Hiệu điện thế

Trong lĩnh vực điện học, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng của điện trường, với gradient của nó chính là vectơ điện trường, có cùng độ lớn nhưng ngược hướng.

Giống như tất cả các trường thế vô hướng khác, giá trị của điện thế phụ thuộc vào điểm mốc mà chúng ta chọn. Trong kỹ thuật điện và điện tử, hiệu điện thế hoặc điện áp thường được dùng để chỉ sự khác biệt điện thế giữa hai điểm, hoặc điện thế của một điểm với mốc đã chọn có điện thế bằng 1.

Ký hiệu và đơn vị đo điện thế

Trong hệ thống đo lường quốc tế, điện thế được đo bằng Volt (ký hiệu là V) và đơn vị là volt (v).

Hiệu điện thế giữa hai điểm

Trong điện học, hiệu điện thế là một đại lượng vô hướng của điện trường, với gradient của nó chính là vectơ điện trường, có cùng độ lớn nhưng ngược hướng.

Giống như các trường thế vô hướng khác, giá trị của điện thế phụ thuộc vào điểm mốc được chọn. Trong kỹ thuật điện và điện tử, hiệu điện thế hoặc điện áp thường được sử dụng để so sánh điện thế giữa hai điểm hoặc nói về điện thế của một điểm với điểm mốc có điện thế bằng 1.

Tương tự như các trường vectơ tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (như lực hấp dẫn), cường độ điện trường là một trường vectơ bảo toàn. Điều này có nghĩa là mọi tích phân dọc theo đường của vectơ cường độ điện trường E từ vị trí r₀ đến r:

${\int <!--\; \int \; -->}_{r_0}^{r}E\cdot <!--\; \cdot \; -->d{r}^{\prime }$

Có giá trị không phụ thuộc vào con đường cụ thể từ r₀ đến r.

Do đó, tại mỗi điểm r có thể xác định một giá trị gọi là điện thế:

$\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}\left(r\right)=\mathrm{\varphi <!--\; \varphi \; -->}\left(r_0\right)+{\int <!--\; \int \; -->}_{r_0}^{r}E\cdot <!--\; \cdot \; -->d{r}^{\prime }$

Với

Φ(r₀) là giá trị điện thế quy ước tại điểm mốc r₀.

Sự khác biệt điện thế giữa hai điểm

${\int <!--\; \int \; -->}_{r_0}^{r}E\cdot <!--\; \cdot \; -->d{r}^{\prime }=E\left(r\right)-<!--\; -\; -->E\left(r_o\right)$

Điện thế không thay đổi theo thời gian có công thức

$v\left(t\right)=V$

Điện thế thay đổi đều theo thời gian có công thức

$v\left(t\right)=Er$

Điện thế thay đổi không đều theo thời gian có công thức

$v\left(t\right)=\int <!--\; \int \; -->Edr$

Điện thế trong vật dẫn

Điện tích điểm

2 Các loại điện tích điểm âm dương

Khi có hai điện tích khác loại nhưng cùng cường độ, điện thế được tính theo công thức sau

Với

Tụ điện

Đối với một tụ điện có hai bề mặt song song, điện thế được xác định bằng công thức sau

Điện trở

Đối với một điện trở được tạo thành từ một đoạn dây dẫn thẳng, điện thế được tính theo công thức sau

$V=IR$

Cuộn cảm

Phân loại

Việc phân loại hiệu điện thế thường dựa trên ứng dụng cụ thể và các quy định của từng quốc gia.

Tại Việt Nam, theo quy định của EVN trong lĩnh vực truyền tải điện, các mức điện áp được phân loại như sau:

• Điện áp dưới 1 kV được gọi là hạ thế
• Điện áp từ 1 kV đến 66 kV thuộc trung thế
• Điện áp trên 66 kV được xem là cao thế

Theo thông tin năm 1993, mạng lưới truyền tải điện ở Việt Nam được phân chia cụ thể như sau:

• Cao thế gồm 4 cấp: 66 kV, 110 kV, 220 kV và 500 kV
• Trung thế có 5 cấp: 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV và 35 kV
• Hạ thế bao gồm 2 cấp: 0,4 kV và 0,2 kV

Trong kế hoạch đồng bộ hóa lưới điện đến năm 2010, Việt Nam sẽ áp dụng các mức điện áp như sau:

• Cao thế sẽ có 4 cấp: 66 kV, 110 kV, 220 kV và 500 kV
• Trung thế được chia thành 2 cấp: 22 kV và 35 kV
• Hạ thế chỉ có 1 cấp: 0,4 kV

Theo quy định, lưới điện ở Việt Nam được phân loại thành cao thế khi điện áp lớn hơn 1000 V.

Trong các thiết bị điện dân dụng, như hình ảnh trong tivi, điện áp từ 15-22 kV được xem là cao áp.