Dòng điện xoay chiều là dòng điện rất quen thuộc, được dùng trong sinh hoạt hàng ngày và sản xuất của chúng ta. Nhưng vì sao dòng điện này được gọi là dòng điện xoay chiều? Cách để tạo ra dòng điện xoay chiều? Ứng dụng của dòng điện này và cách phân biệt với dòng điện một chiều là gì? Hãy cùng Cơ điện Trần Phú đi tìm hiểu để có thêm thông tin tin tức về dòng điện chúng ta thường dùng.
Dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều hay còn được gọi là dòng điện AC (Alternating Current). Đây là dòng điện 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 được tạo ra do biến đổi nguồn điện một chiều hoặc tư các máy phát điện xoay chiều. Các đồ dùng điện quen thuộc với chúng ta thường sử dụng nguồn điện xoay chiều: máy lạnh, máy giặt, tủ lạnh …
Làm gì để tạo ra dòng điện xoay chiều?
Bạn có thể thực hiện theo 2 cách sau để tạo ra dòng điện xoay chiều:
+ Cách 1: Đặt một cuộn dây dẫn kín và cho nam châm quay xung quanh.
+ Cách 2: Để cuộn dây dẫn kín quay quanh từ trường của nam châm.
Những đại lượng cần biết của dòng điện xoay chiều
Công suất dòng điện xoay chiều và cách tính
Công suất của dòng điện xoay chiều phụ thuộc 3 đại lượng: cường độ của dòng điện, điện áp và độ lệch pha của cường độ so với điện áp.
Công suất dòng điện xoay chiều được tính như sau:
P = U.I.cosα
Trong đó:
P: biểu hiện cho công suất của dòng điện xoay chiều (W)
U: là điện áp (V)
I: là cường độ dòng điện (A)
α: chính là độ lệch pha giữa cường độ của dòng điện và điện áp
Cách tính chu kỳ và tần số
- Chu kỳ của dòng điện xoay chiều: Được ký hiệu là T và được tính bằng giây (s), là khoảng thời gian mà dòng điện xoay chiều trở lại vị trí ban đầu.
- Tần số điện xoay chiều: Được ký hiệu là F và có đơn vị tính là Hz. Đại lượng này thể hiện số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây.
- Công thức tính tần số như sau:
F=1/T
Với F là tần số, T là chu kỳ
Tác dụng của dòng điện xoay chiều
Cũng tương tự như dòng điện một chiều, tác dụng dòng điện xoay chiều cũng có tác động nhiệt, phát sáng, tác động từ. Một điểm khác với dòng điện một chiều là đối với dòng điện xoay chiều, khi dòng điện đổi chiều thì lực từ tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều.
Tác dụng nhiệt
Tác dụng nhiệt là một trong những tác dụng đầu tiên phải đề cập của dòng điện xoay chiều. Chúng ta có thể lấy ví dụ về bóng đèn dây tóc để dễ hình dung. Chúng ta sẽ cảm nhận được nhiệt lượng từ bóng đèn khi nó hoạt động. Đây chính là tác dụng nhiệt, một số sản phẩm khác của tác dụng nhiệt có ích cho đời sống phải kể đến như: bàn ủi, lò sưởi điện,…
Tác dụng quang
Minh chứng cho tác dụng quang của dòng điện xoay chiều là các loại bóng đèn phát sáng như: bóng đèn bút thử điện, bóng đèn dây tóc, bút đèn bút thử điện,…
Tác dụng từ
Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều rất dễ dàng nhận biết khi chúng ta đưa một đinh sắt lại gần cuộn dây. Khi cuộn dây hút đinh sắt vào, chính là biểu hiện của tác dụng từ.
Ngoài ra, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng sẽ thay đổi khi dòng điện đổi chiều.
Điểm khác nhau giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều
Dòng điện một chiều là dòng điện không có sự thay đổi theo thời gian và theo một hướng cố định. Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều cũng có những ứng dụng và biểu hiện khác nhau dễ phân biệt như:
- Các nhà máy phát điện và các loại máy phát điện sản xuất ra dòng điện xoay chiều mà chúng ta sinh hoạt hằng ngày, vì dòng điện này dễ truyền tải đi xa. Điều này giúp cho những vùng quê xa nhà máy vẫn có thể có nguồn điện sử dụng. Khác với dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều đều được sản xuất từ: ắc quy, pin và năng lượng mặt trời… nên thường không truyền tải điện đi xa vì có thể mất rất nhiều năng lượng.
- Dòng điện một chiều có tần số trực tiếp bằng 0 nên chỉ có thể chảy theo một hướng nhất định. Ngược lại, nguồn phát dòng điện xoay chiều thường có tần số là 50Hz và 60Hz, nên có thể đảo ngược
- Một điểm dễ phân biệt hơn là các bản vẽ mạch điện, hầu như các dạng sóng biểu thị dòng điện một chiều là một đường thẳng. Trong khi đó, điện xoay chiều lại được thể hiện dưới dạng đa dạng như dạng hình sin, hình tam giác, hình vuông và hình thang.
Sự khác nhau giữa dòng điện 1 pha và 3 pha
Dòng điện xoay chiều 1 pha
Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng mà ở trong mạch điện có hai dây nối cùng với nguồn điện. Chiều hướng của cường độ dòng điện trong mạch AC thay đổi nhiều lần tùy thuộc vào tần số của nguồn điện bên trong mạch.
Dòng điện 220V được cấp cho từng hộ gia đình sử dụng đều là điện xoay chiều 1 pha, có 2 dây gồm dây pha và dây trung tính.
Dòng điện xoay chiều 3 pha
Đây là dòng điện trong mạch điện xoay chiều gần giống như 3 đường điện 1 pha chạy song song với nhau và cùng chung 1 dây trung tính. Vì thế, hệ thống điện trong sinh hoạt thường ngày thường có 4 dây, 3 dây nóng và 1 dây lạnh (trung tính - 0V).
Ứng dụng của điện xoay chiều trong đời sống
Ta có thể thấy điện xoay chiều ở khắp mọi nơi từ gia đình, nhà máy, công sở. Sở dĩ AC phổ biến là do nó có thể truyền đi khoảng cách xa tương đối dễ dàng. Ở điện áp cao (trên 110kV), dòng điện sẽ mất ít năng lượng hơn trong việc truyền tải điện. Điện áp cao hơn nghĩa là dòng điện thấp hơn và dòng điện càng thấp thì sẽ ít sinh nhiệt trong đường dây do có điện trở. Dòng điện AC có thể được chuyển đổi sang điện áp cao dễ dàng bằng các máy biến áp.
Dòng điện AC còn có khả năng cung cấp năng lượng trực tiếp cho động cơ điện. Động cơ điện cũng hoạt động tương tự như máy phát điện nhưng động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học (nếu trục trên động cơ quay, điện áp tạo ra tại các cực). Điều này rất hữu ích cho các thiết bị lớn như máy rửa chén, tủ lạnh… chạy trên dòng điện AC.
