Điện
Các khái niệm > Dòng điện

Bài chi tiết: Dòng điện
Dòng điện xuất hiện khi có sự di chuyển của các điện tích, với cường độ của dòng điện được đo bằng ampere. Dòng điện có thể chứa bất kỳ loại điện tích di chuyển nào, mà thường gặp đó là electron, nhưng bất kỳ điện tích nào chuyển động cũng tạo nên dòng điện.
Vì lý do quy ước trong lịch sử, chiều dương của dòng điện được định nghĩa có cùng chiều với hướng di chuyển của các điện tích dương chứa trong nó, hoặc là hướng truyền từ phần cực dương trong mạch sang phần cực âm. Dòng điện định nghĩa theo cách này gọi là dòng điện quy ước. Trong các mạch điện tử, chiều dương của dòng điện là chiều ngược với hướng chuyển động của các electron trong mạch. Tuy vậy phụ thuộc vào từng điều kiện, dòng điện có thể gồm dòng các hạt điện tích chạy theo một trong hai hướng, hay thậm chí cả hai hướng cùng một lúc. Quy ước chiều dương, chiều âm chỉ là cho đơn giản hóa trong các trường hợp.
Sự dẫn điện là quá trình dòng điện truyền qua một vật liệu hay môi trường, và bản chất của nó thay đổi theo loại hạt điện tích và môi trường dòng điện truyền qua. Ví dụ của sự truyền điện bao gồm sự dẫn diện trong kim loại, khi các electron chạy trong chất dẫn như kim loại, và quá trình điện phân, khi các ion chạy trong chất lỏng, hoặc sự xuất hiện plasma như trong tia lửa điện. Trong khi các hạt tự chúng có thể di chuyển rất nhanh, đôi khi vận tốc trôi (drift velocity) trung bình chỉ bằng vài phần của 1 milimét trên giây, trong khi điện trường phát sinh từ các hạt điện tích lan truyền với vận tốc xấp xỉ tốc độ ánh sáng, cho phép tín hiệu điện truyền một cách nhanh chóng qua sợi dây.
Dòng điện gây ra một vài hiệu ứng quan sát được, mà về mặt lịch sử thông qua các hiệu ứng này mà các nhà khoa học có thể biết đến sự có mặt của nó và nghiên cứu nó. Năm 1800, Nicholson và Carlisle khám phá ra sự phân ly của nước khi cho dòng điện xuất phát từ pin vônta chạy qua, quá trình này đã dẫn tới sự phát hiện ra quá trình điện phân. Công trình của họ đã được Michael Faraday mở rộng nghiên cứu vào năm 1833. Dòng điện chạy qua điện trở sẽ làm nóng cục bộ vật đó lên, một hiệu ứng được James Prescott Joule nghiên cứu và mô tả bằng toán học vào năm 1840. Một trong những khám phá quan trọng nhất, xảy ra trong tình huống bất ngờ vào năm 1820, khi Hans Christian Ørsted đang chuẩn bị bài giảng, ông đã thấy sợi dây điện làm chuyển động kim la bàn đặt gần nó. Ông khai phá ra ngành điện từ học với phát hiện về mối liên hệ mật thiết giữa từ học và điện học. Ngoài ra, các sóng điện từ phát ra từ hồ quang điện là đủ lớn để gây ra sự giao thoa sóng điện từ, và có thể làm ảnh hưởng đến sự hoạt động của các thiết bị đặt gần đó.
Trong kỹ thuật công nghiệp hoặc ứng dụng đời sống hàng ngày, dòng điện thường được miêu tả bằng dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC). Những thuật ngữ này liên quan đến tính chất biến đổi của dòng điện theo thời gian. Dòng điện một chiều, tạo ra từ pin và cung cấp năng lượng cho đa số các thiết bị điện tử, là dòng đơn hướng, với hướng truyền từ cực dương của mạch điện sang cực âm của mạch đó. Nếu, và trong đa số các trường hợp, dòng này chứa các electron, thì các electron sẽ di chuyển theo hướng ngược lại. Dòng điện xoay chiều là dòng có chiều dòng điện đảo liên tục tuần hoàn tương tự như sóng sin. Do vậy dòng xoay chiều di chuyển tới lui trong dây dẫn mà các hạt điện tích không hề di chuyển được một quãng đường nào theo thời gian. Giá trị trung bình theo thời gian của dòng điện xoay chiều là bằng không, nhưng nó mang năng lượng truyền đi theo một hướng, và sau đó là ngược lại. Dòng xoay chiều bị ảnh hưởng bởi các tính chất điện mà không xuất hiện hay xảy ra ở dòng điện một chiều trong trạng thái dừng, như độ tự cảm và điện dung. Những tính chất này trở lên quan trọng đối với mạch điện khi nó ở trạng thái đáp ứng nhất thời, như lần đầu tiên được nạp năng lượng hay bật công tắc.