Table of Contents
MỤC LỤC
Lời Nói Đầu
Lời Tác Giả
ĐIỆN LÀ GÌ?
Điện ở cái lược
Bản nguyên của vật chất
Điện tích “thừa”
Điện trường
Êlectrôn “chạy lăng xăng”
Cường độ dòng điện
Định luật cơ bản
Độ đo điện
Những nhà nghiên cứu đầu tiên
NGƯỜI TA “KIẾM RA” DÒNG ĐIỆN BẰNG CÁCH NÀO?
Dòng điện trong túi áo
Dòng điện sinh ra do ánh sáng
Dòng điện sinh ra do nhiệt
Pin nguyên tử
Máy phát điện
Điện “ướp lạnh”
BIẾN ĐỔI DÒNG ĐIỆN
Phát minh vĩ đại
Dòng điện “lên kinh giật”
Mấy dây dẫn?
“Trò nhảy cừu từ”
Trong nhà chúng ta
Cái chỉnh lưu có tác dụng gì?
Dòng điện nào tốt hơn?
TRONG XƯỞNG CHẾ NĂNG LƯỢNG
Trái tim của nhà máy điện
Trong nhà ga điện
Những nhu cầu riêng tư
Chỉ huy sở
“Giao nhiệm vụ!”
Nhà máy điện nguyên tử hôm nay và ngày mai
Không cần người phải đỡ đần
NHỮNG BỘ MÁY “THÔNG MINH”
Người ta đo điện như thế nào?
Những người lính gác câm lặng
Thay thế cho con người
CUỘC HÀNH TRÌNH CỦA ĐIỆN

Hiệu điện thế cao
Cái máy không có bộ phận nào chuyển động
Con đường vĩ đại trên không
Con đường ngầm
Những điều bất hạnh dọc đường
TRONG PHÒNG CHÚNG TA
Tại sao điện tắt?
Một phát minh có ích
Cái bếp điện
Trên cây thông ngày hội
Những người bạn tốt của chúng ta
Đối với điện, phải cẩn thận đấy!
Bộ áo bảo hiểm
ĐIỆN LÀM VIỆC
Thành phố được thắp sáng như thế nào?
Những người giúp việc trung thành
Điện hóa học
Điện trên đồng ruộng
Điện khoác áo bơ-lu trắng
Điện trên máy bay
Nghề nghiệp của tôi đã “biến mất” như thế nào?
NĂNG LƯỢNG KHỔNG LỒ
Theo kế hoạch của Lênin
Bước đi của người khổng lồ
Hệ thống năng lượng thống nhất
Bằng con đường trực tiếp
Bằng luồng điện tự do
Mặt trời trong bàn tay

Chia sẽ ebook : http://downloadsachmienphi.com/
Tham gia cộng đồng chia sẽ sách :
Fanpage : https://www.facebook.com/downloadsachfree
Cộng đồng Google : http://bit.ly/downloadsach


Lời Nói Đầu
Qua các mẩu chuyện sinh động, hấp dẫn, có hệ thống, cuốn sách muốn giới thiệu với bạn đọc
những khái niệm và định luật cơ bản về điện, những hiểu biết thông thường về sản xuất vận
chuyển và ứng dụng của điện năng, đồng thời cũng nêu ra một số nét về lịch sử phát triển, sử
dụng năng lượng điện trước đây cũng như những thành tựu to lớn và triển vọng mới mẻ của
ngành năng lượng điện trong việc phục vụ kĩ thuật và đời sống con người.
Vì vậy cuốn sách sẽ rất có ích trong việc giúp các bạn có kiến thức vật lí phổ thông (học sinh
cấp trung học phổ thông, học viên bổ túc văn hóa) nắm vững hơn nữa những hiểu biết về điện
và tự nâng cao trình độ hiểu biết về kĩ thuật tổng hợp khi học môn này qua giáo trình vật lí ở
nhà trường. Sách còn là tài liệu cần thiết cho việc giảng dạy của giáo viên vật lí trong nhà
trường phổ thông và giáo dục thường xuyên. Nó cũng là tài liệu đọc thêm rất lí thú và bổ ích
cho những người làm công tác về điện.
Nhưng vì sách viết từ năm 1963, nên chưa thể giới thiệu kĩ những phát minh mới về điện –
như lade. Những vấn đề đó đã được giới thiệu cặn kẽ trong một số cuốn sách khác. Cũng có
những điều hiện nay đã thực hiện, mà tại thời điểm tác giả viết, chúng chỉ là những công trình
mới phôi thai nghiên cứu hoặc đang thực hiện. Vì vậy, để tôn trọng tính thời gian của tác
phẩm, chúng tôi giữ nguyên thì hành động mà tác giả sử dụng.
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC

Lời Tác Giả
- Bác có biết cháu vừa phát minh ra cái gì không? – Xasa Piôrưxkin, chú bé láng giềng ngoan
nết của tôi hấp tấp tuyên bố – Chỉ cần đánh được thật nhiều cá nheo, cá chình và nhiều giống
cá khác một lúc… Thế là đoàn tàu sẽ tự nó chạy được, chẳng cần đến dây điện nữa… Nhưng
phải thả chúng vào một cái bể và nối tất cả chúng lại… Mỗi điều là làm thế nào nối chúng lại thì
cháu chưa nghĩ ra.
Tôi ngạc nhiên nhìn chú bé. Đôi mắt của nhà phát minh trẻ tuổi ngời sáng, trong niềm hứng
khởi và rõ ràng là lời nói không kịp diễn đạt ý nghĩ đang bay bổng. Mãi sau, lúc chú đã bình tĩnh
lại, chú mới trình bày được rành mạch ý kiến của mình. Bấy giờ tôi mới hiểu đầu đuôi câu
chuyện và cười vang.
Nguyên là Xasa vừa đọc thấy trong tạp chí có nói một số loài cá có thể tự chúng sinh ra điện.
Chú liền nảy ra ý nghĩ nếu sử dụng được năng lượng đó để kéo đoàn tàu chẳng hạn thì hay biết
mấy. Ta sẽ móc theo đoàn tàu một cái bể thả cá, cá sẽ cung cấp điện năng cho đầu tàu chạy
bằng điện. Chẳng cần đến trạm phát điện, chẳng cần đến những cột điện, dây điện nữa. Thật
tuyệt!
Tôi vốn xưa nay vẫn kính nể những nhà phát minh, nhất là những nhà phát minh trẻ tuổi. Tôi
kể với chú bé rằng, về cơ bản chú hoàn toàn có lí: quả thực có nhiều loài cá như cá nheo điện,
cá chình điện, cá đuối v.v…) có cơ quan đặc biệt sinh ra điện năng. Cá dùng điện đó đế tự vệ
hay để tấn công. Kích thích càng mạnh thì điện sinh ra càng mạnh, thậm chí có thể làm người
đang tắm dưới nước bị váng tai. Những loài cá này thấy nhiều nhất ở ven biến châu Nam Mĩ,
châu Phi và nhiều biển nhiệt đới khác.
Nhưng tôi cũng đành lòng phải nói sự thực, mặc dù như thế có làm Xasa bị cụt hứng. Muốn
cho đoàn tàu chạy trong vòng chỉ mấy phút thôi cũng cần một năng lượng mà hàng vạn con cá
chình điện mới sinh ra được. Đánh được chừng ấy “trạm phát điện” và mang theo không phải
là chuyện dễ. Và điều quan trọng nhất là đoàn tàu, sau khi đã chạy được vài kilômét bằng “điện
của cá” đó, lại phải dừng bánh không biết bao nhiêu ngày để cho những máy phát điện sống đó
khôi phục lại điện tích của chúng.
Còn có nhiều đề án khác nhằm thu và sử dụng điện năng được Xasa và các bạn của chú, và
không những chỉ các em nhỏ, mà cả những người lớn nữa, đưa đến trình bày với tôi. Thì ra,
điện đã được đông đảo quần chúng quan tâm và muốn hiểu biết ngày càng nhiều. Nhưng phần
đông thường ngại những sơ đồ và công thức phức tạp những danh từ khó hiểu!
Nhưng nếu không có công thức, không có sơ đồ, không có những kết luận phát biểu dài dằng
dặc thì còn “làm ăn” gì được nữa?
Trong khi viết cuốn sách nhỏ này, tôi thầm nghĩ tới Xasa và các bạn của chú, tới hết thảy
những em nhỏ và những người lớn tuổi khát khao hiểu biết đang tập hợp đông đảo để tiến
quân vào xứ sở huyền diệu ở đó có “Đức vua Điện” trị vì.
Hi vọng rằng, những câu chuyện của tôi sẽ là một chiếc la bàn nhỏ bé cho các nhà du lịch
trong thế giới điện, sẽ giúp họ khỏi bị lạc đường mất lối, sẽ vạch chỉ cho họ con đường ngắn
nhất đi tới những nơi kì lạ của xứ sở vĩ đại đó.

ĐIỆN LÀ GÌ?
Trưa hè, trời nắng chang chang bỗng nhiên tối sầm lại. Những mảnh mây tơi tả, nặng nề trôi
nhanh qua bầu trời. Đằng sau chúng, một đám mây dông đen xám như một trái núi bằng chì
lừng lững tiến đến. Gió, dường như sợ hãi, ngừng thổi trong giây phút. Những giọt mưa nặng
hạt bắt đầu rơi xào xạc trong đám lá. Chẳng bao lâu, một màn mưa rào mờ xám buông xuống
mọi vật. Bốn bề tối tăm mù mịt. Nhưng đột nhiên, một tia sáng chói lòa lóe lên, vạch thành một
đường gãy khúc quái đản trên bầu trời tối xám, rọi sáng khu rừng đang cúi rạp, những vệt mưa
xiên xiên, những lá cây rụng lả tả… Tia sáng lóe lên rồi phụt tắt, và lập tức vang lên tiếng sấm
inh tai.
Biết bao lần chúng ta đã say sưa ngắm cảnh thiên nhiên hùng vĩ ấy. Sét đó là biểu hiện cụ thể
nhất và phổ biến nhất của điện trong thiên nhiên.
Thứ sét thông thường thành một tia lửa nhiều nhánh kéo dài này, được các nhà khoa học gọi
là sét đường. Điều kiện xuất hiện loại sét này và tất thảy những quá trình xảy ra lúc đó đã được
nghiên cứu kĩ càng. Đôi khi trong cơn dông còn gặp thấy sét hòn, như một khối sáng tròn to
bằng nắm tay hoặc bằng đầu người. Nó bay chầm chậm, dập dờn trong không khí theo một
trường ngoằn ngoèo, có thể chui qua cửa sổ, va chạm vào cây cối. Có khi nó biến đi mất tăm, có
khi nó vỡ tung và kèm theo tiếng nổ đáng sợ, gây ra những cảnh tàn phá ghê gớm. Cho đến nay,
người ta vẫn chưa tìm được cách giải thích chính xác về nguyên nhân và bản chất của hiện
tượng diệu kì và “bí ẩn” này.
Ở các vùng cực đới, dông và sét rất ít gặp. Nhưng cư dân vùng cực bắc lại quen biết một cảnh
tượng khác. Trên bầu trời bỗng nhiên xuất hiện những màn sáng chói màu sắc lộng lẫy: đỏ,
tím, vàng, xanh. Những màn này tạo thành một tấm rèm khổng lồ chói lọi, trải rộng hàng chục
kilômét, uốn lượn một cách rất kì quặc, dựng nên một bức tranh tuyệt mĩ. Hiện tượng này gọi
là cực quang mà nguyên nhân phát sinh cũng là điện.
Trên núi cao, trong điều kiện không khí khá khô có thể xảy ra hiện tượng gọi là “phát sáng do
điện”. Đó là những tia lửa nhỏ xuất hiện ở các mũi nhọn của đồ vật bằng kim khí, mà thời xưa
người ta cho rằng đó là do thần thánh sinh ra. Những người leo núi gặp dông tố giữa đường
thường kể lại nhiều chuyện rất lí thú. Chẳng hạn giơ tay lên cao thì thấy từ đầu mỗi ngón tay
tỏa ra một chùm ánh sáng xanh nhạt, tóc trên đầu dựng ngược lên và cũng tỏa sáng. Áo quần
cũng phát ra những tia lửa. Gậy leo núi cũng phát ra âm như ca hát vậy.
Những biểu hiện của điện lực trong thiên nhiên không phải chỉ thấy trong khí quyển. Trong
giới động vật cùng gặp khá nhiều. Có những giống cá tự chúng có thể sinh ra được điện để tự
vệ và tấn công. Hiện nay người ta đã biết có tới gần một trăm giống cá có cơ quan sinh điện. Đó
là cá đuối, cá chình, cá nheo, cá morơmiruýt và nhiều giống cá khác.
Ở tất thảy các động vật, trong tất cả các cơ quan và tế bào của mọi động vật, từ con amíp đến
con người, và ngay cả ở thực vật đều có dòng điện (tuy rất yếu, chỉ những dụng cụ đặc biệt mới
phát hiện thấy). Thoạt tiên người ta phát hiện thấy có dòng điện ở những cây ăn sâu bọ và cây
trinh nữ. Về sau người ta thấy một số giống cây khác cũng có điện.
Hiện tượng điện trong thiên nhiên thật là muôn hình muôn vẻ và vô cùng lí thú. Ở đây chúng
ta chỉ nêu ra một số hiện tượng. Trong khí quyển của chúng ta đang ẩn dấu những lực điện rất
to lớn. Lực điện thiên nhiên hãy còn “hoang dã” đó thường gây tác hại lớn cho con người, nhất
là khi sét đánh vào nhà ở và các công trình xây dựng không có cột thu lôi bảo vệ.
Thế mà, trong một tờ báo hồi cuối thể kỉ trước có đăng tin ở một xóm dân cư, bà con rất băn
khoăn về việc đặt một cột thu lôi ở đó họ cho rằng, cột thu lôi sẽ gây hạn hán, vì “mùa hạ mà
không có dông và sét thì mưa sao được, ấy thế mà Mêlêlep lại đặt một cái máy thu mất sét,
truyền nó xuống đất”[1].
… Ngày nghỉ, chúng ta tổ chức đi dạo ra ngoài thành phố. Dọc đường gặp cơn dông, thấy chớp
lóe, sấm rền. Chúng ta lên xe điện trở về. Người lái xe điện giậm chân lên bàn đạp, thế là dòng
điện đã bị “thuần phục” làm xe chuyển bánh. Trời đã xẩm tối. Điện chui vào bóng thủy tinh của
đèn điện làm cho phố xá và quảng trường tràn ngập ánh sáng. Về đến nhà, chúng ta cắm bếp

điện chuẩn bị bữa cơm tối và vặn đài vô tuyên truyền hình.
Chỉ mấy giây sau, trên màn ảnh hiện lên những tài tử quen thuộc và từ trong máy vọng lên
tiếng hòa nhạc. Và, trong buổi tối hôm đó, cũng như trong bất cứ giờ giấc nào, trên khắp đất
nước chúng ta, điện đang làm việc không mệt mỏi. Trong xưởng luyện kim, điện nấu chảy thép,
trong nhà máy sữa, điện làm ra kem. Trên đường sắt, điện kéo những đoàn tàu nặng nề và
trong trại nuôi gà vịt của nông trường, điện đang chăn dắt bầy gà vịt. Điện theo dõi rất tinh
công việc của các máy bơm trong hầm mỏ, chỉ đường cho máy bay, lọc cho các chất khí sạch
bụi, chữa khỏi bệnh tật, tìm quặng trong lòng đất. Ở khắp nơi, điện đều tỏ rõ khả năng kì diệu
của mình, tất nhiên không phải tự lực một mình nó, mà phải dưới sự chỉ huy và giám sát của
con người.
Chính con người đã nghiên cứu các quy luật của hiện tượng điện, bắt điện phải phục vụ cho
mình.
Có người sẽ nghĩ, chắc hẳn phải có nhiều thứ điện. Có thứ điện làm máy quay tít, có thứ điện
sưởi nóng, có thứ điện cho ta ánh sáng. Không, thực ra, điện chỉ có một, nhưng biểu hiện của
nó thì khác nhau.
Có một giai thoại thời xưa như sau: Một giáo sư hỏi một sinh viên: “Anh có biết điện là gì
không?”. Chàng sinh viên luống cuống đáp: “Dạ, thưa trước đây em đã có biết, nhưng bây giờ
em quyên khuấy mất rồi”. Vị giáo sư mừng rỡ nói: “Thế thì hay quá. Anh cố nhớ lại đi, vì chính
tôi, tôi cũng chưa biết điện là gì nữa”.
Muốn biết vào cuối thế kỉ trước người ta còn có quan niệm mơ hồ về bản chất của điện như
thế nào, chúng ta có thể đọc một tin đăng rộng rãi trong các báo thời đó về phiên tòa xử một
vụ án rất giật gân.
Có hai thị dân bị đưa ra tòa xử vì đã đánh cắp điện. Người ta tố cáo hai người này đã gian lận
mắc điện từ dây điện bên ngoài để sử dụng điện năng không mất tiền. Tòa án đã xử trắng án
cho hai tên ăn cắp vì lí do như sau:
“Bản chất của điện hiện nay chưa được rõ. Khi người ta nói đến dòng điện thì khái niệm về
“dòng” cũng chỉ là quy ước. Muốn kết tội ăn cắp thật sự thì phải có hiện vật cụ thể, chẳng hạn
như ăcquy, dây dẫn v.v…”
- Tòa không thể nào xác nhận đấy là một vụ ăn cắp được, – viên trạng sư tuyên bố một cách
hùng hồn.
- Lẽ nào lại có thể buộc tội ăn cắp mùi thơm, không khí hay âm thanh?
Người ta có sáu giác quan để nhận biết tính chất của các vật xung quanh. Nhưng giác quan
giúp người ta trực tiếp cảm giác được điện thì không có. Bản thân điện, ta không tài nào nhìn
thấy nghe thấy hoặc sờ mó được.
Vậy thì “điện” là gì?

Điện ở cái lược
Chải đầu, mà tóc khô, có khi thấy những tia lửa nhỏ lóe lên trong bóng tối và nghe tiếng nổ lép
bép khe khẽ. Những tia lửa nhỏ yếu ớt và vô hại đó chính cũng là chị em họ hàng với chớp và
sét. Và cái tiếng lép bép nhỏ nhẹ phải thính tai lắm mới nghe thấy đó cũng cùng một loại với
tiếng sấm điếc tai. Nếu ngay lúc đó lập tức đưa lược gần sát những mẩu giấy nhỏ thì những
mẩu giấy sẽ bị lược hút lên.

Những hiện tượng tương tự như thế đã được loài người biết đến từ lâu. Ngay từ thời thượng
cổ xa xưa, người ta đã phát hiện thấy rằng, nếu lấy một miếng dạ cọ xát vào hổ phách thì hổ
phách sẽ hút được mẩu rơm, lông chim và những vật nhẹ khác. Các nhà hiền triết Hi Lạp đã
giải thích rằng, sở dĩ hổ phách có tính chất đó là do trong hổ phách có một “thần lực” đặc biệt.
Trong một truyền thuyết đầy chất thơ có nói tới chuyện con người lần đầu tiên làm quen với
điện.
Chuyện xảy ra ở Hi Lạp khoảng 2600 năm về trước. Nhà triết học Talét có một cô con gái.
Nàng tuy còn nhỏ tuổi nhưng đã biết dệt rất khéo. Nàng được cha mẹ mua cho một con thoi
bằng hổ phách rất đẹp, do một tay thợ khéo xứ Phênixi chuốt. Một hôm, cô bé lỡ tay đánh rơi
thoi xuống nước. Nàng bèn dùng vạt áo len lau con thoi. Nhưng, khi lau xong thì thấy thoi bám
đầy tơ len. Ngỡ là thoi còn chưa ráo, nàng lại lau mạnh hơn, nhưng lạ quá, tơ len lại bám vào
thoi nhiều hơn trước. Kinh ngạc, nàng vội chạy đi tìm cha để cha giảng giải cho cái hiện tượng
kì lạ đó. Nghe con gái kể lại đầu đuôi câu chuyện, Talét cũng hết sức ngạc nhiên. Vốn là một
triết gia chân chính, ông bèn làm lại và nghiên cứu hiện tượng đó. Quả nhiên, sự việc xảy ra
đúng như cô bé kể. Talét liền dùng dạ xát những con thoi bằng hổ phách khác, những vòng tròn
và những thanh bằng hổ phách, và ông cũng thu được kết quả y hệt như trước.
Hổ phách, tiếng Hi Lạp gọi là “êlektron”, vì vậy người ta mới đặt cho cái lực thần bí đó là
“êlectricité”, có nghĩa là điện. Sau này người ta phát hiện thấy cả thủy tinh, lưu huỳnh, nhựa
cây, tre, lụa và nhiều chất khác, chẳng hạn sợi capron, cũng có tính chất giống như hổ phách.
Dùng miếng vải dệt bằng sợi capron có thể nhiễm điện dễ dàng kim loại, gỗ, cao su. Muốn thế
chỉ cần lấy miếng vải dệt bằng sợi capron đập hoặc xát vào các chất đó mấy lần là được.
Vậy có thể coi ma sát chính là nguyên nhân làm các vật nhiễm điện. Về sau, người ta nhận
thấy có hai loại điện: “điện thủy tinh” sinh ra trong thủy tinh, ngọc thạch, len dạ khi có ma sát
và “điện nhựa cây”, sinh ra trong nhựa cây, hổ phách, tơ lụa.
Người ta còn nhận thấy các vật nhiễm “điện thủy tinh” đẩy tất cả những vật nào cũng nhiễm
điện giống như thế, ngược lại hút các vật mang “điện nhựa cây”. Mãi sau này người ta mới giải
thích được nguyên nhân của hiện tượng này.
Vậy thì khi cọ sát để nhiễm điện, trong các vật đã xảy ra những gì? Chúng ta phải đi sâu vào
trong lòng của nguyên tử mới tìm được lời giải đáp cho câu hỏi này.

Bản nguyên của vật chất
Mọi chất đều hợp thành bởi những nguyên tử. Nguyên tử vô cùng nhỏ bé: nếu xếp chúng
thành một chuỗi, cái nọ nối đuôi cái kia, thì phải hàng trăm triệu nguyên tử mới được một
chuỗi dài một centimét.
Nguyên tử cấu tạo rất phức tạp ở trung tâm mỗi nguyên tử có một hạt nhân mà đường kính
còn nhỏ hơn đường kính của nguyên tử gấp hàng vạn lần. Hạt nhân này lại gồm có một hay
nhiều hạt nhỏ, xung quanh hạt nhân có những hạt khác chuyển động rất nhanh. Về kích thước,
những hạt này không khác với hạt nhân là bao, nhưng về trọng lượng (chính xác hơn là về khối
lượng) thì thua nhiều, nhỏ hơn hàng nghìn lần.
Hạt nhân của mọi nguyên tử đều mang điện, và là điện cùng một loại. Điện của nó là thứ “điện
thủy tinh” như người thời xưa đã gọi, hoặc là “điện dương” như ngày nay chúng ta vẫn gọi, bởi
vì trong hạt nhân có những hạt mang điện dương mà ngày nay chúng ta gọi là prôtôn. Còn các
hạt quay xung quanh hạt nhân thì tích “điện nhựa cây” theo cách biểu đạt của người thời cổ,
hoặc điện âm theo cách biểu đạt của khoa học hiện nay. Các hạt này gọi là êlectrôn. Kích thước,
khối lượng và điện tích của tất thảy các êlectrôn đều hoàn toàn giống nhau. Nguyên tử của mỗi
nguyên tố hóa học một khác. Chính vì vậy mà nguyên tố hóa học nọ khác nguyên tố hóa học
kia. Vậy sự khác biệt đó ở chỗ nào?
Trước hết, ở sự khác biệt của hạt nhân, về kích thước, về khối lượng và về lượng điện tích hạt
nhân. Hai là ở sự khác nhau về số êlectrôn quay xung quanh hạt nhân.
Nguyên tử đơn giản nhất là nguyên tử hiđrô, có hạt nhân gồm một hạt mang điện dương, và
một êlectrôn quay xung quanh hạt nhân đó.
Nguyên tử của một chất khí khác, tức là ôxi, thì phức tạp hơn. Trong hạt nhân của nó có tám
điện tích dương và xung quanh hạt nhân có tám êlectrôn chuyển động theo những quỹ đạo
(đường đi) khác nhau.
Nguyên tử nhôm, trong hạt nhân chứa 13 điện tích dương, và xung quanh hạt nhân có 13
êlectrôn chạy vòng. Nguyên tử sắt có 26 điện tích dương trong hạt nhân và 26 êlectrôn chạy
xung quanh v.v…
Có người sẽ hỏi, cái gì đã giữ êlectrôn trong nguyên tử? Vì sao êlectrôn lại chuyển động xung
quanh hạt nhân chứ không bứt ra khỏi nguyên tử?

Xin trả lời, đó là vì giữa hạt nhân mang điện tích dương và êlectrôn mang điện tích âm có lực
hút điện tác dụng.

Điện tích “thừa”
Khi phân tích cấu tạo nguyên tử của các nguyên tố hóa học khác nhau, chúng ta đã thấy số
điện tích dương và điện tích âm trong nguyên tử của mỗi nguyên tố thì bằng nhau. Khi các
điện tích khác dấu nằm cạnh nhau với số lượng như nhau thì chúng hầu như gắn bó với nhau,
cân bằng lẫn nhau, trung hòa lẫn nhau và tác dụng điện của chúng không biểu hiện ra ngoài
phạm vi nguyên tử. Trong trường hợp này, toàn thể nguyên tử có thể xem như một hạt không
tích điện, trung hòa về điện.
Vậy thì tại sao khi ta xát lên một số chất lại thấy xuất hiện hiện tượng điện?
Hiển nhiên là bởi vì khi xát, điện tích của các chất đó được phân phối lại, ở một chất thì thừa
điện dương, ở chất kia thì thừa điện âm.
Chẳng hạn như khi lấy một mảnh lụa xát vào một chiếc đũa thủy tinh thì đó là chúng ta đã
tách một số êlectrôn ra khỏi các nguyên tử thủy tinh, những êlectrôn này sẽ chạy sang mảnh
lụa. Thành thử trên mảnh lụa thừa ra điện tích: mảnh lụa được tích điện âm.
Ngược lại, thủy tinh được tích điện dương. Vì bây giờ điện tích dương trong hạt nhân các
nguyên tử trên mặt không còn có điện tích âm của êlectrôn cân bằng chúng nữa. Như vậy là
thủy tinh và lụa đều được tích điện, tức là bắt đầu biểu hiện những tính chất điện mà dùng
những dụng cụ đơn giản nhất cũng phát hiện dễ dàng.
Điện tích không tự sinh ra và không biến mất. Chúng chỉ có thể chuyển từ vật này qua vật
khác hoặc chuyển dịch bên trong một vật, định luật này là cơ sở của học thuyết về điện.
Những máy thu điện đầu tiên đều được chế tạo trên nguyên tắc ma sát. Bộ phận chính của
những máy này là một đĩa thủy tinh lớn, khi quay thì cọ xát vào một cái “gối” da. Điện tạo ra
trên đĩa được dẫn tới một quả cầu bằng kim loại. Trong các trang thí nghiệm vật lí ở các
trường đều có những mô hình của lại máy này.
Tuy nhiên, không nên nghĩ rằng, điện thu được nhờ ma sát quá ít ỏi và chỉ dùng để chơi
phiếm hoặc làm thí nghiệm trong nhà trường. Hiện nay ở một số nhà máy và công xưởng còn
dùng những máy quay bằng dây cu-roa. Do ma sát với ròng rọc, dây cu-roa tích được một
lượng điện rất lớn. Ngày nay người ta đã biết cách tránh được điều đó, nhưng trước đây đã
từng xảy ra nhiều trường hợp công nhân chạm vào dây cu-roa bị điện giật.
Điện sinh ra khi có ma sát thường cũng gây phiền phức cho việc ấn loát, vì những tờ giấy bị
tích điện cứ dính lại với nhau. Ở xưởng dệt, cũng vì nguyên nhân đó mà chỉ dễ bị rối, còn ở các
nhà máy có dùng những chất dễ cháy thì tia lửa điện có thể gây nạn cháy. Khi truyền xăng,
người ta phải nối ống dẫn xăng bằng kim loại với đất để cho điện tích thừa không gây hỏa
hoạn. Nhưng thực ra không phải chỉ có ống dẫn mà cả bản thân xăng cũng tích điện. Vậy thì
làm thế nào đây?
Truyền xăng thật chậm, thật cẩn thận ư? Như thế bất tiện, vì tốn nhiều thời gian. Các chuyên
gia đã nghĩ ra cách chống thứ điện “hoang dã” đó. Họ bỏ vào xăng một ít muối magiê của axit
ôlêic, chất này có tác dụng ngăn cản hoàn toàn sự tích điện.
Gầy đây, người ta đã “thuần phục” được điện sinh ra do ma sát và điện đã mang lại cho con
người lợi ích to lớn. Người ta đã chế tạo được những máy bơm đặc biệt để truyền các chất
lỏng. Trong những máy bơm này tuyệt nhiên không có bộ phận đẩy chất lỏng. Chất lỏng chảy là
nhờ điện tích kéo đi.
Ngay từ lâu, người ta đã biết nếu tích điện một mũi nhọn, chẳng hạn cái đinh, thì điện tích sẽ
không nằm lại trên mũi nhọn mà cứ “chảy đi” tựa như nước vậy. Bây giờ ta hãy hình dung sẽ
dùng một ống nhỏ có đầu thuôn nhọn và đục một lỗ nhỏ xíu ở chỗ nhọn đó. Đoạn ta đổ vào ống
một chất màu lỏng. Nếu tích điện âm cho chất màu và đưa ống lại gần một đồ vật tích điện
dương nào đó thì chất màu sẽ phun vào vật đó và phủ lên nó một lớp chất màu rất đều và bền.
Cây bút sơn điện lạ đời đó hoàn toàn tránh được hao phí thuốc màu và tiết kiệm cho sản xuất
hàng triệu đồng rúp[2]. Từ những chiếc máy công cụ khổng lồ đến những đồ chơi thiếu nhi nhỏ
xíu, từ cỗ giường gỗ nặng nề đến tấm khăn “voan” mỏng manh, mọi chi tiết bất kì làm bằng thứ
vật liệu nào cũng đều có thể sơn nhuộm rất đẹp bằng phương pháp mới đó, và toàn bộ quá

trình sơn đều có thể tiến hành tự động, người ta chỉ cần ngồi một chỗ điều khiển.
Điện ở cái lược đã mở ra cho chúng ta những khả năng không thể nào ngờ được.

Điện trường
Nếu một vật nào đó được tích điện thì những tính chất điện của nó – tức là khả năng hút và
đẩy các điện tích – có thể hiểu hiện trong không gian xung quanh vật đó.

Chẳng hạn một quả cầu con rất nhẹ mang điện dương hay âm sẽ bị một vật tích điện khác hút
hay đẩy ngay khi còn cách vật này một ít. Như vậy là trong không gian xung quanh vật có
những điện lực tác dụng: có trường điện lực tác dụng, như người ta thường nói.
Tác dụng của điện lực trong điện trường không đồng đều: vật đưa vào điện trường càng gần
vật tích điện thì nó bị hút hay bị đẩy càng mạnh. Điện trường có xu hướng đẩy các điện tích
(các hạt tích điện) rơi vào điện trường chuyển động theo hướng tác dụng của lực hút hay lực
đẩy các điện tích đó. Chuyển động theo một hướng của các điện tích như thế gọi là dòng điện.
Điện tích xuất hiện do cọ xát với hổ phách, thủy tinh và các chất khác thì không chuyển động.
Nhưng trong kĩ thuật, chuyển động có trật tự của điện tích có ý nghĩa to lớn hơn nhiều: trong
thực tiễn, cần phải làm sao cho các hạt tích điện chuyển động liên tục và lâu dài thì mới có thể
đốt nóng sáng dây tóc đèn điện, làm quay động cơ, như thế điện mới phục vụ được con người.
Vậy chúng ta cần có không phải điện hay điện tích nói chung chung, mà cần có một chuyển
động có trật tự nào đó của các hạt tích điện, tức là cần có dòng điện. Dưới đây chúng ta sẽ
nghiên cứu tỉ mỉ hơn xem dòng điện là gì.

Êlectrôn “chạy lăng xăng”
Nếu đưa hai vật tích điện trái dấu lại gần nhau thì sẽ có một tia lửa bật ra. Đó là những hạt
cực nhỏ tích điện chuyển từ vật này sang vật kia. Vì chúng chuyển động hết sức nhanh, nên khi
va chạm với các phần tử không khí thì phát sáng. Người ta nói là đã xảy ra hiện tượng phóng
điện. Chớp là một hiện lượng phóng điện giữa hai đám mây dông tích điện hay giữa đám mây
dông và mặt đất: sự phóng điện này cực kì mãnh liệt.
Sự phóng điện như thế xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn: chỉ kéo dài một phần rất nhỏ
của giây đồng hồ. Sau đó tình trạng cân bằng về điện được khôi phục và các hạt tích điện
ngừng chuyển động đến khi nào điện tích lại được tích tụ.
Trong mọi trường hợp tích điện các vật, các hạt tích điện âm tức là êlectrôn – giữ vai trò chủ
yếu, vì chính là các êlectrôn mới có khả năng tách khỏi nguyên tử tương đối dễ dàng.
Trong nguyên tử của kim loại, các êlectrôn trên những quỹ đạo xa hạt nhân nhất ràng buộc
với hạt nhân rất yếu ớt và một số êlectrôn thậm chí ở trạng thái tự do. Các êlectrôn tự do đó
chuyển động hỗn hoạn về mọi phía trong cả khối kim loại. Chuyển động hỗn loạn đó chỉ xảy ra
chừng nào mà giữa hai đầu của vật kim loại không có tác dụng của lực điện trường. Đưa vật
kim loại vào trong điện trường thì các êlectrôn bắt đầu chuyển động có trật tự, theo một
phương nhất định.
Êlectrôn chuyển động sẽ tiêu thụ một phần năng lượng của điện trường để tăng vận tốc của
chúng. Cái khả năng của điện trường có thể truyền năng lượng của mình cho điện tích chuyển
động gọi là điện thế.
Thành thử dòng điện chẳng qua là chuyển động của các điện tích từ điện thế cao đến điện thế
thấp. Có thể hình dung dòng điện một cách đơn giản như sau:
Có hai bình đựng nước: Một bình đặt cao, một bình đặt thấp, nối với nhau bằng một ống dẫn.
Chênh lệch mực nước giữa hai bình có thể so sánh với chênh lệch điện thế của điện trường hay
là hiệu điện thế. Nước sẽ chảy từ bình trên xuống bình dưới chừng nào mực nước trong hai
bình chưa ngang nhau.
Dòng điện trong kim loại cũng như thế: nó sẽ “chảy” chừng nào điện thế còn chưa ngang
nhau, tức là hiệu điện thế chưa bằng không.
Trong khi chảy từ bình trên xuống bình dưới, nước có thể tạo được một công nào đó. chẳng
hạn làm quay các cánh của một tuabin nhỏ. Dòng điện cũng thế, nó có khả năng thực hiện công.

Cường độ dòng điện
Trên bàn đặt một bình nước. Ta mở vòi, nước chảy vào cốc. Cốc đầy rồi, ta khóa vòi lại. Cường
độ của tia nước là bao nhiêu? Một cốc chăng? Tất nhiên trả lời như vậy không đúng.
Cốc cho ta biết lượng nước chảy xuống chứ không phải cường độ của tia nước.
Khi còn chưa hiểu rõ dòng điện là gì, các nhà nghiên cứu đã đưa vào cái tên “cường độ dòng
điện” không được thỏa đáng lắm. Ngày nay thì chúng ta hiểu rõ rằng, đó hoàn toàn không phải
là “cường độ” theo cách hiểu thông thường của từ này, mà là điện lượng chuyển qua một tiết
diện thẳng của dây dẫn trong một đơn vị thời gian. Tuy tên gọi cũ vẫn được giữ lại, song nó có
một ý nghĩa mới, đúng đắn hơn.
Ở trên, chúng ta đã nói rằng, muốn có được dòng điện trong dây dẫn thì cần phải tạo được
một hiệu điện thế, tức là một sự chênh lệch điện thế trong dây dẫn và đã so sánh dòng điện với
dòng nước chảy trong ống nối từ bình trên xuống bình dưới. Song, cần nhớ kĩ rằng, sự so sánh
này chỉ là gần đúng, không chính xác.
Điện không phải là một chất lỏng nào ở ngoài dây dẫn: chính là các êlectrôn của bản thân dây
dẫn đang chuyển động trong dây dẫn, và từng êlectrôn không phải đều chạy suốt cả mạch điện.
Sự thực, một êlectrôn chỉ đi một đoạn đường ngắn, đoạn đường tiếp sau lại có một êlectrôn
khác, đi đoạn đường tiếp nữa lại có êlectrôn thứ ba v.v… Nhưng điều này không giống như một
cuộc chạy tiếp sức, khi vận động viên thứ nhất chạy thì những người sau còn đứng yên chờ đến
lượt mình. Ở đây tất cả các “vận động viên” đều chạy cùng một lúc. Và thế là xảy ra một cảnh
tượng thoạt nhìn thấy hết sức kì lạ. Êlectrôn tham gia trong dòng điện thì chuyển động rất
chậm, chỉ được mấy milimét một giây. Thế mà vận tốc truyền của dòng điện thì lại các kì to
lớn: chừng 300 nghìn kilômét một giây. Sao lại thế nhỉ?
Xin nêu hai thí dụ để chúng ta quan niệm được hiện tượng này. Ta mở vòi nước máy. Tia
nước vừa chảy ra thì lập tức nước bắt đầu chảy cùng một lúc trong suốt ống dẫn nước (thực
chính xác thì nước bắt đầu chảy có sớm muộn tí chút dọc trong ống, vận tốc truyền vào khoảng
300m/s. Song từng giọt nước, muốn chảy từ đài chứa nước đến vòi nước của chúng ta phải
mất một thời gian rất dài, êlectrôn chuyển động trong dòng điện cũng như thế đấy.
Thêm một thí dụ thứ hai để chúng ta hiểu rõ vấn đề rất quan trọng này. Người chỉ huy hô “Đi
đều bước?”. Lập tức toàn thể hàng quân bắt đầu tiến bước. Giả dụ hàng quân dài 300 m và
người chỉ huy đứng ở cuối hàng thì có thể tưởng tượng là chuyển động được truyền dọc lên
hàng quân, từ hàng cuối đến hàng đầu theo vận tốc truyền của tiếng hô, tức là với vận tốc
chừng 300 m/s vận tốc âm). Nhưng thực ra thì từng chiến sĩ chỉ chuyển động với vận tốc
chừng 5 km/h hay 1,3 m/s. Như vậy là trong ví dụ của chúng ta có hai vận tốc: 300 và 1,3 m/s.
Đối với dòng điện cũng có hai vận tốc tương tự như thế, nhưng một vận tốc là 300 nghìn km/s
và một vận tốc là 0,001 m/s, cho nên ta đừng bao giờ nhầm lẫn vận tốc truyền dòng điện (tức
là vận tốc truyền bá của điện trường) rất lớn với vận tốc cực kì nhỏ bé của từng êlectrôn riêng
biệt.
Tiện đây cũng muốn nhắc đến một quan niệm sai lầm về bản chất của dòng điện. Hồi trước,
khi người ta mới bắt đầu nghiên cứu về điện thì khoa học còn chưa xác định chính xác được
cấu tạo của nguyên tử. Người ta cho rằng dòng điện là do những điện tích dương di chuyển
trong dây dẫn, từ cực dương của nguồn điện đến cực âm. Ngày nay, người ta vẫn quy ước cho
rằng dòng điện đi từ cực dương đến cực âm của máy phát điện, mặc dù hướng này trái ngược
với hướng chuyển động của các êlectrôn.
Trong một tạp chí phổ biến khoa học có đăng truyện ngắn “Cuộc tranh luận về điện” như sau:
Sáng sớm hôm ấy, một tốp công nhân trẻ vừa hết ca đêm đang xúm đông trước tủ kính dán
báo ở cạnh cổng ga xe điện. Họ chăm chú đọc đoạn tin về lễ khánh thành một trạm xe điện
mớ...