Dòng điện xoay chiều là dòng điện có hướng thay đổi theo chu kỳ, cường độ thay đổi theo thời gian và các dòng điện này thường thay đổi theo chu kỳ trong một khoảng thời gian nhất định.
Dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều hay còn gọi là AC (xoay chiều) là dòng điện có độ lớn và chiều thay đổi theo thời gian. Sự thay đổi này thường mang tính chu kỳ.
Dòng điện được tạo ra bằng cách biến đổi nguồn điện một chiều hoặc từ máy phát điện xoay chiều. Các thiết bị chúng ta quen thuộc thường sử dụng nguồn điện xoay chiều: điều hòa, máy giặt, tủ lạnh…
Cách để tạo ra dòng điện xoay chiều?
Bạn có thể dễ dàng tạo ra dòng điện xoay chiều theo 2 cách:
Cách để tạo ra AC?
- Cách 1: Đặt một cuộn dây kín và quay nam châm.
- Cách 2: Cho cuộn dây dẫn kín, sau đó quay quanh từ trường của nam châm.
Công suất AC và tính toán
Công suất của AC phụ thuộc vào ba đại lượng: cường độ dòng điện, hiệu điện thế và độ lệch pha giữa độ lớn và hiệu điện thế.
Công suất xoay chiều được tính theo công thức sau:
P = U.I.cosα
Trong đó:
- P nghĩa là công suất của dòng điện xoay chiều với đơn vị là W – watt, oát
- U nghĩa là điện áp với đơn vị là V – vôn, vol
- I nghĩa là cường độ dòng điện với đơn vị là A – ampe
- α nghĩa là độ lệch pha giữa cường độ của dòng điện với điện áp.
Cách tính chu kỳ và tần số
- Chu kỳ AC: tính bằng T, tính bằng giây (s), là thời gian để các thông số AC trở về vị trí ban đầu.
- Tần số xoay chiều: tính bằng f, tính bằng Hz. Đại lượng này biểu thị số lần lặp lại trong một giây của trạng thái cũ.
- Công thức để tính tần số như sau: f = 1 / T
Điện áp (hiệu điện thế) của lưới điện sinh hoạt (1 pha) ở Việt Nam là 220V, tần số 50Hz.
Vai trò của dòng điện xoay chiều
Tương tự như dòng điện một chiều, AC cũng có các tác dụng nhiệt, quang và từ. Một điểm khác so với dòng điện một chiều là khi dòng điện đổi chiều thì lực từ tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều.
Vai trò của dòng điện AC
Tác dụng quang
Chứng minh tác dụng quang học của dòng điện này là các điốt phát quang như bóng đèn đo điện, bóng đèn dây tóc, đèn bút đo điện, v.v.
Tác dụng nhiệt
Hiệu ứng nhiệt là một trong những tác dụng đầu tiên đề cập đến tác dụng của dòng điện xoay chiều. Chúng ta có thể lấy bóng đèn dây tóc làm ví dụ để dễ hình dung. Khi nó hoạt động, chúng ta cảm nhận được sức nóng từ bóng đèn. Đây là hiệu ứng nhiệt, còn phải kể đến một số sản phẩm hiệu ứng nhiệt khác có ích cho đời sống như bàn là, lò sưởi điện,…
Tác dụng nhiệt
Tác dụng từ
Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều rất dễ nhận biết khi ta đưa đinh lại gần cuộn dây. Khi cuộn dây hút đinh là biểu hiện của tác dụng từ trường.
Ngoài ra, khi dòng điện đổi chiều, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng thay đổi.
Sự khác nhau giữa dòng điện 1 chiều và dòng điện xoay chiều
Dòng điện một chiều là dòng điện không thay đổi theo thời gian, đồng thời có chiều cố định. Dòng điện một chiều và dòng điện này cũng có những ứng dụng và biểu hiện khác nhau rất dễ phân biệt như:
- Máy phát điện và máy phát điện tạo ra dòng điện xoay chiều mà chúng ta đang sống hàng ngày vì dòng điện này dễ dàng truyền đi trên một khoảng cách xa. Điều này giúp các vùng nông thôn xa nhà máy vẫn có điện. Dòng điện một chiều được tạo ra bởi: pin, acquy, năng lượng mặt trời … nên nó thường không truyền tải được điện năng trên một quãng đường dài vì mất nhiều năng lượng.
- Dòng điện một chiều có tần số một chiều bằng không nên chỉ có thể chạy theo một chiều nhất định. Ngược lại, các máy phát điện xoay chiều thường là 50Hz và 60Hz, vì vậy chúng có thể được đảo ngược
- Một điểm dễ phân biệt hơn là sơ đồ mạch, và các dạng sóng biểu diễn DC hầu hết là các đường thẳng. Trong khi đó, AC được hiển thị dưới nhiều dạng khác nhau như sin, tam giác, vuông và hình thang.
Ứng dụng dòng điện xoay chiều với cuộc sống hàng ngày
Chúng ta có thể thấy nguồn điện xoay chiều ở khắp mọi nơi trong nhà, nhà xưởng, văn phòng. Lý do khiến AC rất phổ biến là nó có thể di chuyển một quãng đường dài tương đối dễ dàng.
Ở điện áp cao (trên 110 kV) dòng điện mất ít năng lượng hơn trong quá trình truyền tải điện năng. Điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện thấp hơn và dòng điện thấp hơn có nghĩa là ít nhiệt hơn trong dây do điện trở. Dòng điện này có thể dễ dàng biến đổi thành điện áp cao bằng máy biến áp.
Ứng dụng dòng điện AC với cuộc sống hàng ngày
Dòng điện này cũng có thể cung cấp năng lượng trực tiếp cho động cơ điện. Một động cơ điện hoạt động giống như một máy phát điện, nhưng động cơ điện chuyển năng lượng điện thành cơ năng (nếu trục trên động cơ điện quay, một điện áp được tạo ra ở các đầu cuối).
Dòng điện xoay chiều rất hữu ích cho các thiết bị lớn (như máy rửa bát, tủ lạnh, v.v.) chạy bằng nguồn AC. Hy vọng bài viết Huỳnh Lai chia sẻ hữu ích với bạn.
