Chào quý vị độc giả,
Có bao giờ quý vị tự hỏi ai phát minh ra điện và nếu một ngày thế giới không có điện hoàn toàn thì cuộc sống sẽ ra sao chưa? Chắc chắn là một thảm họa. Mình sử dụng điện mỗi giây, mỗi phút, nhưng có một sự thật thú vị mà rất nhiều người trong chúng ta vẫn đang hiểu lầm: Điện không phải là một thứ được phát minh ra, mà là hiện tượng tự nhiên tồn tại sẵn trong vũ trụ.
Đúng vậy, điện là một hiện tượng tự nhiên tồn tại sẵn trong vũ trụ này, giống như nước hay không khí vậy. Cho nên, thay vì đi tìm “cha đẻ” của điện, câu chuyện đúng nghĩa của lịch sử phải là: Những ai đã có công phát hiện và “thu phục” nguồn năng lượng hoang dã này để đưa nó vô từng ngôi nhà?
Hành trình vượt thời gian của những người “thu phục” điện
Câu chuyện bắt đầu từ rất lâu trước đây, khoảng năm 600 trước Công nguyên. Nhà triết học Hy Lạp Thales xứ Miletus tình cờ phát hiện ra việc chà xát hổ phách(nhựa cây hóa thạch) vô lông thú sẽ tạo ra lực hút các sợi rơm nhỏ. Đó chính là những viên gạch tĩnh điện đầu tiên. Tới năm 1600, nhà bác học Anh William Gilbert mới chính thức khai sinh ra từ “Electricity” (Điện) dựa trên chính từ gốc “hổ phách” trong tiếng La-tinh.
Nhưng nhắc tới điện, hẳn nhiều người sẽ nghĩ ngay tới Benjamin Franklin với thí nghiệm thả diều trong mưa bão năm 1752. Thực ra, ông không tạo ra điện, ông chỉ sử dụng con diều và một chìa khóa để chứng minh một sự thật táo bạo: Sét trên trời và dòng điện dưới đất bản chất là một.
Mọi chuyện chỉ thực sự sang trang vào năm 1800, khi Alessandro Volta chế tạo thành công pin đầu tiên (Pin Voltaic), mang tới cho nhân loại dòng điện liên tục ổn định thay vì những tia lửa tĩnh điện xẹt qua rồi tắt. Sau đó, Michael Faraday xuất hiện với phát minh về cảm ứng điện từ năm 1831, mở ra cách sản xuất điện quy mô lớn từ máy phát điện. Và cuối cùng, không thể không nhắc tới hai bộ óc thiên tài: Thomas Edison – người đưa bóng đèn sợi tóc vô thương mại hóa, và Nikola Tesla – người đã thiết kế nên hệ thống điện xoay chiều (AC) đưa dòng điện đi xa hàng trăm cây số tới tận phòng ngủ của quý vị ngày nay.
Chuyện mạch điện và dòng nước: Điện áp giống bồn nước hay máy bơm?
Để hiểu cách dòng điện vận hành sau khi được các nhà khoa học thuần hóa, người ta thường ví nó như một dòng nước chảy trong ống. Ở đó, điện áp (Volt) đóng vai trò là áp lực đẩy, cường độ (Ampe) là lượng nước chảy qua, còn điện trở (Ohm) là sự bóp nghẹt hay vật cản trong đường ống.
Nhiều người hay thắc mắc: “Vậy điện áp lúc này giống bồn nước để trên cao hay giống máy bơm hơn?”
Câu trả lời thú vị là: Nó giống cả hai!
-
Nếu quý vị nghĩ tới một viên pin hay một bình ắc quy, điện áp giống như một bồn nước để trên cao. Chiều cao của bồn tạo ra áp lực tĩnh. Bồn càng cao (Volt càng lớn), nước chảy xuống càng mạnh. Nhưng sử dụng miết thì nước trong bồn cũng sẽ cạn.
-
Còn nếu xét tới lưới điện dân dụng ở nhà quý vị, điện áp lại giống như một máy bơm nước. Máy phát điện ở các nhà máy liên tục quay, liên tục “bơm” để duy trì một áp lực động ổn định (chính là dòng điện 220V quen thuộc) chạy vô các thiết bị.
Nói một cách chính xác, điện áp không phải là bản thân cái bồn hay cái máy bơm, mà nó chính là sức đẩy, là độ chênh lệch áp suất mà bồn nước hay máy bơm đó tạo ra để bắt dòng nước phải dịch chuyển.
Trong mạch điện, ai mới là “vị vua” quan trọng nhất?
Giữa dòng điện (I), điện áp (U) và điện trở (R), đại lượng nào quan trọng nhất? Câu hỏi này giống như việc bạn hỏi “Bánh xe, vô lăng hay động cơ, cái nào quan trọng nhất với chiếc xe ô tô?” vậy. Nó là một thể thống nhất, nhưng ở mỗi góc nhìn, một cái tên sẽ được xướng lên:
-
Xét về mục đích sử dụng, Dòng điện (I) là quan trọng nhất: Bởi vì các electron dịch chuyển mới là thứ trực tiếp sinh công, làm sáng bóng đèn, quay cánh quạt hay sạc pin điện thoại. Dòng điện cũng là thứ trực tiếp gây nguy hiểm hay giật điện chúng ta.
-
Xét về mặt điều khiển, Điện áp (U) và Điện trở (R) lại nắm quyền quyết định: Quý vị không thể tự nắm lấy dòng điện để kéo nó mạnh lên hay làm nó yếu đi. Muốn dòng điện thay đổi, phải tác động vô hai yếu tố còn lại. Điện áp (U) là nguyên nhân đầu tiên, là cú đạp ga khởi động. Còn Điện trở (R) là công cụ điều khiển linh hoạt nhất – giống như cái thắng xe hay núm vặn tốc độ của quạt máy, bóp nhỏ hay mở rộng đường ống để quyết định dòng điện được chạy qua bao nhiêu.
Hy vọng bài viết ngắn này mang lại cho quý vị độc giả một góc nhìn mộc mạc và dễ chịu hơn về nguồn năng lượng đang thắp sáng cuộc sống của mình mỗi ngày. Ở bài viết tới, chúng ta sẽ cùng giải mã một bí ẩn nho nhỏ: Tại sao Việt Nam dùng điện 220V, còn Nhật Bản hay Mỹ lại dùng điện 100V, và liệu cắm lộn thì có cháy máy không nha! Hẹn gặp lại!