MỤC TIÊU
• Nêu được nguồn điện có khả năng cung cấp năng lượng điện và liệt kê được một số nguồn điện thông dụng trong đời sống.
• Thực hiện thí nghiệm để minh hoạ được các tác dụng cơ bản của dòng điện: nhiệt, phát sáng, hoá học, sinh lí.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Tia sét (hình 22.1) được tạo ra là kết quả của dòng hạt mang điện chuyển động. Dòng điện trong tia sét có tác dụng phát sáng và tác dụng nhiệt rất mạnh. Tuy nhiên, dòng điện của tia sét chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Làm thế nào để tạo ra và duy trì dòng điện để từ đó khai thác các tác dụng của dòng điện?
Người ta tạo ra dòng các hạt mang điện chuyển động liên tục không ngừng để tạo và duy trì dòng điện. Từ đó khai thác các tác dụng của dòng điện ta cần có nguồn điện như: pin, acquy, máy phát điện.
I. NGUỒN ĐIỆN
- Muốn tạo ra dòng điện ổn định đáp ứng được các mục đích khác nhau, cần có thiết bị để duy trì sự chuyển động có hướng của các hạt mang điện trong các vật dẫn điện. Thiết bị như vậy được gọi là nguồn điện. Nguồn điện có nhiều loại như: pin, acquy, máy phát điện.
- Để nguồn điện cung cấp năng lượng trong mạch điện, cần dùng dây dẫn điện nối hai cực của nguồn điện với các dụng cụ, thiết bị sử dụng điện.
- Khi dòng điện chạy qua các dụng cụ sử dụng điện, năng lượng điện được chuyển hoá thành năng lượng khác. Việc chuyển hoá này tạo ra các tác dụng khác nhau. Dựa vào các tác dụng này mà ta nhận biết được sự tồn tại của dòng điện.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
1. Nêu một số nguồn điện trong đời sống và nêu vai trò của chúng khi được sử dụng.
- Một số nguồn điện trong đời sống:
+ Các loại pin (pin nhiệt điện, pin quang điện, pin mặt trời…): là nguồn điện một chiều thường được sử dụng để cung cấp dòng điện cho các dụng cụ điện dùng nguồn điện nhỏ như đồ chơi trẻ em, các thiết bị điều khiển, đồng hồ, …
+ Các loại acquy (acquy axit, acquy kiềm..): là nguồn điện một chiều thường được sử dụng để cung cấp dòng điện cho các phương tiện giao thông (xe máy, xe đạp điện, ô tô).
+ Máy phát điện (dinamo xe đạp, máy phát điện nhỏ ở xe máy, ô tô,...): là nguồn điện cung cấp dòng điện một chiều hoặc xoay chiều lớn hơn thường được sử dụng trong các nhà máy phát điện, hay nhà dân sử dụng máy phát điện công suất nhỏ khi mất điện lưới, …
- Vai trò: là một thiết bị có khả năng cung cấp dòng điện lâu dài cho các thiết bị điện hoạt động.
📝 Luyện tập
Nêu sự chuyển hoá năng lượng ở các thiết bị điện dùng pin, acquy.
Ở các thiết bị dùng pin, acquy năng lượng có sự chuyển hóa từ năng lượng hóa học sang năng lượng điện giúp tạo ra dòng điện cung cấp cho các thiết bị điện sử dụng.
II. MỘT SỐ TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN
Khi có dòng điện trong mạch, ta không thể nhìn thấy các điện tích dịch chuyển nhưng ta có thể nhận biết được dòng điện nhờ các tác dụng do nó gây ra.
1. Tác dụng phát sáng
Một trong những tác dụng quan trọng của dòng điện là tác dụng phát sáng. Thí nghiệm sau đây minh hoạ tác dụng này.
🔬 Thí nghiệm 1
❖ Chuẩn bị
Hai pin (loại 1,5 V) và để lắp pin, các dây dẫn điện, công tắc, biến trở, bảng lắp ráp mạch điện, đèn LED (loại 3 V) (hình 22.2).
❖ Tiến hành
• Gắn pin vào để lắp pin theo đúng kí hiệu cực dương, cực âm trên đế lắp pin.
• Mắc mạch điện theo sơ đồ mạch điện ở hình 22.3.
• Đóng công tắc và quan sát độ sáng của đèn.
• Vặn núm xoay của biến trở và quan sát độ sáng của đèn.
Khi đóng công tắc và di chuyển con chạy của biến trở từ A tới B ta thấy bóng đèn sáng yếu dần.
Khi có dòng điện chạy qua thì đèn phát sáng.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
2. Trong quá trình làm thí nghiệm ở hình 22.3, chỉ ra các trường hợp đóng công tắc nhưng trong mạch vẫn không có dòng điện.
Các trường hợp đóng công tắc nhưng trong mạch vẫn không có dòng điện:
- Nguồn pin hết điện.
- Nối sai cực đèn điôt phát quang vì đèn điôt phát quang chỉ cho dòng điện đi theo một chiều nhất định từ cực dương sang cực âm.
- Bóng đèn, dây nối bị hỏng khiến mạch hở.
- Khi để biến trở có giá trị điện trở lớn nhất làm cản trở dòng điện nhiều nhất, dòng điện chạy qua mạch quá nhỏ dẫn tới bóng đèn không sáng được. Trong trường hợp này có thể coi trong mạch không có dòng điện.
2. Tác dụng nhiệt
Không chỉ có tác dụng phát sáng mà dòng điện còn có tác dụng nhiệt. Thí nghiệm sau đây minh hoạ tác dụng nhiệt của dòng điện.
🔬 Thí nghiệm 2
❖ Chuẩn bị
Biến áp nguồn, cốc đựng nước, điện trở dạng dây quấn, nhiệt kế, công tắc, dây dẫn điện.
❖ Tiến hành
• Lắp các dụng cụ như hình 22.4.
• Đóng công tắc, điều chỉnh điện áp đến cỡ 12 V và quan sát số chỉ của nhiệt kế.
Khi đóng công tắc, điều chỉnh điện áp đến cỡ 12 V ta thấy số chỉ của nhiệt kế tăng dần sau một thời gian.
Thông thường, dòng điện chạy qua các đèn, ngoài tác dụng phát sáng thì thường kèm theo tác dụng nhiệt. Khi đó, năng lượng điện chuyển hoá thành năng lượng ánh sáng và năng lượng nhiệt.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
3. Nêu ví dụ về các dụng cụ điện có tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng của dòng điện trong đời sống.
- Các dụng cụ điện có tác dụng nhiệt như: bếp điện, tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, nồi cơm điện, ấm điện, …
- Các dụng cụ điện có tác dụng phát sáng như: đèn sưởi điện, đèn LED, đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, …
3. Tác dụng hoá học và tác dụng sinh lí
Dòng điện có tác dụng hoá học và tác dụng sinh lí. Thí nghiệm sau đây chứng tỏ dòng điện có các tác dụng này.
🔬 Thí nghiệm 3
❖ Chuẩn bị
Hai pin và để lắp pin, dây dẫn điện, công tắc, một cốc đựng dung dịch copper(II) sulfate, một thanh đồng và một thanh inox.
❖ Tiến hành
• Cắm thanh đồng và thanh inox vào cốc đựng dung dịch copper(II) sulfate.
• Mắc mạch điện như hình 22.5, thanh đồng nối với cực dương, thanh inox nối với cực âm của pin.
• Đóng công tắc.
• Quan sát thanh inox và thanh đồng trong khoảng vài phút. Ghi lại kết quả quan sát màu ở thanh inox và rút ra nhận xét về tác dụng của dòng điện.
+ Khi đóng công tắc, sau một thời gian ta thấy thanh inox được mạ một lớp đồng, còn thanh đồng bị mòn đi.
+ Nhận xét: Dòng điện đã tách được đồng ra khỏi thanh đồng. Do đó, dòng điện có tác dụng hóa học.
- Trong thí nghiệm trên, đã có một lớp đồng bám vào thanh inox. Điều đó chứng tỏ dòng điện đã gây ra tác dụng tách được đồng ra khỏi dung dịch copper(II) sulfate. Đây là một ví dụ về tác dụng hoá học của dòng điện.
- Cơ thể người và các động vật nói chung đều dẫn điện. Khi có dòng điện qua cơ thể thì gây ra tác dụng sinh lí ở các mức độ khác nhau. Dòng điện có thể làm tê liệt thần kinh, gây co cơ,... Trong y học, dòng điện phù hợp được sử dụng để cấp cứu hay chữa bệnh.
- Ví dụ: Sốc điện ngoài lồng ngực trong cấp cứu là phương pháp dùng tác dụng của dòng điện nhỏ, trong thời gian rất ngắn (0,03 giây – 0,10 giây) phóng qua tim để khôi phục lại nhịp tim bình thường.
- Tuy nhiên, dòng điện cũng có thể làm cơ thể bị điện giật gây nguy hiểm.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
4. Nêu một số cách để đảm bảo an toàn điện, tránh bị điện giật trong gia đình em.
Một số cách để đảm bảo an toàn điện, tránh bị điện giật trong gia đình em:
- Lựa chọn thiết bị đóng ngắt điện phù hợp và lắp đặt đúng cách.
- Giữ khoảng cách an toàn với nguồn điện trong gia đình.
- Tránh sử dụng thiết bị điện khi đang sạc.
- Khi sửa chữa điện trong gia đình cần sử dụng đồ bảo hộ, các vật dụng cách điện và ngắt điện.
⚙️ Vận dụng
Trong các thiết bị dùng điện, năng lượng điện được chuyển thành các dạng năng lượng khác để đáp ứng nhiều mục đích khác nhau.
a) Nêu một số ví dụ về việc sử dụng năng lượng điện trong gia đình em.
b) Chỉ ra tác dụng của dòng điện ở mỗi ví dụ đã nêu.
a) Một số ví dụ về sử dụng năng lượng điện:
- Điện năng chuyển thành cơ năng, nhiệt năng: Quạt điện, máy bơm nước.
- Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng và quang năng: Nồi cơm điện, bàn là, đèn LED, đèn dây tóc.
b) Tác dụng của dòng điện:
- Điện năng chuyển thành cơ năng, nhiệt năng: Tác dụng nhiệt.
- Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng và quang năng: Tác dụng nhiệt, tác dụng quang.
🕵️♀️ Em có biết
Chiếc vợt muỗi dùng điện là một thiết bị hoạt động dựa trên tác dụng sinh lí của dòng điện. Pin ở vợt muỗi làm cho hai lớp lưới kim loại tích điện trái dấu với giá trị lớn. Khi vướng vào lưới, muỗi sẽ bị diệt bởi dòng điện chạy qua.
🔑 Kiến thức cốt lõi
- Nguồn điện cung cấp năng lượng để tạo ra và duy trì dòng điện.
- Dòng điện chạy qua các thiết bị điện có thể gây ra tác dụng phát sáng, tác dụng nhiệt, tác dụng hoá học, tác dụng sinh lí,...
BÀI TẬP
Đang cập nhật
