Cường độ dòng điện là gì? Công thức tính cường độ dòng điện từ A – Z

Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ định nghĩa cường độ dòng điện là gì? Ký hiệu, đơn vị đo, dụng cụ đo và công thức tính cường độ dòng điện kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z để các bạn cùng tham khảo nhé

Cường độ dòng điện là gì?

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho hoạt động mạnh và yếu của dòng chạy trong dây dẫn; số lượng điện tử đi qua tiết diện vật dẫn trong một đơn vị thời gian. Khi dòng điện càng mạnh thì cường độ càng lớn và ngược lại sẽ càng thấp.

Ký hiệu

Cường độ dòng điện thường được ký hiệu bằng chữ I

Đơn vị tính

Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn vị ampe ký hiệu là A

Dụng cụ đo cường độ dòng điện

Để có thể đo được cường độ của dòng điện thì hiện nay chúng ta sử dụng Ampe kế hay còn gọn là đồng hồ ampe.  Hiện nay ampe kế gồm có các koaij như sau: ampe kế đo dòng điện, ampe kế đo AC/DC, dòng đo điện trở cách điện, ampe kế đo điện trở đất hoặc dòng đo miliampe hay còn gọi là miliampe kế.

Công thức tính cường độ dòng điện

1. Công thức tính cường độ dòng điện của dòng điện không đổi

I = q/t

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện không đổi (A)
• q là điện lượng dịch chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn ( C)
• t thời gian điện lượng chuyển qua tiết diện phẳng vật dẫn (s)

2. Công thức tính cường độ dòng điện trung bình

Cường độ dòng điện trung bình trong một khoảng thời gian được định nghĩa bằng thương số giữa điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian đó và khoảng thời gian đang xét.

I_tb = ΔQ/Δt

Trong đó,

• I_tb là cường độ dòng điện trung bình (A)
• ΔQ là điện lượng chuyển qua tiết diện được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb)
• Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây)

3. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng

I = I₀/√2

Trong đó:

• I là cường độ dòng điện hiệu dụng
• I₀ là cường độ dòng điện cực đại

4. Công thức tính cường độ dòng điện theo định luật ôm

I = U/R

Trong đó:

• I: Cường độ dòng điện (đơn vị A)
• U: Hiệu điện thế (đơn vị V)
• R: Điện trở (đơn vị Ω)

Tham khảo thêm: Hiệu điện thế là gì? Công thức tính hiệu điện thế chính xác 100% [VD]

Bài tập về cường độ dòng điện có lời giải

Ví dụ 1: Hình vẽ mặt số của một ampe kế. Hãy cho biết:

a. Giới hạn của ampe kế.

b. Độ chia nhỏ nhất .

c. Số chỉ của ampe kế khi kim ở vị trí (1).

d. Số chỉ của ampe kế khi kim ở vị trí (2).

Lời giải

a. GHĐ là số đo lớn nhất trên ampe kế: 1,6A

b. ĐCNN là khoảng cách gần nhất giữa hai vạch trên ampe kế: 0,1A

c. Số chỉ của ampe kế khi kim ở vị trí (1) là: I1 = 0,4 A

d. Số chỉ của ampe kế khi kim ở vị trí (2) là: I2 = 1,3A

Ví dụ 2: Khi bóng đèn pin sáng bình thường thì dòng điện chạy qua nó cường độ vào khoảng 0,3A. Nên sử dụng ampe kế có giới hạn nào dưới đây là thích hợp nhất để đo cường độ dòng điện này?

A. 0,3A

B. 1,0A

C. 250mA

D. 0,5A

Lời giải

Chọn đáp án D. Vì chỉ cần chọn thang đo phù hợp, nghĩa là thang đo cần có giới hạn đo lớn gấp khoảng 1,5 đến 2 lần giá trị ước lượng cần đo.

Ví dụ 3: Tiến hành mắc tụ điện có điện dụng 2μF vào mạng điện xoay chiều có điện áp 220V và tần số 50 Hz. Hỏi cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ điện là bao nhiêu?

Lời giải:

Tần số góc: ω = 2πf = 100π rad/s.

Dung kháng: Zc = 1/ωC = 1/ 100π.2.10-6 = 5000/π (Ω)

Bởi vì mạch chỉ có tụ điện nên cường độ dòng điện hiệu dụng được tính theo công thức:

I = U/Zc = 220: 5000/π ≈ 0.14 A

Ví dụ 4: Khi đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế 12V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 0,5A. Nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó tăng lên 24V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là bao nhiêu?

Lời giải

Vì U và I tỉ lệ thuận nên:

I₂/I₁ = U₂/U₁ => ₂ = I₁.U₂/U₁ = 0,5.24/12 = 1(A)

Ví dụ 5:

Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1 = 4 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 10 Ω. Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế U = 10 V. Hãy xác định:

a) Điện trở tương đương của mạch

b) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và trong mạch chính

c) Hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.

Sơ đồ mạch điện (R₁ nt R₂) // R₃

a) Điện trở tương đương của mạch điện

b) Cường độ dòng điện qua R₁ và R₂ là:

Cường độ dòng điện qua R₃ là:

I₃ = U/R₃ = 10 : 10 = 1A

Cường độ dòng điện trong mạch chính là

I = I₁₂ + I₃ = 1 + 1 = 2A

c) Hiệu điện thế hai đầu R₁ là: U₁ = I₁₂.R₁ = 1.4 = 4 V

Hiệu điện thế hai đầu R₂ là: U₂ = I₁₂.R₂ = 1.6 = 6 V

Hiệu điện thế hai đầu R₃ là: U₃ = U = 10 V.

Ví dụ 6:

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết: R₁ = 3Ω, R₂ = 6Ω, R₃ = 6Ω, U_AB = 3V. Tìm:

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AC.

b) Cường độ dòng điện qua R₃.

c) Hiệu điện thế giữa hai điếm A và C.

d) Cường độ dòng điện qua R₁ và R₂.

Lời giải

Viết sơ đồ mạch điện (R₁ // R₂) nt R₃.

a) Điện trở tương đương của mạch

b) Vì đoạn mạch AB nối tiếp với đoạn mạch BC nên I_AB = I_BC = I_AC

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch AB ta có

Vậy I_AB = I_BC = I_AC → I₃ = I₁₂ = I = 1,5A

c) Hiệu điện thế hai đầu BC là U_BC = I_BC.R₃ = 1,5.6 = 9V

Hiệu điện thế hai đầu AC là U_AC = U_AB + U_BC = 3 + 9 = 12 V

d) Vì R₁ // R₂ nên ta có U₁ = U₂ = U_AB = 3V

Áp dụng định luật Ôm cho mỗi mạch nhánh, ta có

Hy vọng với những kiến thức mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nhớ được các công thức tính cường độ dòng điện để áp dụng vào làm bài tập đơn giản nhé