Trong cuộc sống hiện nay, phần lớn các thiết bị điện sử dụng dòng diện xoay chiều để hoạt động. Vậy dòng điện xoay chiều là gì? điều kiện để có dòng điện, cách tạo ra dòng điện xoay chiều và tác dụng của dòng điện xoay chiều ra sao? Cùng chúng tôi đi tìm câu trả lời qua nội dung bài viết dưới đây nhé.
Dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều là gì?
>>>XEM THÊM: : Dung dịch chuẩn độ là gì? Cách pha dung dịch chuẩn độ từ chất gốc
– Dòng điện xoay chiều hay dòng điện AC (Alternating Current) là dòng điện có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian, sự thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều thường có dạng hình sin, xung vuông và xung nhọn.
– Ký hiệu điện xoay chiều: Trong kỹ thuật điện, dòng điện xoay chiều được ký hiệu là “~” – dấu tượng trưng cho dạng sóng hình sin. Trong mạch điện, sóng sin được dùng để ám chỉ dòng điện xoay chiều đặt trên những linh kiện điện tử vì sóng Sin là một dạng sóng tuần hoàn điều hòa.
– Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử, còn gọi là bộ nghịch lưu dùng các thyristor.
Các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều
1. Chu kỳ và tần số
– Chu kỳ của dòng điện xoay chiều là khoảng thời gian mà dòng điện xoay chiều lặp lại vị trí cũ. Chu kỳ AC được ký hiệu là T và được tính bằng giây (s).
– Tần số dòng điện xoay chiều là số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện trong một giây. Tần số AC được ký hiệu là F và đơn vị tính là Hz.
– Chu kỳ của AC tỷ lệ nghịch với tần số và được xác định bằng công thức: F=1/T
2. Biên độ
Biên độ của dòng điện xoay chiều là giá trị điện áp đỉnh của dòng điện xoay chiều, tức độ lớn của tín hiệu. Thông thường, biên độ của AC cao hơn điện áp được đo tại các đồng hồ.
3. Công suất
Công suất của dòng điện xoay chiều được tính dựa vào công suất sau:
P = U.I.cosα
Trong đó: U là điện áp dòng điện, I là dòng điện và α là góc lệch pha giữa U và I.
4. Giá trị hiệu dụng
Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là giá trị được đo bằng các đồng hồ điện. Nó chính là giá trị điện áp được ký hiệu trực tiếp trên các thiết bị điện tử.
Ví dụ: Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều 220V trong gia đình chính là 220V. Tuy nhiên, biên độ đỉnh thực tế của điện áp này lại rơi vào khoảng (220V x 1,4), tương đương 300V.
Nguyên lý hoạt động của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi rotor quay, số đường sức từ liên tục biến thiên khiến cho điện năng tăng giảm liên tục. Các electron lúc này sẽ đảo ngược hướng di chuyển với các tần số khác nhau trong một giây và dòng điện xoay chiều được tạo ra ở đầu hai cuộn dây.
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Điều kiện để có dòng điện xoay chiều là số đường sức từ xuyên qua cuộn dây liên tục thay đổi, biến thiên theo một chu kỳ nhất định. Và dựa vào những nguyên tắc hình thành dòng điện xoay chiều, chúng ta có thể tạo ra dòng điện xoay chiều bằng một trong 2 cách sau:
- Cách 1: Sử dụng nam châm
Di chuyển nam châm từ từ lại gần hoặc lùi ra xa cuộn dây để tạo ra dòng điện xoay chiều.
- Cách 2: Sử dụng khung dây dẫn
Đặt khung dây dẫn trong từ trường. Khi khung dây quay đều, điện động cảm ứng sẽ xuất hiện. Còn khi nối hai đầu khung dây đó cùng mạch kín thì dòng điện xoay chiều sẽ được tạo ra. Sóng của dòng điện xoay chiều được tạo ra khi dây dẫn chuyển động vào các vùng có cực từ tính khác nhau.
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Tác dụng của dòng điện xoay chiều
1. Tác dụng nhiệt
Tác dụng nhiệt là một trong những tác dụng rõ ràng nhất của dòng điện xoay chiều. Ví dụ điển hình là nhiệt lượng tỏa ra từ bóng đèn sợi đốt khi nó phát sáng. Ngoài ra, nhiều vật dụng khác cũng có tác dụng nhiệt như bàn ủi, lò sưởi điện,…
Lò nướng chuyển đổi dòng điện năng thành nhiệt năng
2. Tác dụng quang
Tác dụng quang được thể hiện rõ ràng nhất ở các loại bóng đèn phát sáng như đèn Led, bóng đèn bút thử điện, bóng đèn dây tóc,…
Bóng đèn phát sáng khi có dòng điện chạy qua
3. Tác dụng từ
Khi cho đinh sắt lại gần một cuộn dây, đinh sắt bị hút vào. Điều này là minh chứng cho tác dụng từ của dòng điện xoay chiều. Ngoài ra, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng sẽ bị thay đổi khi dòng điện đổi chiều.
Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ
Phân loại dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều được chia theo số pha, cụ thể là:
1. Dòng điện xoay chiều 1 pha
– Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng trong mạch thông thường, có hai dây được nối trực tiếp với nguồn điện. Hai dây đó là dây pha (dây nóng) và dây trung tính (dây lạnh/dây mát). Dây nguội là dây không có điện. Hướng của dòng điện trong mạch xoay chiều liên tục thay đổi theo giá trị tần số của nguồn điện ở mạch chính.
– Theo tiêu chuẩn điện lực Việt Nam, dây pha có màu đỏ và dây trung tính có màu đen hoặc xanh.
– Nguồn điện 220V là dòng điện xoay chiều 1 pha.
2. Dòng điện xoay chiều 3 pha
– Dòng điện xoay chiều 3 pha là dòng điện trong mạch xoay chiều có 3 dây pha và 1 dây trung tính. Nó được ví tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song.
– Theo tiêu chuẩn điện lực Việt Nam, dây pha 1 màu đỏ, pha 2 màu vàng hoặc trắng, pha 3 màu xanh dương, dòng điện trung tính màu đen và dây nối đất (PE) màu xanh lá sọc vàng.
Tác dụng của dòng điện xoay chiều
- Dòng điện xoay chiều 1 pha
Các thiết bị điện có công suất nhỏ dùng trong sinh hoạt hàng ngày thường sử dụng dòng điện xoay chiều 1 pha để hoạt động. Ví dụ như: đèn điện, quạt, máy bơm nước, lò nướng, điều hòa, lò vi sóng, ti vi, tủ lạnh,…
- Dòng điện xoay chiều 3 pha
– Dòng điện xoay chiều 3 pha là dòng điện công suất lớn nên nó phù hợp cho quá trình truyền tải điện năng đi xa và được dùng cho những thiết bị điện sản xuất công nghiệp. So với dòng điện một chiều DC thì dòng điện xoay chiều có tỷ lệ hao hụt trên đường dây ít hơn nhiều.
Dòng điện xoay chiều 3 pha được dùng trong truyền tải điện năng đi xa
– Dòng điện 3 pha được dùng trong một số ngành công nghiệp như sản xuất oto, máy móc,….
– Máy phát điện 3 pha xoay chiều cho dòng điện khỏe và hiệu suất cao hơn so với những dòng điện thông thường nên việc dùng máy phát điện 3 pha cùng dòng điện xoay chiều 3 pha là biện pháp tiết kiệm, hiệu quả nhất đối với các ngành công nghiệp hiện nay.
– Bằng cách sử dụng máy biến áp, dòng điện xoay chiều 1 pha sẽ được chuyển đổi từ điện áp cao thành điện áp thấp và điện áp thấp sang điện áp cao một cách hiệu quả.
Trên đây là một số thông tin về dòng điện xoay chiều và tác dụng của dòng điện xoay chiều mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng đây sẽ là những kiến thức hữu ích cho bạn đọc.
