Từ chương trình vật lý lớp 9, các bạn học sinh đã được làm quen với kiến thức về dòng điện xoay chiều. Đây là một phần kiến thức bổ ích không chỉ được áp dụng trên sách vở mà còn có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày. Dòng điện xoay chiều là gì cũng như cách tạo ra dòng điện xoay chiều như thế nào? Để hiểu được điều này, chúng ta sẽ cùng nhau làm sáng tỏ trong bài viết dưới đây của Điện máy Yên Phát, mời các em học sinh và quý vị quan tâm theo dõi!
Các kiến thức tổng quan về dòng điện xoay chiều
Dòng điện đóng vai trò quan trọng trong cả đời sống và hoạt động sản xuất, kinh doanh. Nhờ có dòng điện mà các loại máy móc, dây chuyền sản xuất có thể hoạt động bình thường. Dòng điện được chia thành điện một chiều [ký hiệu là DC] và dòng điện xoay chiều [ký hiệu là AC]. Trong đó, dòng điện AC chính là nguồn năng lượng được sử dụng cho tivi, máy tính, máy hút bụi, quạt điện,...
Dòng điện xoay chiều có chiều và cường độ biến đổi điều hòa
Phân loại của dòng điện xoay chiều là gì?
Điện xoay chiều có chiều và cường độ có sự biến đổi điều hòa theo thời gian. Sự biến đổi của dòng điện thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định, chúng được tạo ra từ máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn DC một chiều.
Dòng điện xoay chiều được người ta phân loại theo số pha tương ứng với các dòng điện dùng cho gia đình hoặc công nghiệp. Trước khi tìm hiểu cách tạo ra dòng điện xoay chiều, hãy cùng ôn lại một số kiến thức cơ bản dưới đây:
Dòng điện xoay chiều 1 pha
Đây là dòng điện có 2 dây được kết nối trực tiếp với nguồn trong đó có 1 dây pha - dây nóng và một dây trung tính - dây lạnh [dây mát]. Hướng của dòng điện trong mạch xoay chiều 1 pha cũng liên tục thay đổi theo giá trị tần số tại mạch chính.
Theo quy định tại nước ta thì dây pha là dây có màu đỏ, các dây lạnh sẽ là màu đen hoặc xanh để dễ phân biệt. Và điện áp của dòng điện xoay chiều 1 pha là 220V - dòng điện phổ thông trong gia đình hiện nay.
Điện 1 pha thường được sử dụng cho các thiết bị điện dân dụng
Dòng điện xoay chiều 3 pha
Đây là dòng điện bao gồm 3 dây pha và 1 dây trung tính và thường được xem như là 3 đường dây điện 1 pha chạy song song với nhau. Với dòng điện AC 3 pha thì 3 dây pha lần lượt có các màu là màu đỏ, vàng hoặc trắng và xanh dương, dây đen là dây trung tính, dây nối đất PE màu xanh lá sọc vàng.
Tại Việt Nam thì nguồn điện có điện áp là 380V/50Hz thường dùng cho các loại máy móc, thiết bị công nghiệp. Còn giá trị điện áp của điện 3 pha tại các nước khác cũng có sự khác biệt [200V, 220V…].
Công dụng của dòng điện xoay chiều trong thực tế đời sống
Dòng điện 3 pha hay 1 pha đều mang đến những tác dụng tương tự nhau như:
- Tác dụng quang giúp cho các bóng đèn của bút thử điện, bóng đèn dây tóc,... có thể hoạt động được.
- Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều có thể hút được các loại đinh sắt, bên cạnh đó, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng có thể thay đổi khi dòng điện trong cuộn dây thay đổi chiều.
- Tác dụng nhiệt được sinh ra khi dây dẫn có dòng điện chạy qua, bóng đèn sáng,... Nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện mà người ta có thể tạo ra các thiết bị hữu ích như lò sưởi, lò vi sóng, bàn là…
Thực tế có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều?
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều đơn giản với nam châm và cuộn dây
Vừa rồi là những kiến thức cơ bản về dòng điện xoay chiều mà chúng ta cần nắm được. Vậy làm thế nào để có thể tạo ra được dòng điện xoay chiều? Bạn có thể thực hiện 1 trong 2 cách dưới đây của chúng tôi:
- Cách 1: Thực hiện đặt một cuộn dây dẫn quay bên trong một từ trường. Bạn có thể đặt 1 cuộn dây dẫn kín quay quanh 1 trục thẳng đứng đặt phía bên trong từ trường của nam châm [nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu].
- Cách 2: Cũng là nam châm và cuộn dây nhưng lúc này, bạn sẽ cho nam châm quay xung quanh còn cuộn dây dẫn kín đứng yên.
Hai cách này cũng là nguyên lý cơ bản để người ta có thể cấu tạo nên các loại máy phát điện xoay chiều 1 pha. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 3 pha, người ta cần sử dụng máy phát điện đồng bộ 3 pha.
Để có thể tạo được dòng điện đủ lớn, ổn định dự phòng cho các trường hợp điện lưới gặp sự cố, quý vị có thể tự thực hiện những cách đơn giản bên trên hoặc đầu tư cho gia đình, doanh nghiệp một sản phẩm máy phát điện chính hãng. Tham khảo các sản phẩm của Honda, Hyundai, Cummins,... với đa dạng mức công suất, đáp ứng nhu cầu sử dụng khác nhau.
Ứng dụng của dòng điện xoay chiều hiện nay là gì?
Dòng điện xoay chiều mang lại nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế
Dòng điện xoay chiều có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế đời sống và nó trở thành một phần không thể thiếu của quá trình sản xuất tại các nhà máy, khu công nghiệp và sinh hoạt. Cụ thể:
- Dòng điện 1 pha có điện áp 220V ở nước ta được sử dụng trong các sinh hoạt gia đình, văn phòng thông thường. Dòng điện chạy được cho các máy móc, thiết bị có công suất vừa và nhỏ, hao phí điện năng không cao [tivi, tủ lạnh, máy tính, nồi cơm,...].
- Điện xoay chiều 3 pha với khả năng truyền tải điện khỏe nên đáp ứng được nhu cầu cung cấp năng lượng cho các thiết bị có công suất lớn để có thể xử lý được vấn đề hao phí điện năng. Sử dụng dòng điện 3 pha cũng được đánh giá là tiết kiệm, hiệu quả hơn hẳn nên bạn cũng có thể thấy nhiều gia đình áp dụng cách đấu điện 3 pha thành 1 pha để sử dụng.
Lời kết
Vừa rồi là tổng hợp một số kiến thức về dòng điện xoay chiều cũng nhưcách tạo ra dòng điện xoay chiều cơ bản nhất. Nếu bạn còn câu hỏi nào, hãy để lại thắc mắc của mình dưới phần comment và Điện máy Yên Phát sẽ phản hồi sớm nhất. Hoặc liên hệ trực tiếp SĐT 0966 631 546 để gặp nhân viên tư vấn, hỗ trợ giải đáp các câu hỏi.
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.