PHẦN 1: ĐIỆN HỌC – ĐIỆN TỪ HỌC
I. DÒNG ĐIỆN
1. Khái niệm
a) Thuyết electron
Là thuyết căn cứ vào sự chuyển động của các electron để giải thích tính chất
điện của các vật và các hiện tượng điện.
- Cấu tạo hạt nhân
Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclon, có 2 loại nuclon:
• Proton (p): mang điện tích dương
• Notron (n): không mang điện
- Cấu tạo nguyên tử
Mỗi nguyên tử gồm có hạt nhân mang điện và những electron chuyển động
xung quanh. Bình thường nguyên tử ở trạng thái trung hòa về điện, vì lúc đó
điện tích dương của hạt nhân có trị số bằng giá trị tuyệt đối tổng điện tích
âm của các electron chuyển động xung quanh hạt nhân.
- Điện tích nguyên tố
+ Vật chất được cấu tạo từ những hạt nhỏ bé, riêng biệt được gọi là nguyên
tử, phân tử hay gọi chung là các hạt sơ cấp.
+ Điện tích của một vật là một số nguyên lần điện tích nguyên tố
• Electron: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố âm.
 Điện tích của e: -e = -1,6.10
-19
C
 Khối lượng: m = 9,1.10
-31
kg.
• Proton: là hạt sơ cấp mang điện tích nguyên tố dương.
 Điện tích của p: p = +1,6.10
-19
C
 Khối lượng: m = 1,67.10

+ Loại 2 (như dung dịch muối, axit, bazo, gọi chung là dung dịch điện phân)
là vật dẫn mà sự dịch chuyển điện tích bên trong nó gắn liền với những biến
đổi hóa học, dẫn đến sự giải phóng (thoát ra) một số thành phần vật chất tại
chỗ tiếp xúc với các vật dẫn khác.
b) Chất cách điện
- Là chất trong đó không có hạt mang điện nào có thể chuyển động tự
do. VD: thủy tinh, nhựa, cao su, ebonit, hổ phách, sứ…
- Cấu tạo, bản chất điện của các nguyên tử quyết định tính chất của vật
dẫn, vật cách điện.
- Việc phân chia ra vật dẫn và điện môi chỉ có tính chất tương đối vì
mọi vật đều ít nhiều dẫn điện. Một vật là cách điện nếu lượng điện
tích di chuyển được trong vật là rất nhỏ so với lượng điện tích truyền
cho vật.
c) Chất bán dẫn: như Si, Ge là chất trung gian giữa các chất dẫn điện
và điện môi.
d) Chất siêu dẫn: các chất mà trong đó không có sự cản trở nào đối
với sự chuyển động của các điện tích qua chúng, nghĩa là mật độ
dòng điện trong chất siêu dẫn rất lớn vì điện trở Z=0.
3. Dòng điện trong một số môi trường
a) Dòng điện trong kim loại
- Kim loại có cấu trúc tinh thể, ở nút mạnh tinh thể là các ion dương,
trong khoảng không gian giữa mạng tinh thể là các electron tự do,
chuyển động nhiệt hỗn loạn. Kết quả nghiên cứu của hàng loạt thí
nghiệm khẳng định rằng: phần tử tải điện trong kim loại là các
electron tự do (gọi là electron dẫn).
- Dưới tác dụng của điện trường ngoài, các electron tự do này đã
chuyển động có hướng để tạo thành dòng điện trong kim loại.
+ Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron
tự do dưới tác dụng của điện trường.
b) Dòng điện trong chất điện phân

lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường.
- Tùy theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, chia làm 2 loại:
+ Bán dẫn loại n: chủ yếu là dòng e
+ Bán dẫn loại p: chủ yếu là dòng các lỗ trống.
4. Tác dụng của dòng điện
- Tác dụng từ: tương tác từ giữa các dòng điện xuất hiện khi các điện
tích chuyển động và phụ thuộc vào tính chất của chuyển động đó.
VD: điện thoại
- Tác dụng nhiệt: khi dòng điện truyền qua vật dẫn thì làm vật dẫn nóng
lên.
VD: nồi cơm điện, bàn là…
- Tác dụng hóa học: khi dòng điện truyền qua các chất điện phân thì các
chất này bị phân tích.
- Các tác dụng trên dẫn tới tác dụng cơ học và tác dụng sinh lí của dòng
điện
• Tác dụng cơ học: khi dòng điện chạy qua các thiết bị điện thì
sinh ra một dạng năng lượng mới. VD: quạt trần, máy khoan, ô
tô điện…
• Tác dụng sinh lí: khi dòng điện chạy qua một cơ thể sống, bất
kì sự cản trở dòng điện cũng gây ra sự tiêu hao năng lượng, làm
nó nóng lên. Nếu nhiệt lượng sinh ra đủ thì mới có thể bị đốt
cháy. VD: co cơ, tê ran khi bị điện giật…
5. Sơ đồ mạch điện và chiều dòng điện
a) Chiều dòng điện
Là chiều chuyển động của điện tích dương trong điện trường.Như vậy, trong
dây dẫn kim loại, chiều dòng điện ngược với chiều chuyển động của các
electron.
- Dựa trên chiều dòng điện, người ra chia thành:
• Dòng điện một chiều: là dòng điện có chiều và cường độ không
thay đổi theo thời gian.

+ Mắc nối tiếp: điểm cuối của trở này là điểm đầu của trở kế tiếp. Tổng trở
của các trở nối tiếp bằng tổng từng trở cộng lại.
- Cách mắc dòng điện xoay chiều 3 pha:
+ Mắc hình sao(Y): nối 3 điểm cuối của pha với nhau tạo thành điểm trung
tính
+ Mắc hình tam giác: ta lấy đầu pha này nối với cuối pha kia.
6. Sử dụng điện an toàn và tiết kiệm
6.1 Sử dụng điên an toàn: những sự cố về điện trong nhà thường do
sử dụng cẩu thả hoặc không đúng quy cách công năng của những
thiết bị điện. Bởi vậy, khi sử dụng điện trong gia đình cần lưu ý:
a) Những điều nên làm
- Trước khi sửa chữa, phải ngắt nguồn điện, kiểm tra xem mạch điện
còn hoạt động hay không.
- Những dụng cụ sửa chữa điện cần có: kìm, tuanovit có tay cầm bảo
vệ, bang keo cách điện, kìm cắt dây điện. Phải chắc chắn là biết cách
sử dụng những dụng cụ đó một cách an toàn và chính xác.
- Phải chắc chắn rằng các đồ điện gia dụng kim loai đã được bao bọc
cẩn thận bằng chất cách điện.
- Che chắn toàn bộ ổ cắm điện, công tắc điện trên tường bằng tấm che,
nhất là với những gia đình có trẻ nhỏ và thú nuôi, thay thế ngay những
thiết bị hư hỏng.
- Đảm bảo mọi thiết bị điện trong tình trạng hoạt động tốt, cách điện tốt
và sử dụng chúng một cách an toàn vì khi dây điện bên trong thiết bị
hư hỏng và chạm vào vỏ máy thì những thiết bị điện này cũng nguy
hiểm như dây điện không có vỏ bọc bên ngoài.
- Chỉ dùng dây nối điện cho những trường hợp sử dụng tạm thời.
- Thường xuyên kiểm tra mọi phích cắm, ổ cắm và dây điện trong nhà;
sửa chữa ngay những chỗ bị hở. Nếu cảm thấy phích cắm điện nóng
một cách bất thường, phải tắt máy và rút phíc ra khỏi ổ cắm.
- Cách li mọi thiết bị điện với nguồn nước.

Ngoài việc thay đèn sợi đốt bằng đèn neon, compact, chúng ta cũng cần lưu
ý cách sử dụng tiết kiệm điện với các thiết bị khác như sau:
- Tắt các công tắc nguồn chính của máy thu hình, các thiết bị âm thanh
đời mới có điều khiển từ xa.
- Phải rút phích cắm ra khỏi ổ cắm điện khi không sử dụng các loại
radio, cassette vừa chạy pin, vừa chạy điện.
- Khi không sử dụng những thiết bị vừa cơ học vừa quang học như máy
in, máy photocopy, máy giặt thế hệ mới … có bộ vi xử lí, nhiều vi
mạch điện rất nhỏ thì phải tắt công tắc nguồn nhưng vẫn phải để phích
cắm của máy cắm vào ổ điện nguồn để bộ phận sấy các thiết bị điện
quang học và bộ vi xử lí không bị ẩm mốc.
- Cần hạn chế tắt mở khi sử dụng các thiết bị có động cơ như quạt, máy
điều hòa… trong thời gian ngắn, cần hạn chế tốc độ cao gây tốn điện.
II. TỪ TRƯỜNG
1. Từ trường
a. Định nghĩa:
Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian có các điện
tích chuyển động (xung quanh dòng điện hoặc nam châm). Từ trường có tính
chất là nó tác dụng lực từ lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.
b. Đặc trưng của từ trường: là cảm ứng từ ký hiệu là B\ , đơn vị của
cảm ứng từ là T (Tesla).
c. Qui ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc
của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
d. Từ trường sinh ra từ đâu: Từ trường sinh ra bởi những vật có từ
tính, tương tác với nhau thông qua các lực tương tác từ (lực từ). Những vật
có từ tính như: nam châm, dòng điện.
Lúc này: Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với
nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện
đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ.
Kim nam châm nhỏ dùng để phát hiện từ trường gọi là nam châm thử.

Qui tắc nắm tay phải: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng
điện, khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các
ngón là chiều của đường sức từ.
- Độ lớn: B = 2.10
-7
.
r
I
(T)
3.2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng
tròn
Bài toán: Ta có một dây dẫn hình tròn có dòng điện I chạy qua, biết
dây dẫn có tâm tại O, bán kính là R. Tính từ trường tại tâm O.
Phương pháp:
Lúc này từ trường gây ra bởi dây dẫn tròn có dòng điện chạy qua, có
tính chất như sau:
- Điểm đặt: Tại O
- Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây.
- Chiều: Được xác định theo qui tắc nắm tay phải.
Qui tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến
ngón tay chỉ chiều dòng điện chạy qua ống dây, thì ngón tay cái choãi ra chỉ
chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.
- Độ lớn: Nếu lúc này khung dây tròn có N vòng dây xếp xít nhau:
B = 2 .10
-7
N
R
I
(T)
3.3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ

qua.
4.1. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện chạy qua đặt
trong từ trường đều
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng dài l có dòng điện I chạy qua
đặt trong từ trường đều , có những tính chất sau:
- Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây
- Phương: Vuông góc với mặt phẳng (I , )
- Chiều: Được xác định bởi quy tắc bàn tay trái “Xoè bàn tay trái hứng
các đường cảm ứng từ sao cho chiều của dòng điện đi từ cổ tay đến ngón
tay. Ngón tay cái choải ra vuông góc chỉ chiều của lực từ”.
- Độ lớn: Được xác định theo công thức Am - pe:
F = BIl.sin(I , ) = BIl.sin (N)
4.2. Lực từ tác dụng lên giữa 2 dây dẫn thẳng dài song song có
dòng điện chạy qua
Là lực hút: Nếu hai dây dẫn đó có 2 dòng điện cùng chiều chạy qua.
Là lực đẩy: Nếu hai dây dẫn đó có 2 dòng điện ngược chiều chạy qua.
Nếu hai dây dẫn có cường độ dòng điện lần lượt là I
1
và I
2
, có cùng
chiều dài là l và cách nhau khoảng d. Thì lực từ có tính chất sau:
- Điểm đặt: Trung điểm của hai dây dẫn
- Phương: Vuông góc với hai dây dẫn
- Chiều: Hướng về gần hoặc ra xa tùy theo đó là lực hút hay lực đẩy.
- Độ lớn: F = 2.10
-7
.I
1
.I

trong mạch kín khi từ thông qua mạch đó biến đổi. Suất điện động sinh ra
dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín là suất điện động cảm ứng.
a) Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông
qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiện suất điện
động cảm ứng.
Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông Ф biến thiên;
nếu Ф ngừng biến đổi thì dòng điện cảm ứng tắt.

b) Định luật Len - Xơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ
trường có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
Khi từ thông Ф qua C biến thiên do một chuyển động nào đó thì dòng
điện cảm ứng xuất hiện trong C có chiều sao cho từ trường do dòng điện ấy
sinh ra có tác dụng chống lại sự chuyển dời nói trên.
c) Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh
ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ thông qua
mạch và tỉ lệ nghịch với khoảng thời gian của sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệ
với tốc độ biến thiên của từ thông):
E
C
= - (dấu trừ biểu diễn định luật Lenz)
- Nếu mạch kín có N vòng dây thì E
C
= - N
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn dây dẫn chiều dài
l chuyển động với vận tốc trong từ trường có cảm ứng từ bằng:
E
C
= Blv.sin
trong đó và cùng vuông góc với đoạn dây và là góc giữa và .
Sự xuất hiện của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây đó tương

C
= - L
trong đó i là độ biến thiên cường độ dòng điện trong mạch trong thời gian
t; L là hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) của mạch có giá trị tùy thuộc hình
dạng và kích thước của mạch, có đơn vị là henry (H); dấu trừ biểu thị định
luật Len - xơ.
Từ thông tự cảm qua mạch có dòng điện i: Ф = Li
Độ tự cảm của ống dây dẫn dài (solenoid); có chiều dài l và số vòng
dây N:
2
7 7 2
10 4 4 .10
N S
L n V
l
π π
− −
= =
Trong đó n là số vòng dây trên đơn vị dài của ống, V là thể tích của
ống.
Nếu ống dây có lõi là vật liệu sắt từ có độ từ thẩm thì:
2
7
.10 4
N S
L
l
µ π
−
=

cos(t +
u
) . Nếu
mạch kín, trong mạch có dòng điện xoay chiều, có chiều biến đổi tuần hoàn
theo thời gian ; có cờng độ biến thiên điều hòa theo thời gian i = I
0
cos(t+

i
)
- Điện áp biến đổi điều hoà theo thời gian gọi là điện áp xoay chiều
hay hiệu điện thế xoay chiều. Cờng độ dòng điện biến đổi điều hoà theo thời
gian gọi là cờng độ dòng điện xoay chiều.
- Chu kỳ T & tần số f của dòng điện xoay chiều:


==
21
f
T
; = 2 f
là tần số góc của dòng điện.
- Đại lợng =
u

i
gọi là độ lệch pha của u so với i. Nếu > 0 thì
u sớm pha so với i ; Nếu < 0 thì u trễ pha so với i ; Nếu = 0 thì u đồng
pha với i.
- Cờng hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cờng độ dòng điện

cos(t); U
0
= I
0
.R; U = I.R.
- Mạch xoay chiều chỉ có cuộn dây thuần cảm L: cờng độ dòng điện
biến thiên điều hòa cùng tần số và trễ pha /2 so với điện áp giữa hai đầu
cuộn cảm (hay điện áp giữa hai đầu cuộn cảm sớm pha /2 so với cờng độ
dòng điện). Nếu u = U
0
cos(t) thì
0
cos( )
2
i I t


=
; Nếu i = I
0
cos(t ) thì
0
cos( )
2
u U t


= +
. Với U
0


=
. Với U
0
= I
0
.Z
C
;
U = I.Z
L
; dung kháng

=
C
Z
C
1

3. Mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp
Điện áp giữa hai đầu mạch biến thiên điều hòa cùng tần số và lệch pha
so với cờng độ dòng điện. Nếu i = I
0
cos(t ) thì u = U
0
cos(t + ). Nếu u
= U
0
cos(t ) thì i = I
0

L
; U
C
= I.Z
C
là điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu R , L , C
tg =
0 0
0
L C L C L C
R R
Z Z U U U U
R U U

= =
, > 0 thì u sớm pha hơn i, < 0
thì u trễ pha hơn i.
Một số trờng hợp thờng gặp:
- Đoạn mạch chỉ có R: u
R
& i cùng pha
- Đoạn mạch chỉ có L: u
L
sớm pha /2 so với i
- Đoạn mạch chỉ có C: u
C
trễ pha /2 so với i
- Đoạn mạch L & C: Nếu Z
L

, ( U
L
< U
C
), đoạn mạch có
tính dung kháng: < 0
- Đoạn mạch chỉ có R & L hay đoạn mạch có cuộn dây có điện trở
thuần R & hệ số tự cảm L:
U
d
= I.Z
d
; với Z
d
=
2
2
L
ZR
+
; hoặc U
d
=
22
LR
UU
+
; tg = Z
L
/R = U

hay


C
L
1
=
=> LC
2
= 1 hay =
1
LC

Khi đó Z = Z
min
= R ; I = I
max
= U/R ; U = U
R
, U
L
= U
C
; = 0 , i &
u cùng pha ; P = UI = U
2
/R
* Giản đồ véc tơ : Chọn Ox là trục dòng điện .
+ Với đoạn mạch chỉ có R hoặc L hoặc C :
+ Với đoạn mạch RLC ( Mạch không phân nhánh )

R
R
U
U
R P
Z U U U I

= = = =
. Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc
cả L & C : Công suất P = 0
- Thờng cos < 1. Muốn tăng hệ số công suất ngời ta thờng mắc
thêm tụ điện vào mạch.
- Điện năng tiêu thụ ở đoạn mạch : A = P.t
5. Máy phát điện xoay chiều một pha
- Các máy phát điện xoay chiều hoạt động nhờ hiện tợng cảm ứng
điện từ và đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng. Phần cảm là
phần tạo ra từ trờng, đó là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Phần
ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy
hoạt động. Trong hai phần đó có phần quay gọi là rô to, phần đứng yên gọi là
stato. Khi rôto quay, từ thông qua mỗi vòng dây là
1
=
0
cost ;
0
= BS
là từ thông cực đại qua 1 vòng dây. Từ thông qua N vòng dây là =N
0
cost , Suất điện động của máy phát điện đợc xác định theo định luật cảm
ứng điện từ:

=
; p là số cặp cực của máy phát, n là số
vòng quay của rôto trong một phút ( tốc độ quay của rôto).
6. Dòng điện xoay chiều ba pha:
- Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều một
pha, gây ra bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ
nhng lệch nhau về pha là 2 /3 hay thời gian 1/3 chu kỳ. e
1
= E
0
cos t ; e
2
=
E
0
cos( t - 2 /3); e
3
= E
0
cos( t + 2 /3). Nếu tải ba pha nh nhau thì cờng
độ dòng điện trong ba pha cũng cùng biên độ nhng lệch pha 2 /3 hay 120
0
.
- Máy phát điện xoay chiều ba pha:
Stato có ba cuộn dây của phần ứng giống nhau và đợc đặt lệch nhau 120
0
trên một lõi sắt tròn.
Rô to là nam châm điện. Kết cấu tơng tự máy phát điện xoay chiều một
pha.
- Có hai cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha là mắc hình sao và tam