Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều

Chắc hẳn bạn đã từng nghe đến khái niệm “dòng điện một chiều – dòng điện xoay chiều”. Hay chúng ta nhìn thấy chữ AC, DC trên các thiết bị điện gia dụng như tủ lạnh, tivi, máy giặt, bóng đèn… Vậy AC, DC là viết tắt của từ nào và nó có ý nghĩa gì? Dòng điện một chiều và xoay chiều có đặc tính gì? Đây là những câu hỏi mà rất ít người trả lời được.

1. Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện một chiều (DC) là gì?
Dòng điện một chiều được ký hiệu là DC (Direct Current). Có thể hiểu một cách đơn giản dòng điện một chiều là dòng điện chạy theo một hướng cố định. Cường độ của nó có thể tăng hoặc giảm nhưng không hề thay đổi chiều. Chúng ta có thể bắt gặp điện một chiều trong các thiết bị như: pin, sạc điện thoại, bình ắc quy… Đối với điện DC thì trên thiết bị chứa điện DC sẽ có ký hiệu âm (-) và dương (+). Ngoài ra, chúng ta cũng có nghe đến điện áp một chiều như: 5VDC, 12VDC, 24VDC… Một số đặc tính của điện DC như:

• Cường độ dòng điện có thể tăng hoặc giảm nhưng không hề thay đổi chiều
• Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương sang âm
• Dòng DC được tạo ra từ nguồn pin, ắc quy, năng lượng mặt trời

Dòng điện xoay chiều (AC) là gì?
Điện xoay chiều AC được viết tắt của từ Alternating Current. Là dòng điện có chiều và độ lớn biến đổi theo thời gian và thường có chu kỳ nhất định. Có nghĩa là dòng điện xoay chiều trong mạch sẽ chạy theo một chiều và sau đó chạy theo chiều ngược lại. Khi nói đến điện xoay chiều ta thường nhắc đến: tần số, chu kỳ. Các thiết bị điện gia dụng hiện nay đa phần sử dụng điện xoay chiều AC như: máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, bếp điện, tivi, bóng đèn huỳnh quang…. Dòng điện AC thường được ký hiệu là chữ AC hoặc dấu ngã (~).

2. Phân biệt dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều

Sau khi tìm hiểu xong dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều và hiểu được đặc trưng cơ bản của nó, tiếp theo chúng ta cùng nhau tổng hợp lại và so sánh hai loại dòng điện cơ bản này nhé. Một số điểm khác nhau cơ bản giữa dòng AC và dòng DC như sau:

Bạn đang xem: Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều

• Nguồn cung cấp (AC là máy phát điện, DC là pin..)
• Đặc tính về chiều dòng điện (AC có thể đảo chiều còn DC chỉ có một chiều)
• Ký hiệu (AC ký hiện dấu ~, còn DC ký hiện +,-)
• Đặc tính về pha, tần số (AC có chu kỳ, tần số, pha còn DC không có pha)

Ngoài đặc tính trên, khi sử dụng dòng điện một chiều – dòng điện xoay chiều chúng ta còn nên quan tâm đến mức độ an toàn khi sử dụng. Điện một chiều hay xoay chiều điều có khả năng gây nguy hiểm đến tính mạng con người. Do đó, chúng ta cùng nhau tìm hiểu để sử dụng điện an toàn nhé.

3. Mức độ nguy hiểm của điện một chiều DC và điện xoay chiều AC

Chúng ta thường nghĩ rằng chỉ nguy hiểm khi bị điện xoay chiều AC giật, còn điện một chiều DC thì không nguy hiểm đến tính mạng. Đó là quan niệm hoàn toàn sai lầm và sự chủ quan như vậy rất nguy hiểm. Bởi vì chúng ta hằng ngày tiếp xúc với điện AC (điện sử dụng trong gia đình) và tiếp xúc rất ít với điện DC. Cho dù có tiếp xúc với điện một chiều DC thì cũng là các thiết bị có điện áp nhỏ (PIN, Adapter…). Dù là điện AC hay DC thì khi điện áp, dòng điện đủ lớn cũng đều có khả năng làm chết người.

Một thông số khác là thời gian mà dòng điện tác động đến cơ thể người cũng là một thông số quan trọng. Như bảng dưới đây, chúng ta thấy đối với dòng điện 1A khi chạy qua cơ thể người 25ms là có thể làm tim tê liệt. Có thể thấy thời gian rất nhanh và dòng điện rất thấp cũng có thể gây chết người.

Xem thêm : Thư viện Altium – Altium Library: Thiết kế mạch điện dễ dàng hơn với bộ thư viện Altium

Một số điểm cần lưu ý:

• 0.001A (1mA) có thể gây choáng
• 0.01A (10mA) có thể gây co giật
• 0.1A (100mA) có thể gây nguy hiểm đến tính mạng

Như vậy, khi sử dụng thiết bị có dòng điện một chiều & dòng điện xoay chiều thì chúng ta cần phải đảm bảo tuyệt đối an toàn. Nên sử dụng cầu dao tự động trong gia đình để ngắt điện kịp thời.

4. Thiết bị chuyển đổi từ điện xoay chiều sang điện một chiều – AC sang DC

Sau khi chúng ta phân biệt được thế nào là điện AC, thế nào là điện DC thì bạn có tự hỏi rằng có thiết bị nào chuyển đổi qua lại giữa hai loại điện AC và DC không ? Chắc chắn là có thiết bị làm việc đó. Vì chúng ta biết rằng không phải thiết bị nào cũng dùng điện xoay chiều, có những thiết bị chỉ sử dụng được điện một chiều. Dễ thấy nhất là laptop của bạn. Ngoài laptop ra thì còn có Modem Wifi, sạc điện thoại, loa bluetooth…

Thiết bị để chuyển đổi từ điện xoay chiều AC sang một chiều DC mà chúng ta hay gọi là thiết bị chỉnh lưu điện. Khi nhắc đến chỉnh lưu thì chúng ta nghĩ ngay đến Đi ốt. Đi ốt là linh kiện bán dẫn chỉ cho điện đi theo một chiều. Ứng dụng tính năng này, người ta đấu các đi ốt tạo thành cầu chỉnh lưu để nắn điện AC thành điện DC. Đấy là nguyên lý cơ bản của quá trình chỉnh lưu để tạo thành điện DC từ điện AC. Trên thực tế, các mạch chỉnh lưu còn phải có thêm các linh kiện khác như: tụ điện, điện trở, biến áp….

Mạch chỉnh lưu này sẽ có trong các board nguồn. Dễ thấy nhất là trong các Adapter như: sạc laptop, sạc điện thoại… Hoặc các bộ nguồn tổ ong cho ra điện 12V, 24V DC. Để hình dung rõ hơn về quá trình chỉnh lưu, các bạn có thể tham khảo thêm video phía trên.

5. Cách chuyển đổi từ điện một chiều qua điện xoay chiều – DC sang AC

Xem thêm : Cách đo và kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng chi tiết nhất

Bạn có bao giờ tự hỏi rằng nếu chỉnh lưu để lấy điện DC thì có thiết bị nào làm ngược lại không ? Có nghĩa là từ điện DC sẽ tạo thành điện AC ? Câu trả lời là có. Đối lập với quá trình chỉnh lưu thì quá trình đổi điện DC thành AC được gọi là nghịch lưu. Chúng ta vẫn hay gọi là Inverter. Vậy quá trình Inverter được ứng dụng ở đâu?

Một ứng dụng dễ thấy nhất chính là trong hệ thống điện năng lượng mặt trời (Solar). Các tấm Pin trên mái nhà sẽ hấp thụ ánh sáng để tạo thành điện một chiều và tích trữ vào ắc qui. Sau đó điện từ ắc qui sẽ đưa qua bộ Inverter để tạo thành điện xoay chiều AC cho gia đình sử dụng. Vậy trong bộ Inverter đó có linh kiện gì ? Nếu như bộ chỉnh lưu sử dụng đi ốt thì bộ nghịch lưu sẽ sử dụng MOSFET. Ngoài ra còn có nhiều thiết bị khác để tạo thành một Inverter hoàn chỉnh.

Ngoài hệ thống điện mặt trời thì các hệ thống điện gió, thủy điện… cũng sử dụng bộ nghịch lưu để tạo ra điện xoay chiều AC.

6. Các thiết bị chuyển đổi điện AC, DC trong công nghiệp

Đối với các bạn đã đi làm trong nhà máy, chắc hẳn đã quá quen thuộc với dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Có một thiết bị mà tại đó bạn sẽ thấy rõ được hai quá trình nghịch lưu, chỉnh lưu. Đó chính là UPS (Uninterruptible Power Supply), hay còn gọi là bộ lưu điện.

Trong mỗi UPS sẽ có hai module quan trọng là Rectifier và Inverter. Trong đó Rectifier là bộ nắn để nắn điện xoay chiều sang điện một chiều. Còn bộ Inverter là bộ nghịch lưu để chuyển đổi điện một chiều sang điện xoay chiều.

Ngoài UPS ra thì có lẽ trong nhà máy chúng ta chỉ còn có các bộ chuyển đổi tín hiệu từ AC sang 4-20mA DC hoặc 0-10V DC. Và hầu như không có thiết bị chuyển đổi ngược lại. Các thiết bị đó được gọi là bộ chuyển đổi tín hiệu AC sang 4-20mA, 0-10V. Mục đích sử dụng là để giám sát nguồn điện hoặc để cảnh báo mất pha, cao áp, thấp áp. Một số ứng dụng còn dùng để đo công suất tải, giám sát dòng điện của động cơ.

Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập