện thế.
Thực tế, hai khái niệm này đều có chung bản chất, đề cập đến sự chênh lệch điện thế của hai cực.
>>> Bài viết tham khảo: [Tìm hiểu] cường độ dòng điện – công thức tính cường độ dòng điện
Ký hiệu và đơn vị đo của hiệu điện thế là gì?
Trong vật lý, hiệu điện thế được ký hiệu bằng U.
Vôn (V) là đơn vị dùng để đo hiệu điện thế. Người ta thường sử dụng các đơn vị lớn như kilôvôn (kV) hay đơn vị nhỏ milivon (mV) dùng để đo hiệu điện thế. Trong đó:
- 1V = 1000mV
- 1kV = 1000V
Dụng cụ đo hiệu điện thế là gì?
Vôn kế là dụng cụ chuyên dụng dùng để đo hiệu điện thế. Vôn kế được chia thành hai loại chính là vôn kế hiển thị số và vôn kế đồng hồ kim. Hai loại vôn kế này đều được sử dụng để đo hiệu điện thế với độ chính xác tương đương nhau.
Cách đo hiệu điện thế:
- Bước 1: Lựa chọn vôn kế có đơn vị đo và độ chia nhỏ nhất phù hợp dòng điện cần đo.
- Bước 2: Mắc vôn kế song song với mạch điện. Lưu ý, cực dương của vôn kế phải được lắp với cực dương của mạch điện, cực âm của vôn kế được lắp với cực âm của mạch điện. Tuyệt đối không được lắp ngược dấu giữa hai thiết bị bởi như vậy có thể dẫn đến tình trạng chập, cháy, ảnh hưởng đến sự an toàn của người thực hiện.
- Bước 3: Đọc kết quả hiển thị trên màn hình vôn kế.
Chú ý: Nếu dùng vôn kế kim để đo hiệu điện thế, trước khi lắp vào mạch điện để đo, bạn phải điều chỉnh kim về vị trí số 0 để kết quả đo được chính xác nhất!
Công thức tính hiệu điện thế
Trong chương trình vật lý lớp 7, lớp 9, lớp 11 và lớp 12, các bạn học sinh đã tiếp cận với rất nhiều các công thức tính hiệu điện thế khác nhau.
Dưới đây là một số công thức cơ bản được chúng tôi tổng hợp, mời các bạn tham khảo:
Công thức số 1
U = I.R
Trong đó:
- U: Hiệu điện thế (V)
- I: Cường độ dòng điện (A)
- R: Điện trở của dòng điện ()
Công thức số 2
UMN= VM- VN= AMNq
Trong đó:
- UMN: Là hiệu điện thế giữa điểm M và điểm N (V)
- AMN: Công lực điện được sinh ra để điện tích di chuyển từ điểm M đến điểm N (J)
- q: Điện tích (C)
Công thức số 3
Công thức liên hệ giữa hiệu điện thế và điện trường:
UMN= E.dMN
Trong đó:
- E: Là cường độ điện trường đều (V/m)
- d: Khoảng cách giữa hai hình chiếu của hai điểm M và N trên đường sức (cm)
>>> Bài viết tham khảo: Cảm biến từ là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến từ
Phân biệt hiệu điện thế với cường độ dòng điện
Hiệu điện thế và cường độ dòng điện là hai khái niệm đề cập đến khả năng hoạt động của các phân tử trong điện trường. Mỗi khái niệm sẽ mang một ý nghĩa khác nhau. Bạn có thể tham khảo cách phân biệt hai đại lượng này như sau:
| Tiêu chí so sánh | Hiệu điện thế | Cường độ dòng điện |
| Ý nghĩa | Sự chênh lệch về khả năng sinh công để điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N nào đó. | Xác định tốc độ của dòng điện hay chính là sự mạnh/ yếu của dòng điện. |
| Ký hiệu | U | I |
| Đơn vị đo | V (Vôn) | A (Ampe) |
| Dụng cụ đo | Vôn kế, đồng hồ vạn năng | Ampe kế, ampe kìm, đồng hồ vạn năng |
| Mối quan hệ | Có mối quan hệ mật thiết với nhau, không thể thiếu một trong hai được. | Có mối quan hệ mật thiết với nhau, không thể thiếu một trong hai được. |
Trên đây là toàn bộ kiến thức giải thích hiệu điện thế là gì và các công thức tính hiệu điện thế được chúng tôi tổng hợp. Hy vọng qua những thông tin chia sẻ trên sẽ mang đến cho bạn đọc kiến thức bổ ích. Hãy truy cập vào thegioimay.org để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé!
