Chắc hẳn các bạn đã quá quen thuộc với hai thuật ngữ điện một chiều và điện xoay chiều bởi vì hai dòng điện này được sử dụng rất nhiều trong đời sống cũng như trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, không ít người vẫn chưa biết cách phân biệt điện một chiều và điện xoay chiều. Trong bài viết ngày hôm nay, chúng tôi sẽ giúp các bạn giải đáp được thắc mắc đó. Hãy cùng theo dõi nhé!
Dòng điện 1 chiều là gì? Bản chất của dòng điện một chiều
Điện một chiều được ký hiệu là DC (trên bản vẽ kỹ thuật ký hiệu dấu “~”) , là dòng điện chạy liên tục theo 1 hướng. Vì có độ lớn và chiều không đổi nên tần số của dòng điện một chiều luôn bằng không. Các điện tử trong dòng điện một chiều sẽ chuyển từ mật độ điện tử cao sang mật độ điện tử thấp.
Dòng điện chạy trong đèn pin hay các thiết bị khác chạy bằng pin là dòng điện một chiều.
Một số đặc điểm của dòng điện một chiều như sau:
- Cường độ điện có thể tăng hoặc giảm nhưng không thay đổi chiều
- Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương (+) sang âm (-)
- Dòng một chiều được tạo ra từ nguồn pin, ắc quy và tế bào quang điện năng lượng mặt trời
Điện xoay chiều là gì? Bản chất của điện xoay chiều (AC)
Điện xoay chiều được ký hiệu là AC (trên bản vẽ kỹ thuật ký hiệu dấu “+,-”), là một loại dòng trong đó hướng của dòng electron chuyển đổi qua lại với nhau theo những khoảng thời gian hoặc chu kỳ một cách đều đặn. Khi nhắc tới điện xoay chiều ta thường nói đến tần số và chu kỳ.
Điện chạy trong đường dây điện và điện thông thường trong gia đình phát ra từ ổ cắm trên tường chính là dòng điện xoay chiều.
Một ưu điểm đặc biệt của dòng điện xoay chiều là thay đổi điện áp của dòng điện tương đối rẻ. Hơn thế nữa, sự mất mát không thể tránh khỏi của năng lượng xảy ra khi dòng điện được truyền qua một khoảng cách dài nhỏ hơn nhiều so với điện một chiều.
Một số đặc điểm của điện xoay chiều có thể kể đến như:
- Dòng điện có thể tăng giảm và thay đổi chiều cường độ dòng điện.
- Đây là loại điện được biến đổi từ dòng điện một chiều.
- Dòng điện sẽ có điện áp đi từ cực (+) sang cực (-) và ngược lại.
- Điện xoay chiều còn có hai loại 1 pha và 3 pha để sử dụng trong dân dụng và công nghiệp.
Phân biệt dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
Mỗi dòng điện một chiều và xoay chiều đều đem đến cho con người những lợi ích sử dụng khác nhau và bản thân mỗi dòng điện cũng có những đặc điểm khác nhau rõ rệt để con người có thể dễ dàng phân biệt và chọn lựa khi sử dụng.
Sau đây là những điểm khác biệt giữa dòng điện một chiều và xoay chiều:
Nguồn cung cấp cho loại dòng điện
Các nguồn cấp điện một chiều có thể là:
- Các loại pin hoặc ắc quy
- Đầu ra các bộ chỉnh lưu đến từ dòng xoay chiều sang dòng một chiều sử dụng diode, cầu diode hoặc thyristor. Với yêu cầu dòng điện lớn cần sử dụng các thyristor.
Còn điện xoay chiều được tạo ra do sự biến đổi nguồn điện một chiều hoặc từ các máy phát điện xoay chiều.
Đặc tính về pha, tần số
Đặc tính về pha và tần số có lẽ là sự khác biệt chính của hai loại điện này.
- Điện một chiều không có pha và tần số bằng không. Vì thế, các dòng điện DC thường rất dễ đo để xác định cường độ và điện áp.
- Điện xoay chiều có chu kỳ và tần số. Dòng điện xoay chiều còn được chia làm điện xoay chiều 1 pha và điện xoay chiều 3 pha.
Đặc tính về chiều dòng điện
Dòng điện một chiều chỉ có một chiều cố định chạy từ cực dương (+) sang cực âm (-). Ngược lại, dòng điện xoay chiều có thể đảo chiều vì nguồn phát thường có tần số là 50Hz và 60Hz. Khi lắp đặt, dòng điện xoay chiều sẽ dễ dàng hơn dòng điện một chiều vì chúng ta không cần phải chú ý đến nguyên tắc lắp đặt theo các cực của dòng điện.
>>> Có thể tham khảo thêm bài viết: Transistor là gì? Cấu tạo nguyên lý hoạt động & cách đo Transistor
Ứng dụng của dòng điện
Dòng điện AC được sử dụng rộng rãi trong những thiết bị công nghiệp và điện tử tiêu dùng như là: Tủ đông, Máy làm mát, máy giặt, đèn, quạt… Trong khi đó, điện DC được sử dụng trong những thiết bị điện tử và thiết bị nhỏ như đồng hồ, máy tính xách tay, điện thoại di động, cảm biến…
Ngoài ra, điện xoay chiều an toàn để di chuyển khoảng cách xa hơn ngay cả giữa hai thành phố và duy trì nguồn điện. Còn điện một chiều không thể di chuyển trong một khoảng cách rất xa bởi vì nó làm mất năng lượng.
Những thiết bị sử dụng để đo điện một chiều và xoay chiều
Công nghệ ngày càng phát triển, các thiết bị điện cũng theo đó phổ biến và đóng vai trò vô cùng quan trọng hơn trong đời sống. Tuy nhiên để lựa chọn được thiết bị điện phù hợp thì chúng ta cần biết tính toán cường độ dòng điện của mỗi thiết bị cho chuẩn xác nhất. Bạn có thể sử dụng các thiết bị đo dòng điện một chiều và xoay chiều để tính toán cường độ dòng điện. Điển hình như là ampe kìm và đồng hồ vạn năng. Để đảm bảo độ an toàn cũng như đem đến kết quả chính xác cao nhất thì đồng hồ vạn năng vẫn được ưu tiên hàng đầu.
- Ampe kìm: Là một thiết bị đo được thiết kế chuyên dụng để đo dòng điện (đơn vị Ampe) kết hợp với thiết kế dạng kìm giúp hỗ trợ thiết bị tăng cường khả năng đo đạc. Chính vì thế, ampe kìm rất phù hợp cho kiểm tra dòng điện 1 chiều và xoay chiều.
- Đồng hồ vạn năng: Là một thiết bị đo điện hỗ trợ hiệu quả những công việc đo lường điện đa năng. Vì vậy, thiết bị được ứng dụng nhiều trong đo cường độ dòng điện 1 chiều và xoay chiều. Hiện nay, nhiều đồng hồ vạn năng còn tích hợp thêm rất nhiều tính năng nâng cao giúp người dùng ứng dụng đa dạng hơn.
Ưu điểm nổi bật của các thiết bị đo dòng điện chính là khả năng đo được dòng điện AC, DC đa dạng, đo được cả điện áp AC, DC, đo điện trở, đo tần số, thông mạch… Do đó, các thiết bị này là dụng cụ không thể nào thiếu cho các thợ điện chuyên nghiệp, dùng trong gia đình…
Mức độ nguy hiểm của điện một chiều và điện xoay chiều
Giữa dòng điện một chiều và xoay chiều sẽ có mức độ nguy hiểm khác nhau:
- Đối với dòng điện một chiều: Con người có thể bị nguy hiểm khi bị phóng điện từ bộ phận mang điện thông qua không khí vào cơ thể của người. Hoặc khi dòng điện truyền qua con người khi chạm vào mạch điện, tia hồ quang điện,… Người ta đã thực nghiệm để đo được tác hại của dòng điện DC như sau:
- 0,6mA – 3 mA: Không có cảm giác.
- 5 mA – 7 mA: Có cảm giác đau như bị kim châm, thấy nóng
- 8 – 10 mA: Mức độ nóng sẽ tăng lên.
- 20 – 25 mA: Mức nóng tăng lên và thịt co quắp lại nhưng lúc này chưa mạnh.
- 50 mA – 80 mA: Gây nóng mạnh, bắp thịt co rút, khó thở.
- 90 mA – 100 mA: Gây hô hấp bị tê liệt.
- Đối với dòng điện xoay chiều: Hàng năm có rất nhiều vụ tai nạn khi dụng điện và số người chết vì tai nạn điện ngày càng tăng. Đặc biệt trong điều kiện môi trường ẩm ướt và cường độ dòng điện lớn sẽ gây tử vong. Mức độ nguy hiểm của dòng điện xoay chiều được biểu thị như sau:
- 0,6 mA – 1,5 mA: Ngón tay bắt đầu thấy tê.
- 2 mA – 3 mA: Ngón tay tê rất mạnh.
- 6 mA – 7 mA: Bắp thịt sẽ co lại và rung lên.
- 8 mA – 10 mA: Các ngón, khớp của bàn tay sẽ thấy đau. Tay sẽ khó rời được các vật mang điện.
- 20 mA – 25 mA: Gây khó thở, cảm giác đau tăng lên. Tay sẽ không rời được các vật mang điện.
- 50 mA – 80 mA: Hô hấp bị tê liệt và nhịp tim đập mạnh.
- 90 mA – 100 mA: Hô hấp bị tê liệt. Nếu kéo dài tình trạng quá 3s thì tim cũng sẽ bị tê liệt và ngừng đập.
Thiết bị chuyển đổi từ điện xoay chiều sang điện một chiều
Khi đã phân biệt được dòng điện một chiều và điện xoay chiều, thì câu hỏi tiếp theo mà nhiều người đặt ra là “có thiết bị nào chuyển đổi qua lại giữa hai loại điện AC và DC hay không?” Tất nhiên là có thiết bị làm được điều đó. Bởi lẽ không phải thiết bị nào cũng sử dụng dòng điện xoay chiều mà chắc chắn sẽ có những thiết bị sử dụng dòng điện một chiều.
Bộ chỉnh lưu sẽ là thiết bị biến đổi đầu vào dòng điện xoay chiều (AC) thành đầu ra dòng điện một chiều (DC). Nó chuyển đổi điện áp AC đầu vào thành điện áp DC có thể thay đổi, sau đó tối ưu hóa thông qua một được điện áp DC không điều chỉnh. Khi nhắc đến bộ chỉnh lưu chúng ta sẽ nghĩ ngay đến Đi ốt. Nhưng thực tế, những mạch chỉnh lưu còn phải có thêm các linh kiện khác như là tụ điện, điện trở, biến áp…
Bộ chỉnh lưu đã trở nên không thể thiếu trong cuộc sống trong những năm gần đây, có rất nhiều ứng dụng trong đời tiễn dựa trên sự chuyển đổi này. Thiết bị này được sử dụng trong những hệ thống điều khiển công nghiệp, thiết bị tiêu dùng, thiết bị đo lường, thiết bị sản xuất chất bán dẫn, thiết bị y tế và ứng dụng quốc phòng.
Cách chuyển đổi từ dòng điện một chiều sang xoay chiều
Người ta sử dụng máy biến áp hay còn gọi là Inverter để biến đổi dòng điện một chiều thành điện xoay chiều. Máy biến áp được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp như điện mặt trời.
Điện một chiều DC sẽ truyền vào cuộn sơ cấp của máy biến áp, thông qua một đĩa quay tròn với các kết nối phức tạp khác. Khi đĩa quay, điện một chiều sẽ liên tục được chuyển hướng và dẫn đến cuộn sơ cấp qua dây dẫn, và máy biến áp sẽ nhận được dòng điện xoay chiều AC như là nguồn năng lượng đầu thay vì điện một chiều DC như ban đầu. Đây là bước chuyển tiếp quan trọng trong máy biến áp với cuộn thứ cấp có nhiều vòng dây hơn là cuộn sơ cấp.
Vì số vòng dây quấn trong cuộn thứ cấp có vai trò làm tăng mức điện áp dòng AC tại đầu ra, để chúng lớn hơn nhiều so với mức điện áp của dòng AC tại đầu vào ban đầu. Bên cạnh đó, tốc độ quay của đĩa sẽ giúp điều chỉnh tần sóng của dòng điện AC tại đầu ra.
Thiết bị chuyển đổi điện một chiều và xoay chiều trong công nghiệp
Trong công nghiệp, việc chuyển đổi điện một chiều và xoay chiều là điều quá quen thuộc. Một thiết bị mà chúng ta thường thấy trong các nhà máy, đó chính là UPS (Uninterruptible Power Supply) còn được gọi là bộ lưu điện. Nhờ thiết bị này bạn sẽ thấy rõ được hai quá trình nghịch lưu và chỉnh lưu.
Mỗi bộ lưu điện sẽ có hai module chính: Rectifier và Inverter. Trong đó, Rectifier giúp chuyển điện xoay chiều sang điện một chiều. Còn Inverter dùng để chuyển đổi điện một chiều sang điện xoay chiều.
Bên cạnh UPS, trong các nhà máy chúng ta còn thấy các bộ chuyển đổi tín hiệu từ AC sang 4-20mA DC hoặc 0-10V DC. Và sẽ không có thiết bị chuyển đổi ngược lại. Người ta sử dụng bộ chuyển đổi này để giúp giám sát nguồn điện hoặc để cảnh báo mất pha, cao áp và thấp áp. Ngoài ra, còn được dùng để đo công suất tải và giám sát dòng điện của động cơ.
Như vậy, chúng ta có thể nhận thấy dòng điện xoay chiều khác dòng điện một chiều ở điểm tính chất, ứng dụng… Hy vọng thông qua bài viết này bạn sẽ phân biệt điện một chiều và điện xoay chiều. Cảm ơn đã theo dõi!
Bài viết liên quan