Điện thế, hiệu điện thế: Khái niệm và công thức tính như nào?

Điện thế là gì? Công thức tính điện, hiệu điện thế thế như thế nào. Những câu hỏi này đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của bạn đọc. Để giúp bạn tổng quan đầy đủ kiến thức nhất thì cùng Cao đẳng Y Khoa Phạm Ngọc Thạch tìm hiểu trong chuyên mục dưới đây nhé.

1. Định nghĩa điện thế là gì?

1.1. Khái niệm điện thế

Điện thế là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng của điện tích.

– Ta có: WM​=AM∞​=VM​q

– Theo đó, hệ số VM chỉ phụ thuộc điện trường tại M. Nó đặc trưng cho điện trường về phương diện nhằm tạo ra thế năng với điện tích q. VM được gọi là điện thế tại một điểm M.

1.2. Định nghĩa điện thế

Để xác định được điện thế M sẽ bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.

– Công thức tính điện thế: VM = AM∞/q

1.3. Đơn vị điện thế

– Đơn vị đo điện thế là Vôn (ký hiệu là V).

1.4. Đặc điểm của điện thế

– Điện thế đơn vị là một đại lượng đại số, bạn có thể chọn điện thế tại mặt đất hoặc tại một điểm vô cực làm mốc (bằng 0).

– Với q > 0 nếu AM∞ > 0 thì VM > 0; nếu AM∞ < 0 thì VM < 0;

2. Hiệu điện thế là gì?

Hiệu điện thế là công thực hiện di chuyển một hạt điện tích từ điểm này đến điểm kia có trong trường tĩnh điện. Nói một cách dễ hình dung hơn, hiệu điện thế đại diện cho nguồn năng lượng (lực điện) hoặc có thể là sự mất đi, sử dụng hoặc thậm chí là năng lượng lưu trữ.

Ngoài ra, vôn kế còn được dùng để đo hiệu điện thế giữa hai điểm trong cùng một hệ thống điện và gốc thế điện của một hệ thống điện thường sẽ được chọn là mặt đất.

Hiệu điện thế có thể được sinh ra bởi dòng điện chạy qua từ trường, trường tĩnh điện và các trường từ sẽ thay đổi theo thời gian, ngoài ra có thể là sự kết hợp của 3 nguồn trên.

3. Công thức tính và kí hiệu của hiệu điện thế

Khi đọc các thông số liên quan đến dòng điện thì chắc hẳn bạn hoàn toàn có thể dựa vào kí hiệu đó để phân biệt được điện áp với cường độ dòng điện một cách dễ dàng.

3.1. Ký hiệu của hiệu điện thế:

– Với điện áp được kí hiệu là U.

– Với cường độ dòng điện được kí hiệu là I.

Trường hợp hiệu điện thế có kí hiệu ∆V hay ∆U thì có thể được viết theo cách đơn giản là V hoặc U. Đây đều là những kiến thức cơ bản về hiệu điện thế chương trình vật lý lớp 7 hay lớp 11.

Công thức tính cơ bản:

U = I. R

Trong đó:

• I chính là cường độ dòng điện (A).
• R chính là điện trở của vật dẫn điện (Ω).
• U chính là hiệu điện thế (V).

Các công thức tính hiệu điện thế mở rộng:

VM = AM∞qAM∞q

UMN = VM – VN = AMNqAMNq

Hiệu điện thế giữa 2 điểm có trong điện trường được xem là một đại lượng đặc trưng giúp cho khả năng thực hiện công của điện trường khi có bất kỳ 1 điện tích nào di chuyển giữa 2 điểm đó.

Lưu ý:

• Điện thế và hiệu điện thế là đại lượng vô hướng có thể mang giá trị âm hoặc dương khác nhau.
• Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường có giá trị xác định. Nhưng điện thế tại một điểm trong điện trường có giá trị phụ thuộc vào vị trí mà người dùng chọn làm gốc điện thế.
• Trong điện trường, vectơ có cường độ điện trường sẽ theo hướng từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp.

3.2. Hệ thức của hiệu điện thế với cường độ điện trường

Xét tại 2 điểm M, N trên cùng của đường sức điện tại một điện trường yếu như sau:

– Mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường

+ Với hiệu điện thế: small U_{MN}=frac{A_{MN}}{q}=Ed.

+ Với cường độ điện trường: small E=frac{U_{MN}}{d}=frac{U}{d}.

+ Công thức trên được áp dụng trong trường hợp điện trường không đều và khi khoảng d rất nhỏ dọc theo đường của sức điện do vậy mà cường độ điện trường cũng có sự thay đổi không đáng kể.

Xem thêm Công Thức Tính Vận Tốc Trung Bình và Bài Tập áp dụng thực tế

4. Một số lưu ý về hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ

Để biết được dòng điện hoạt động tại các vật dụng khác nhau như điều hòa, mát giặt, tủ lạnh, nồi cơm… thì bạn cần nắm được thông tin về hiệu điện thế giữa 2 điểm bất kỳ như sau:

– Trước tiên, bạn hãy hiểu đơn giản và bao quát nhất về điện áp chính là giống như một đại lượng vô hướng. Đại lượng này có giá trị âm hoặc dương tùy thuộc với điều kiện cụ thể khác nhau. Còn với đại lượng vô hướng, thì để xác định được giá trị điện áp giữa 2 điểm bất kỳ thì bạn hãy xác định được giá trị của nó theo một cách chính xác và tuyệt đối.

– Thứ 2, điện áp giữa 2 điểm A và B bất kỳ tại cùng một điện trường thì giá trị của nó cũng luôn được xác định. Khi đó, các bạn có thể tính được giá trị qua công thức tính điện thế trên. Còn ở tại 1 điểm bất kỳ trong điện trường thì giá trị sẽ được phụ thuộc vào điểm mà bạn chọn làm gốc. Theo đó, điểm làm gốc này có thể xa gần tùy vào mỗi trường hợp khác nhau để người dùng lựa chọn.

– Thứ 3, để xác định được hướng của vectơ cường độ điện trường thì bạn có thể  xác định được hướng của điện thế cao sang điện thế thấp. Sẽ không có trường hợp xác định từ điện thế thấp cho đến điện thế cao.

Bài viết trên đây nhằm giải đáp thông tin về điện thế và hiệu điện thế là gì? Qua đó bạn có thể hiểu về khái niệm và công thức tính điện thế như thế nào. Nhờ vào đó bạn có thể tổng hợp kiến thức quan trọng về môn học này. Chúc bạn thành công!