Dòng điện xoay chiều là gì ?

Chắc hẳn chúng ta ai cũng đã nghe đến từ dòng điện xoay chiều là dòng điện một chiều. Trong nhà chúng ta có nhiều thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều và một vài thiết bị sử dụng dòng điện một chiều. Vậy dòng điện xoay chiều là gì ? Trong bài viết này mình xin giới thiệu về dòng xoay chiều đến các bạn chưa từng biết đến dòng điện này.

Dòng điện xoay chiều là gì ?
Dòng điện xoay chiều là gì ?

Dòng điện xoay chiều là gì ?

Dòng xoay chiều được phát minh bởi Tesla. Thiên tài Nikola Tesla sinh ngày 10 tháng 7 năm 1856, và nếu như ông còn sống trong thế giới hiện đại đầy những thành tựu của mình này, thì nhà khoa học này  đang được 161 tuổi. Năm 1882, Tesla đã khám phá ra từ trường xoay chiều, quy luật vật lý đã đặt ra nền móng cơ bản cho mọi thiết bị chảy của dòng điện xoay chiều. Vào năm 1888, động cơ cảm ứng dòng điện xoay chiều(AC) của ông và các bằng sáng chế liên quan đã được cấp phép bởi Westinghouse Electric. Năm 1895, Tesla thành công  xây dựng được nhà máy thủy điện đầu tiên tại thác Niagara. Ông đã vươn tới giấc mơ thời thơ ấu của mình và đặt một dấu mốc chiến thắng cho dòng điện xoay chiều.

Nhà phát minh TESLA
Nhà phát minh TESLA
Dòng điện xoay chiều (AC) là dòng điện đổi chiều theo chu kỳ, ngược lại với dòng điện một chiều (DC) chỉ chạy theo một hướng duy nhất và không thể thay đổi một cách thường xuyên.
Mặc dù DC, dòng một chiều của điện tích, có lẽ là một trong những khái niệm kỹ thuật điện đơn giản nhất, nhưng nó không phải là “loại” điện duy nhất được sử dụng. Cả AC và DC đều mô tả các loại dòng điện chạy trong mạch. Nhiều nguồn điện, trong đó nổi bật nhất là máy phát điện tạo ra dòng điện xoay chiều có hiệu điện thế thay đổi theo cực, đảo chiều giữa dương và âm theo thời gian. Một máy phát điện xoay chiều cũng có thể được sử dụng để cố ý tạo ra dòng điện xoay chiều.

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Trong máy phát điện xoay chiều, một vòng dây quay nhanh chóng bên trong từ trường. Điều này tạo ra một dòng điện dọc theo dây dẫn. Khi dây quay và định kỳ đi vào một cực từ khác, điện áp và dòng điện luân phiên trên dây. Dòng điện này có thể đổi chiều theo chu kỳ và điện áp trong mạch xoay chiều cũng đổi chiều theo chu kỳ do dòng điện đổi chiều.
AC có nhiều dạng, miễn là điện áp và dòng điện xoay chiều. Nếu một mạch xoay chiều được nối với một máy hiện sóng và điện áp của nó được vẽ biểu đồ theo thời gian, bạn có thể thấy một số dạng sóng khác nhau như sin, vuông và tam giác – sin là dạng sóng phổ biến nhất và AC trong hầu hết các tòa nhà có dây nguồn có điện áp dao động dưới dạng sóng sin.
Máy phát điện xoay chiều
Máy phát điện xoay chiều

Ứng dụng dòng điện xoay chiều

Dòng AC thường được tìm thấy nhất trong các tòa nhà có dây điện như nhà ở và văn phòng. Điều này là do việc tạo ra và vận chuyển dòng điện xoay chiều qua những khoảng cách xa là tương đối dễ dàng. Ở điện áp cao trên 110kV, ít hao phí năng lượng hơn trong quá trình truyền tải điện năng. Ở điện áp cao hơn, dòng điện thấp hơn được tạo ra và dòng điện thấp hơn tạo ra ít nhiệt hơn trong đường dây điện do mức điện trở thấp hơn. Do đó, điều này có nghĩa là ít năng lượng bị mất hơn dưới dạng nhiệt. Dòng điện xoay chiều có thể được chuyển đổi sang áp thấp sang áp cao hoặc áp cao sang áp thấp một cách dễ dàng bằng cách sử dụng máy biến áp. Ngày nay hầu hết các thiết bị quan trọng trong đời sống và sản xuất điều sử dụng dòng điện xoay chiều.
Một hiệu ứng của điện từ học  gọi là cảm ứng điện từ, trong đó hai hoặc nhiều cuộn dây được đặt để từ trường thay đổi trong một cuộn dây tạo ra điện áp ở cuộn dây kia, có thể được sử dụng để chế tạo một thiết bị gọi là máy biến áp. Nếu có hai cuộn dây thuần cảm giống nhau và một cuộn dây được cấp điện xoay chiều thì ở cuộn dây kia sẽ tạo ra một điện áp xoay chiều.
Các thiết bị sử dụng điện
Các thiết bị sử dụng điện

Lợi ích của máy biến áp 

Công dụng cơ bản của máy biến áp là tăng hoặc giảm điện áp từ cuộn dây được cấp điện sang cuộn dây không được cấp nguồn. Điều này mang lại cho AC một lợi thế hơn hẳn DC trong lĩnh vực phân phối điện bởi vì, như đã đề cập ở trên, truyền tải điện năng trên một khoảng cách xa hiệu quả hơn rất nhiều với điện áp tăng dần và cao hơn, dòng điện nhỏ hơn. Trước khi đến các ổ cắm điện, điện áp được giảm xuống và dòng điện được tăng trở lại.
Loại công nghệ máy biến áp này đã làm cho phân phối điện trên phạm vi dài trở nên hiệu quả và thiết thực. Nếu không có máy biến áp, sẽ quá tốn kém để xây dựng hệ thống điện ở dạng đường dài như hiện nay. Và, bởi vì cảm kháng lẫn nhau phụ thuộc vào từ trường thay đổi, máy biến áp chỉ hoạt động với điện xoay chiều.
Máy biến áp
Máy biến áp

Ký hiệu điện xoay chiều 

Trong kỹ thuật điện, nguồn xoay chiều được viết tắt tiếng Anh là AC (viết tắt của Alternating Current) và được ký hiệu bởi hình ~ (dấu ngã – tượng trưng cho dạng sóng hình sin).
Ký hiệu điện AC
Ký hiệu điện AC

Tần số của điện xoay chiều là gì ?

Nguồn điện 50 Hz và 60 Hz thường được sử dụng nhiều nhất trong hệ thống điện quốc tế. Một số quốc gia (khu vực) thường sử dụng lưới điện 50Hz trong khi các quốc gia khác sử dụng lưới điện 60Hz.

  • Dòng điện xoay chiều (AC) là dòng điện đổi chiều theo chu kỳ.
  • Chu kỳ là thời gian thay đổi theo chu kỳ của dòng điện.
  • Tần số là thời gian dòng điện thay đổi trong một giây, đơn vị Hertz (Hz).
  • Hướng dòng điện xoay chiều thay đổi 50 hoặc 60 chu kỳ mỗi giây, tương ứng với 100 hoặc 120 lần thay đổi mỗi giây, khi đó tần số là 50 Hertz hoặc 60 Hertz.

50Hz là gì : 50 Hertz (Hz) có nghĩa là rôto của máy phát điện quay 50 vòng mỗi giây, dòng điện thay đổi qua lại 50 lần mỗi giây, chiều thay đổi 100 lần. Điều đó có nghĩa là điện áp thay đổi từ dương sang âm, và từ điện áp âm sang dương, quá trình này chuyển đổi 50 lần / giây. Điện xoay chiều 380V và điện xoay chiều 220V, đều có tần số 50 Hz.

Tốc độ của máy phát điện đồng bộ 2 cực 50 Hertz là 3000 vòng / phút. Tần số nguồn điện xoay chiều được xác định bằng số cực của máy phát  p  và tốc độ  n ,  Hz  =  p * n / 120. Tần số chuẩn của lưới là 50 Hz, là một giá trị không đổi. Đối với động cơ 2 cực, tốc độ  n  = 50 * 120/2 = 3000vòng / phút; đối với động cơ 4 cực, tốc độ  n  = 50 * 120/4 = 1500vòng / phút.

Khi tần số tăng, tiêu thụ đồng và thép của máy phát và máy biến áp giảm, cùng với việc giảm trọng lượng và giá thành, nhưng sẽ làm cho điện cảm của thiết bị điện và đường dây tải điện tăng lên, làm giảm điện dung và tăng tổn hao, do đó làm giảm hiệu suất truyền động. Nếu tần số quá thấp, vật liệu của thiết bị điện sẽ tăng lên, cùng với đó là chi phí nặng và cao, và sẽ làm cho đèn nhấp nháy rõ ràng. Thực tiễn đã chứng minh việc sử dụng tần số 50 Hz và 60 Hz là phù hợp.

Tần số 50Hz và 60Hz
Tần số 50Hz và 60Hz

Dòng điện xoay chiều 1 pha là gì ?

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 là gì ?

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).

 Đó là một số thông tin về dòng xoay chiều. Hy vọng giúp ích cho các bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chat Zalo 24/7