Điện áp là gì?
Điện áp (còn được gọi là điện thế, điện động lực, áp suất điện hoặc căng điện) được định nghĩa là sự khác biệt về điện thế trên mỗi đơn vị điện tích giữa hai điểm trong một trường điện. Điện áp được biểu diễn toán học (tức là trong công thức) bằng ký hiệu “V” hoặc “E”.
Nếu bạn đang tìm kiếm một giải thích trực quan hơn để giúp giải thích điện áp là gì, hãy chuyển đến phần này của bài viết.
Ngược lại, chúng ta sẽ tiếp tục dưới đây với một định nghĩa chính thức hơn về điện áp.
Trong trường điện tĩnh, công cần thiết để di chuyển mỗi đơn vị điện tích giữa hai điểm được gọi là điện áp. Toán học, điện áp có thể được biểu diễn như sau,
Trong đó công đã thực hiện được tính bằng joule và điện tích được tính bằng coulomb.
Chúng ta có thể định nghĩa điện áp là lượng năng lượng tiềm năng giữa hai điểm trong mạch.
Một điểm có tiềm năng cao hơn và các điểm khác có tiềm năng thấp hơn. Sự khác biệt về điện tích giữa điểm có tiềm năng cao và điểm có tiềm năng thấp được gọi là điện áp hoặc sự chênh lệch tiềm năng.
Điện áp hoặc sự chênh lệch tiềm năng cung cấp lực cho electron để chảy qua mạch.
Điện áp càng cao, lực càng lớn, do đó số electron chảy qua mạch càng nhiều. Nếu không có điện áp hoặc sự chênh lệch tiềm năng, electron sẽ di chuyển ngẫu nhiên trong không gian tự do.
Điện áp cũng đôi khi được gọi là "điện áp căng". Ví dụ, khả năng chịu điện áp của cáp như 1 kV, 11 kV và 33 kV được gọi là cáp căng thấp, cáp căng cao và cáp siêu căng tương ứng.
Như đã đề cập, điện áp được định nghĩa là sự chênh lệch tiềm năng điện trên đơn vị điện tích giữa hai điểm trong trường điện. Hãy mô tả điều này bằng phương trình.
Xem xét hai điểm A và B.
Tiềm năng của điểm A so với điểm B được định nghĩa là công làm việc để di chuyển một đơn vị điện tích từ điểm A đến B trong trường điện E.
Toán học, điều này có thể được biểu diễn như sau,
Đây cũng là sự chênh lệch tiềm năng giữa điểm A và B với điểm B là điểm tham chiếu. Nó cũng có thể được biểu diễn như sau,
![]()
Hiện giờ điện áp có thể là một khái niệm khó hiểu về mặt lý thuyết.
Vì vậy, chúng ta sẽ sử dụng một phép so sánh với thứ cụ thể—một thứ trong thế giới thực—để giúp làm cho điện áp dễ hiểu hơn.
Phép so sánh "Hydraulic analogy" là một phép so sánh phổ biến được sử dụng để giúp giải thích điện áp.
Trong phép so sánh thủy lực:
Điện áp hoặc điện thế tương đương với áp suất nước thủy lực
Dòng điện tương đương với lưu lượng dòng chảy nước
Điện tích tương đương với một lượng nước
Một dây dẫn điện tương đương với một ống dẫn
Hãy xem xét một bồn chứa nước như được hiển thị trong hình dưới đây. Hình (a) cho thấy hai bồn chứa nước cùng mức nước. Vì vậy, nước không thể chảy từ bồn này sang bồn khác do không có sự chênh lệch áp suất.
Bây giờ, Hình (b) cho thấy hai bể chứa nước với các mức nước khác nhau. Do đó, có sự chênh lệch áp suất giữa hai bể này. Vì vậy, nước sẽ chảy từ một bể sang bể kia cho đến khi mức nước của cả hai bể trở nên bằng nhau.
Tương tự, nếu chúng ta kết nối hai pin thông qua dây dẫn với các mức điện áp khác nhau thì điện tích có thể chảy từ pin có điện thế cao hơn sang pin có điện thế thấp hơn. Do đó, pin có điện thế thấp hơn sẽ được sạc cho đến khi điện thế của cả hai pin trở nên giống nhau.
Cân nhắc một bể nước được đặt ở một độ cao nhất định so với mặt đất.
Áp lực nước ở cuối vòi tương đương với điện áp hoặc chênh lệch điện thế trong mạch điện. Nước trong bể tương đương với điện tích. Bây giờ, nếu chúng ta tăng lượng nước trong bể thì áp lực lớn hơn sẽ được tạo ra ở cuối vòi.
Ngược lại, nếu chúng ta xả một lượng nước nhất định từ bể thì áp lực tạo ra ở cuối vòi sẽ giảm. Chúng ta có thể coi bể nước này như một bình ắc quy. Khi điện áp của ắc quy giảm, đèn sẽ mờ đi.
Hãy hiểu cách điện áp hoặc chênh lệch điện thế có thể thực hiện công việc trong mạch điện. mạch điện được hiển thị trong hình dưới đây.

Như được hiển thị trong mạch thủy lực, nước chảy qua ống do máy bơm cơ khí đẩy. Một ống tương đương với dây dẫn trong mạch điện.
Bây giờ, nếu máy bơm cơ khí tạo ra chênh lệch áp suất giữa hai điểm, thì nước có áp lực sẽ có thể thực hiện công việc, chẳng hạn như chạy tua-bin.
Tương tự, trong mạch điện, chênh lệch điện thế của pin có thể gây ra dòng điện chảy qua dây dẫn, do đó, dòng điện chảy có thể thực hiện công việc, chẳng hạn như thắp sáng đèn.
Đơn vị SI cho điện áp là volt. Điều này được biểu diễn bằng chữ V. Volt là đơn vị dẫn xuất của điện áp trong hệ thống SI. Nhà vật lý người Ý Alessandro Volta (1745-1827), người đã phát minh ra đống điện volta, là pin điện đầu tiên, do đó, đơn vị volt được đặt tên để tôn vinh họ.
Volt có thể được định nghĩa là sự khác biệt về điện thế giữa hai điểm trong mạch điện mà tiêu thụ một joule năng lượng cho mỗi coulomb điện tích đi qua mạch điện. Toán học, nó có thể được biểu diễn như sau,
Do đó, volt có thể được biểu diễn theo các đơn vị cơ bản SI là
hoặc
.
Nó cũng có thể được đo bằng watt trên ampere hoặc ampere nhân ohm.
Công thức cơ bản cho điện áp được hiển thị trong hình ảnh dưới đây.
Theo định luật Ohm, điện áp có thể được biểu diễn như sau,
Như được minh họa trong mạch dưới đây, một dòng điện 4 A đang chạy qua điện trở 15 Ω. Xác định độ sụt điện áp trên mạch.
Giải pháp:
Dữ liệu đã cho:
, ![]()
Theo định luật Ohm,
Do đó, bằng cách sử dụng phương trình, ta có được độ sụt điện áp trên mạch là 60 volts.
Công suất truyền tải là tích của điện áp cung cấp và dòng điện.
Bây giờ, đặt
vào phương trình trên, ta được,
Như vậy, chúng ta có điện áp bằng công suất chia cho dòng điện. Toán học,
Như được hiển thị trong mạch dưới đây, một dòng điện 2 A đang chảy qua một bóng đèn 48 W. Xác định điện áp cung cấp.
Giải pháp:
Dữ liệu đã cho:
, ![]()
Theo công thức giữa điện áp, công suất và dòng điện được đề cập ở trên,
Do đó, bằng cách sử dụng phương trình, chúng ta có được điện áp nguồn là 24 volt.
Theo phương trình (1), Điện áp là căn bậc hai của tích giữa công suất và kháng điện. Toán học,
Như được hiển thị trong mạch dưới đây, hãy xác định điện áp cần thiết để làm sáng bóng đèn 5 W có điện trở là 2 Ω.
Giải pháp:
Dữ liệu đã cho:
, ![]()
Theo công thức được đề cập ở trên,
Vì vậy, bằng cách sử dụng phương trình, chúng ta nhận được điện áp cần thiết để làm sáng bóng đèn
là 3.16 Volt.
Ký hiệu cho điện áp AC (điện xoay chiều) được thể hiện dưới đây:
Ký hiệu cho điện áp DC (điện một chiều) được thể hiện dưới đây:
Điện áp (V) là biểu diễn của năng lượng điệnmỗi đơn vị điện tích.Đơn vị của điện áp có thể được biểu diễn theo khối lượng (M), độ dài (L), thời gian (T) và ampe (A) như sau
.
Lưu ý rằng một số người cũng sử dụng I thay cho A để đại diện cho dòng điện. Trong trường hợp này, kích thước của điện áp có thể được biểu diễn là
.
Trong mạch điện và điện tử, đo điện áp là một thông số cần thiết phải đo. Chúng ta có thể đo điện áp giữa một điểm cụ thể và đường nối đất hoặc đường điện áp không trên mạch.
Trong mạch ba pha, nếu chúng ta đo điện áp giữa bất kỳ pha nào từ ba pha và điểm trung tính thì đó được gọi là điện áp pha-đất.
Tương tự, nếu chúng ta đo điện áp giữa hai pha từ ba pha thì đó được gọi là điện áp pha-pha.
Có nhiều dụng cụ khác nhau được sử dụng để đo điện áp. Hãy cùng thảo luận về từng phương pháp.
Điện áp giữa hai điểm trong hệ thống có thể được đo bằng cách sử dụng đồng hồ đo điện áp. Để đo điện áp, đồng hồ đo điện áp phải được kết nối song song với thành phần cần đo điện áp.
Một đầu dây của đồng hồ đo điện áp phải được kết nối với điểm thứ nhất và một đầu với điểm thứ hai. Lưu ý rằng đồng hồ đo điện áp không bao giờ nên được kết nối theo chuỗi.
Vôn kế cũng có thể được sử dụng để đo độ sụt áp qua bất kỳ thành phần nào hoặc tổng độ sụt áp qua hai hoặc nhiều thành phần trong một mạch.
Một vôn kế analog hoạt động bằng cách đo dòng điện đi qua một điện trở cố định. Theo định luật Ohm, dòng điện đi qua điện trở này tỷ lệ thuận với điện áp hoặc hiệu điện thế trên điện trở cố định đó. Do đó, chúng ta có thể xác định được điện áp chưa biết.
Một ví dụ khác về cách nối vôn kế để đo điện áp của pin 9 V được minh họa trong hình dưới đây:
Hiện nay, một trong những phương pháp phổ biến nhất để đo điện áp là sử dụng đồng hồ vạn năng. Đồng hồ vạn năng có thể là loại analog hoặc kỹ thuật số, nhưng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được sử dụng phổ biến hơn do độ chính xác cao và chi phí thấp.
Điện áp hoặc hiệu điện thế giữa hai điểm của bất kỳ thiết bị nào có thể được đo đơn giản bằng cách nối các que dò của đồng hồ vạn năng vào hai điểm nơi cần đo điện áp. Việc đo điện áp pin bằng đồng hồ vạn năng được minh họa trong hình ảnh dưới đây.
Thiết bị potentiometer hoạt động dựa trên nguyên lý kỹ thuật cân bằng điểm không. Nó đo điện áp bằng cách so sánh điện áp chưa biết với điện áp tham chiếu đã biết.
Các thiết bị khác như dao động ký, vôn kế tĩnh điện cũng có thể được sử dụng để đo điện áp.
Sự khác biệt chính giữa điện áp và dòng điện là điện áp là sự chênh lệch tiềm năng của các điện tích giữa hai điểm trong một trường điện, trong khi dòng điện là sự di chuyển của các điện tích từ một điểm này sang điểm khác trong một trường điện.
Chúng ta có thể đơn giản nói rằng điện áp là nguyên nhân gây ra dòng điện chảy, trong khi dòng điện là kết quả của điện áp.
Càng cao điện áp, càng nhiều dòng điện sẽ chảy giữa hai điểm. Lưu ý rằng nếu hai điểm trong mạch ở cùng mức tiềm năng thì dòng điện không thể chảy giữa những điểm đó. Độ lớn của điện áp và dòng điện phụ thuộc vào nhau (theo định luật Ohm).
Những sự khác biệt khác giữa điện áp và dòng điện được thảo luận trong bảng dưới đây.
| Voltage | Current |
| The voltage is the difference in potential between two points in an electric field. | The current is the flow of charges between two points in an electric field. |
| The symbol of the current is I. | The SI unit of current is ampere or amp. |
| The symbol of voltage is V or ΔV or E. | The symbol of current is I. |
| Voltage can be measured by using a voltmeter. | Current can be measured by using an ammeter. |
| In a parallel circuit, the magnitude of voltage remains the same. | In a series circuit, the magnitude of the current remains the same. |
| The voltage creates a magnetic field around it. | The current creates an electrostatic field around it. |
| Dimensions of voltage is |
Dimensions of current is |
| In the hydraulic analogy, electric potential or voltage is equivalent to hydraulic water pressure. | In the hydraulic analogy, electric current is equivalent to hydraulic water flow rate. |
| The voltage is the cause of the current flowing in the circuit. | An electric current is the effect of a voltage. |
Không có nhiều sự khác biệt giữa điện áp và hiệu điện thế. Tuy nhiên, chúng ta có thể mô tả sự khác biệt giữa chúng theo các cách sau.
Điện áp là lượng năng lượng cần thiết để di chuyển một đơn vị điện tích giữa hai điểm trong khi hiệu điện thế là sự khác biệt giữa tiềm năng cao hơn của một điểm và tiềm năng thấp hơn của điểm kia.
Do điện tích điểm:
Điện áp là tiềm năng được đo tại một điểm nào đó, coi điểm tham chiếu khác ở vô cùng. Trong khi đó, hiệu điện thế là sự khác biệt về tiềm năng giữa hai điểm ở khoảng cách hữu hạn từ điện tích. Toán học, chúng có thể được biểu diễn như sau,
Nếu bạn muốn xem giải thích về điện áp qua video, hãy xem video bên dưới:
Điện áp thường gặp được định nghĩa là mức điện áp hoặc định mức điển hình của thiết bị điện hoặc thiết bị.
Dưới đây là danh sách các điện áp phổ biến cho các thiết bị hoặc dụng cụ điện khác nhau.
Ắc quy chì-axit sử dụng trong xe điện: 12 V DC. Ắc quy 12 V gồm 6 ô nối tiếp, mỗi ô có điện áp thông thường là 2,1 V. Lưu ý rằng các ô được nối nối tiếp để tăng định mức điện áp.
Tế bào quang điện: Thông thường tạo ra điện áp khoảng 0,5 V DC trong điều kiện hở mạch. Tuy nhiên, nhiều tế bào quang điện thường được nối nối tiếp để tạo thành tấm pin mặt trời, có thể đưa ra tổng điện áp cao hơn.
USB: 5 V DC.
Đường dây truyền tải điện áp cao: 110 kV đến 1200 kV AC.
Đường dây cấp điện cho tàu cao tốc (lực kéo): 12 kV và 50 kV AC hoặc 0,75 kV và 3 kV DC.
Nguồn cấp cho TTL/CMOS: 5 V.
Một ô đơn, ắc quy niken-cadimi có thể sạc lại: 1,2 V.
Pin đèn pin: 1,5 V DC.
Các mức điện áp phổ biến do công ty phân phối cung cấp cho người tiêu dùng dân dụng bao gồm:
100 V, 1 pha AC tại Nhật Bản
120 V, 1 pha AC tại Mỹ
230 V, 1 pha AC tại Ấn Độ, Úc
Các mức điện áp phổ biến do công ty phân phối cung cấp cho người tiêu dùng công nghiệp bao gồm:
200 V, 3 pha AC tại Nhật Bản
480 V, 3 pha AC tại Mỹ
415 V, 3 pha AC tại Ấn Độ
Một số ứng dụng của điện áp bao gồm:
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của điện áp là xác định độ sụt áp qua một thiết bị điện như điện trở.
Việc cộng thêm điện áp là cần thiết để tăng định mức điện áp. Do đó, các ô được nối nối tiếp để tăng định mức điện áp.
Điện áp là nguồn năng lượng cơ bản của mọi thiết bị điện và điện tử. Các mức điện áp từ thấp (5 V) đến cao (415 V) được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Điện áp thấp thường được dùng cho nhiều thiết bị điện tử và các ứng dụng điều khiển.
Điện áp cao được sử dụng cho
In tĩnh điện, sơn tĩnh điện, phủ vật liệu bằng phương pháp tĩnh điện
Nghiên cứu vũ trụ học về không gian
Bộ lọc tĩnh điện (kiểm soát ô nhiễm không khí)
Phòng thí nghiệm đẩy phản lực
Các ống chân không khuếch đại công suất cao
Kiểm tra cách điện
Kiểm tra thực phẩm và đồ uống
Ứng dụng phun và kéo sợi bằng điện, nhiếp ảnh điện tử
Ứng dụng dựa trên plasma
Cảm biến mức
Đèn flash
SONAR
Để kiểm tra thiết bị điện
Nguồn: Electrical4u
Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, những bài viết tốt đáng để chia sẻ, nếu có vi phạm vui lòng liên hệ để xóa.