Lượng, đơn vị và đo lường
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| charge/tʃɑːdʒ/ | điện tích |
| current/ˈkʌrənt/ | dòng điện |
| voltage/ˈvəʊltɪdʒ/ | hiệu điện thế |
| energy/ˈenədʒi/ | năng lượng |
| power/ˈpaʊə/ | công suất |
| kilowatt-hour/ˈkɪləwɒt ˈaʊə/ | kilo-watt-giờ |
| passive sign convention/ˈpæsɪv saɪn kənˈvenʃn/ | Quy ước dấu thụ động |
| ammeter/ˈæmiːtə/ | Ammeter |
| voltmeter/ˈvəʊltmiːtə/ | Vôn kế |
| multimeter/ˌmʌltɪˈmiːtə/ | Vôn ampe kế |
Sáu đại lượng tạo thành một chuỗi
- Điện tích di chuyển; tốc độ của nó là dòng điện tính bằng ampe (1 A = 1 C/s). Hiệu điện thế là năng lượng trên mỗi đơn vị điện tích giữa hai điểm, tính bằng volt.
- Công suất là năng lượng trên mỗi đơn vị thời gian (watt); năng lượng là công suất × thời gian (joule). Một kilo-watt-giờ là 3.6 MJ.
Pin 12 V chiếu sáng bóng đèn 0.25 A: $p = 12 \times 0.25 = 3 W$. Trong 2 phút, bóng đèn tiêu thụ $w = pt = 360 J$.

{exercise:uni-ee11-energy}
Một pin 3.7 V lưu trữ 3 A·h điện tích. Giá trị năng lượng nào là chính xác?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
3 A·h ở 3.7 V cho ra 11.1 W·h; 11.1 × 3600 ≈ 4.0 × 10⁴ J. Phương án megajoule đã bỏ qua bước chuyển đổi giờ sang giây.
Quy ước dấu quyết định cung cấp và tiêu thụ
- Vẽ mũi tên dòng điện trước khi tính toán. Theo quy ước dấu thụ động, nếu mũi tên đi vào
+của phần tử,p = vilà công suất mà nó hấp thụ. - Công suất hấp thụ âm có nghĩa là phần tử cung cấp năng lượng. Pin nuôi đèn hấp thụ −3 W: nó cung cấp đúng bằng lượng đèn tiêu thụ.
Một phần tử có mũi tên đi vào + với $v = 5 V$ và $i = -2 A$: $p = -10 W$, do đó nó cung cấp 10 W. Không có vật lý mới — chỉ là việc ghi chép sổ sách.
{exercise:uni-ee11-signs}
Mũi tên dòng điện hiện tại của một phần tử đi vào cực + của nó, và các phép đo cho v = 5 V, i = −2 A. Điều gì đúng?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
p = vi = 5 × (−2) = −10 W hấp thụ, do đó nó cung cấp 10 W. Dòng điện âm chỉ đơn giản là chảy ngược lại với mũi tên đã chọn.
Tiền tố mang phép tính
- Chuyển đổi sang đơn vị SI trước khi tính: $3000 mA\cdot h = 3 A \times 3600 s = 10 800 C$. Một pin điện thoại dung lượng 3.7 V, 3 A·h lưu trữ $3.7 \times 3 = 11.1 W\cdot h \approx 4.0 \times 10^{4} J$.
- Kiểm tra kết quả theo kích thước: pin điện thoại nên lưu trữ vài chục kilojoule, không phải megajoule.
Sạc công suất 18 W sẽ nạp đầy 11.1 W·h về lý thuyết trong thời gian $11.1/18 \approx 0.62 h$ — khoảng 37 phút, một phép kiểm tra tính hợp lý so với tuyên bố trên bao bì.
Đồng hồ đo có cá tính riêng
- Ammeter (đồng hồ đo dòng) mắc nối tiếp và phải gần như dây dẫn; voltmeter (đồng hồ đo điện áp) mắc song song với phần tử và phải gần như mạch hở. Multimeter (đồng hồ đa năng) làm được cả hai, cộng thêm đo điện trở.
- Đặt ammeter ở thang đo ampe qua nguồn là gần như dây dẫn: khoảng
9/0.6 = 15 Atừ nguồn 9 V với điện trở trong 0.5 Ω — đủ để làm cháy cầu chì.
{exercise:uni-ee11-meters}
{callout:example}
Để đo điện trở: ammeter mắc nối tiếp với nó, voltmeter mắc song song. Điện trở của nó sau đó suy ra từ định luật Ohm dựa trên hai giá trị đọc được.
Tại sao vôn kế phải có điện trở rất lớn?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
Vôn kế mắc song song với phần tử; điện trở lớn giúp dòng điện qua nó không đáng kể nên điện áp đo được không bị sai lệch. Ampe kế ngược lại — gần như một đoạn dây dẫn, mắc nối tiếp.