Hiệu điện thế là gì? Định nghĩa, ký hiệu, công thức tính từ A – Z

Hiệu điện thế là gì? Đây là một thông số vô cùng phổ biến và thông dụng dùng trong đo lường điện áp. Bài viết sau đây, Ắc Quy Gia Phát sẽ chia sẻ những thông tin hữu ích về hiệu điện thế. Mời bạn cùng tham khảo!

1. Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế là gì? Hiệu điện thế chính là công thực hiện được trên một đơn vị điện tích, giúp di chuyển hạt điện tích có trong trường tĩnh điện từ điểm này cho đến điểm kia. Khi đó, hiệu điện thế đại diện cho nguồn năng lượng, có thể là mất đi, sử dụng hoặc thậm chí năng lượng lưu trữ.

Vôn kế được dùng để đo hiệu điện thế giữa hai điểm trên cùng một hệ thống điện và gốc thế điện của hệ thống điện được chọn là mặt đất.

Hiệu điện thế thể hiện sự di chuyển của các hạt mang điện tích âm về điện áp cao, trong khi các hạt mang điện tích dương bị kéo về điện áp thấp. Điều này tạo nên hiện tượng dòng điện trong dây dẫn hoặc điện trở chạy từ điện áp cao hơn đến điện áp thấp hơn.

=> Xem thêm:

• Ah là gì? Các thông số trên bình ắc quy có ý nghĩa gì?
• CCA là gì? Hướng dẫn đo lường tuổi thọ bình ắc quy bằng CCA

2. Ký hiệu và đơn vị của hiệu điện thế là gì?

Ký hiệu của hiệu điện thế là U.

Đơn vị đo hiệu điện thế là vôn, kí hiệu là V. Ngoài ra, người ta còn dùng các đại lượng nhỏ hơn như milivôn (mV) hay lớn hơn như kilôvôn (kV) để đo hiệu điện thế.

Cách quy đổi giữa V với các đại lượng khác: 1mV = 0.001V, 1kV= 1000V,…

3. Công thức tính hiệu điện thế là gì?

Công thức hiệu điện thế bao gồm các công thức sau.

3.1 Công thức tính hiệu điện thế 1

Hiệu điện thế có công thức tính cơ bản là: U=I.R

Trong đó:

• I: Cường độ dòng điện (A).
• R: Điện trở của vật dẫn điện (Ω).
• U: Hiệu điện thế (V).

3.2 Công thức tính hiệu điện thế 2

Hiệu điện thế có ký hiệu ∆V hay ∆U, viết đơn giản là V hoặc U. Kí hiệu này được học tại chương trình Vật lý lớp 7 và lớp 11.

= > Công thức: VM = AM∞qAM∞q

Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó.

=> Công thức: UMN = VM – VM = AMNqAMNq

Chú ý:

• Hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng có giá trị âm hoặc dương.
• Trong điện trường, vectơ cường độ điện trường có hướng từ nơi có điện thế cao sang nơi có điện thế thấp.

3.3 Công thức tính hiệu điện thế 3

Hiệu điện thế giữa 2 điểm M và N trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến N. Nó được xác định bằng thương số công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.

=> Công thức: VM – VN = AMN/q

3.4 Công thức tính hiệu điện thế khác

Sự gia tăng điện thế từ điểm A đến điểm B được tính bởi công thức: UAB = UA – UB

Trong trường hợp này, hiệu điện thế tăng từ điểm A đến điểm B được tính bằng công thực hiện trên một đơn vị điện tích để chuyển điện tích từ A đến B mà không gây ra gia tốc.

4. Đo hiệu điện thế bằng dụng cụ gì?

Để đo hiệu điện thế, người ta thường sử dụng các dụng cụ chuyên dụng sau:

• Vôn kế: Đây là dụng cụ phổ biến nhất để đo hiệu điện thế. Vôn kế hoạt động dựa trên việc đo dòng điện chạy qua một điện trở đã biết, sau đó áp dụng định luật Ôm để suy ra hiệu điện thế.
• Ampe kìm: Một số loại ampe kìm hiện đại cũng được trang bị thêm chức năng đo hiệu điện thế, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
• Đồng hồ vạn năng (Multimeter): Đây là thiết bị đa năng, có khả năng đo nhiều đại lượng điện khác nhau, bao gồm cả hiệu điện thế (AC và DC), cường độ dòng điện, điện trở, và đôi khi cả nhiệt độ, tần số.

5. Cách đo hiệu điện thế

Cách đo hiệu điện thế vô cùng đơn giản, trước khi đo bạn phải xác định đơn vị đo và độ chia nhỏ nhất của vôn kế. Tiếp đến, bạn mắc vôn kế song song với 2 cực của nguồn điện, cực dương (+) sẽ mắc với cực dương của nguồn điện và cực âm (-) sẽ mắc với cực âm của nguồn điện. Số vôn (V) hiển thị trên màn hình là giá trị hiệu điện thế giữa 2 đầu của nguồn điện khi chưa mắc vào mạch. Đối với vôn kế sử dụng kim, trước khi tiến hành đo hiệu điện thế, bạn phải quan sát vị trí của kim và điều chỉnh nó về số 0 để cho ra kết quả chính xác nhất.

6. Sự khác biệt giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện 

Hiệu điện thế và cường độ dòng điện là hai khái niệm quan trọng trong lĩnh vực điện, nhưng chúng có vai trò và ý nghĩa khác nhau. Hiểu rõ sự khác biệt giúp bạn tránh nhầm lẫn khi đo lường hoặc phân tích mạch điện.

Sự khác nhau

• Hiệu điện thế (U): Là sự chênh lệch năng lượng điện giữa hai điểm trong mạch, thể hiện khả năng đẩy dòng điện di chuyển. Nó giống như “áp suất” của dòng điện.
• Cường độ dòng điện (I): Là thước đo tốc độ hoặc số lượng electron di chuyển qua một tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Nó tương tự “lưu lượng” của dòng điện.

Cách phân biệt

Dưới đây là các tiêu chí chính để phân biệt hiệu điện thế và cường độ dòng điện:

Mục đích đo lường: 

• Hiệu điện thế: Xác định độ chênh lệch điện áp giữa hai điểm, ví dụ, giữa hai cực của pin hoặc bóng đèn.
• Cường độ dòng điện: Đo độ mạnh/yếu của dòng điện, cho biết dòng electron di chuyển nhanh hay chậm.

Đơn vị và ký hiệu: 

• Hiệu điện thế: Ký hiệu U, đơn vị vôn (V).
• Cường độ dòng điện: Ký hiệu I, đơn vị ampe (A).

Ví dụ:

Trong một mạch điện với pin (điểm đầu) và bóng đèn (điểm cuối), hiệu điện thế là sự khác biệt năng lượng giữa pin và bóng đèn, thúc đẩy dòng điện chạy. Cường độ dòng điện cho biết lượng electron di chuyển từ pin đến bóng đèn trong một giây.

7. Mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế 

Mối liên hệ chặt chẽ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế được thể hiện rõ nhất qua Định luật Ôm

Nội dung định luật phát biểu rằng: Cường độ dòng điện (I) chạy qua một dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế (U) đặt vào hai đầu dây dẫn đó và tỷ lệ nghịch với điện trở (R) của dây.[

Công thức:

I = U / R

Từ công thức này, ta có thể thấy:

• Khi điện trở R của vật dẫn không đổi, nếu hiệu điện thế U tăng lên bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện I chạy qua dây dẫn cũng tăng lên bấy nhiêu lần, và ngược lại.
• Để có dòng điện chạy trong mạch, bắt buộc phải tồn tại một hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch đó.

Như vậy, hiệu điện thế là điều kiện cần để tạo ra và duy trì dòng điện trong một vật dẫn.

8. Những câu hỏi thường gặp về hiệu điện thế

8.1 Tại sao lại xuất hiện hiệu điện thế?

Hiệu điện thế xuất hiện do sự chênh lệch điện tích giữa hai điểm, có thể do:

• Sự tích tụ điện tích hoặc mất cân bằng điện giữa hai điểm
• Dòng điện chạy qua từ trường biến thiên
• Các quá trình điện hóa hoặc hiệu ứng áp điện.

Những yếu tố này tạo ra sự mất cân bằng điện, dẫn đến sự xuất hiện của hiệu điện thế.

8.2 Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường là gì?

Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường tĩnh là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có một điện tích di chuyển giữa hai điểm đó. Hiệu điện thế này có thể đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện), hoặc sự mất đi, sử dụng, hoặc năng lượng được lưu trữ (giảm thế). Về bản chất, nó chính là công mà lực điện trường thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm này đến điểm kia.

Trên đây là những thông tin được chia sẻ về hiệu điện thế là gì, ký hiệu của hiệu điện thế cũng như công thức tính hiệu điện thế. Hy vọng qua nội dung này, bạn sẽ có được những thông tin cơ bản về hiệu điện thế.

Ắc Quy Gia Phát là một trong những đơn vị chuyên cung cấp các loại ắc quy xe ô tô uy tín tại TPHCM và Bình Dương, là lựa chọn số 1 của khách hàng khi có nhu cầu mua ắc quy. Nếu bạn có vấn đề gì thắc mắc và cần được giải đáp hiệu điện thế là gì thì hãy liên hệ với chúng tôi để được nhân viên phục vụ tận tình và chu đáo, mang đến sự hài lòng nhất.

=> Xem thêm:

• Công suất (W) là gì? Công Thức & Ý Nghĩa Đối Với Thiết Bị
• Công suất định danh là gì? Những thông tin cần biết về công suất định danh
• Dung lượng dự trữ RC? Ý nghĩa thông số RC trên bình ắc quy