Dòng điện xoay chiều là gì? Ứng dụng vào cuộc sống thế nào?

Dòng điện xoay chiều hiện đang được sử dụng khá phổ biến trong cuộc sống sinh hoạt và sản xuất kinh doanh. Song trên thực tế không phải ai cũng nắm được những thông tin về dòng điện này cũng như phân loại và cách tạo ra nó. Vậy chính xác dòng điện xoay chiều là gì? Làm sao để đo cường độ dòng điện xoay chiều? Trong bài viết dưới đây, cùng Điện máy Yên Phát tìm hiểu rõ hơn về chủ đề này nhé!

Dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều còn được ký hiệu là AC (Alternating Current). Khác với dòng điện 1 chiều DC, dòng điện xoay chiều có  cường độ và chiều biến thiên theo thời gian. Thông thường sự thay đổi này sẽ theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ sự biến đổi nguồn điện một chiều hoặc các máy phát điện xoay chiều. Nó hiện đang được sử dụng cho nhiều loại thiết bị điện như: Máy lạnh, tivi, máy tính, máy giặt, tủ lạnh,…

Dòng điện xoay chiều là gì?

Đặc điểm nổi bật của dòng điện xoay chiều DC

Có thể nói, dòng điện xoay chiều được ứng dụng rất nhiều trong sinh hoạt, sản xuất. Khi đưa vào thiết kế mạng lưới điện chung, dòng điện AC được đánh giá cao bởi sự kết nối hiệu quả, hoạt động chắc chắn.

• Dòng điện xoay chiều có khả năng truyền đi khoảng cách xa một cách dễ dàng và thuận tiện.

• Đặc biệt, khi áp dụng ở mức điện áp cao, nghĩa là trên 110kV, dòng điện cần ít năng lượng, điện năng hơn để có thể hoạt động được bình thường. Khi đó, chúng sẽ hạn chế được quá trình tỏa nhiệt, những lỗi kỹ thuật cũng như mất an toàn trong sinh hoạt được hạn chế một cách tối đa.

• Dòng điện AC còn có khả năng chuyển đổi sang điện áp cao dễ dàng chỉ cần thông qua các máy biến áp.

• Khả năng cung cấp năng lượng trực tiếp cho động cơ điện cũng là một điểm cộng tuyệt vời cho dòng điện xoay chiều. Chúng hoạt động tương tự như nguyên lý của máy phát điện song động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Ưu điểm này được sử dụng hiệu quả trong các loại máy rửa bát.

Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện xoay chiều 

Để tạo ra dòng điện xoay chiều bạn cần thực hiện theo 2 cách như sau:

• Cách thứ nhất: Đặt một cuộn dây dẫn quay bên trong của từ trường: Cho 1 cuộn dây dẫn kín quay xung quanh 1 trục thẳng đứng trong từ trường của 1 nam châm.

• Cách thứ hai: Tiến hành đặt nam châm quay xung quanh một cuộn dây dẫn kín.

Chỉ cần thực hiện theo đúng 2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều ở trên vừa đơn giản mà sẽ thành công ngay từ lần đầu tiên.

Cho nam châm quay xung quanh cuộn dây dẫn để có thể tạo ra dòng điện xoay chiều

Phân loại dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều có 2 loại chính đó là: dòng điện một pha và dòng điện ba pha. Đặc điểm cụ thể như sau:

Dòng điện một pha

Dòng điện một pha tức là trong mạch điện có hai dây nối cùng được kết nối với nguồn điện. Chiều của dòng điện sẽ biến thiên tùy vào tần số của nguồn điện chạy trong mạnh. Phổ biến nhất trong mạng lưới điện sinh hoạt đó là dòng điện 220V. Chúng được thiết kế gồm 2 dây gồm dây pha và dây trung tính.

Sơ đồ dòng điện xoay chiều một pha

Dòng điện ba pha

Dòng điện này có nguyên lý hoạt động tương tự như 3 đường điện 1 pha chạy song song với nhau và cùng sử dụng chung 1 dây trung tính. Chính bởi thiết kế này, dòng điện ba pha trong các mạng lưới sinh hoạt thông thường gồm có 4 dây, gồm 3 dây nóng và 1 dây lạnh (trung tính – 0V).

Sơ đồ dòng điện xoay chiều ba pha

Những đại lượng liên quan đến dòng điện xoay chiều

Không chỉ để phục vụ quá trình giải bài tập Vật lý cấp Trung học cơ sở, Trung học phổ thông. Tìm hiểu về các đại lượng của dòng điện xoay chiều còn giúp người dùng thiết kế được những mạng lưới điện phù hợp với nhu cầu. Khi đó sẽ đảm bảo được tính an toàn trong sử dụng điện. Những đại lượng chính của dòng điện AC chúng tôi giới thiệu trong bài viết này gồm: Cường độ, chu kỳ và tần số.

Công suất của dòng điện xoay chiều, được ký hiệu là P được tính dựa theo 3 đại lượng: cường độ dòng điện, điện áp và độ lệch pha của cường độ so với điện áp. Công thức tính như sau:

P = U.I.cosα

Trong đó: 

• P: Công suất của dòng điện xoay chiều (đơn vị đo là W – Oát); 

• U: Điện áp (đơn vị đo là V – Vôn); 

• I: Giá trị cường độ dòng điện (đơn vị là A – Ampe); 

• α (alpha): là độ lệch pha giữa cường độ của dòng điện và điện áp.

Công thức xác định giá trị công suất của dòng điện xoay chiều

Chu kỳ, ký hiệu là T. Đơn vị để tính chu kỳ là giây (ký hiệu là s). Về định nghĩa, chu kỳ của dòng điện xoay chiều chính là khoảng thời gian để dòng điện trở lại vị trí ban đầu.

Tần số, ký hiệu là F. Đơn vị để tính chu kỳ là héc (ký hiệu là Hz). Đại lượng này biểu trưng cho số lần lặp lại ở trạng thái cũ của dòng điện xoay chiều tính trong thời gian nhất định là 1 giây.

Công thức tính tần số như sau:

F=1/T

Trong đó: 

• F là tần số

• T là chu kỳ

Như vậy, chu kỳ và tần số là hai đại lượng có quan hệ mật thiết với nhau. Nếu cho biết tần số, bạn có thể tính ngay được chu kỳ dòng điện và ngược lại.

Dòng điện xoay chiều xuất hiện trong hầu hết các hoạt động sinh hoạt, sản xuất, giải trí của con người

Dòng điện xoay chiều có những ứng dụng như thế nào trong cuộc sống?

Tính ứng dụng linh hoạt của dòng điện xoay chiều được ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Cụ thể gồm có: tác dụng nhiệt, tác dụng quang và tác dụng từ. Minh chứng là những thiết bị được sử dụng một cách phổ biến và quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày.

Tác dụng nhiệt

Tác dụng đầu tiên của dòng điện xoay chiều phải kể đến đó là tác dụng nhiệt. Đây được xem là tác dụng ưu việt nhất của dòng điện xoay chiều. Ví dụ điển hình nhất phải kể đến giúp bạn đọc dễ hình dung là dây tóc bóng đèn. Khi hoạt động, dòng điện nhận nhiệt lượng từ bóng đèn sẽ làm cho bóng đèn sáng và đáp ứng nhu cầu của người dùng. Bên cạnh đó tác dụng nhiệt còn thể hiện ở một số thiết bị khác như lò sưởi, lò vi sóng hay bàn là,…

Tác dụng quang

Tiếp đến tác dụng thứ hai của dòng điện AC đó là tác dụng quang. Thiết bị điển hình nhất minh chứng cho tác dụng này là bóng đèn của bút thử điện báo hiệu có dòng điện chạy qua. Đây là một thiết bị rất hữu ích trong cuộc sống hằng ngày, hỗ trợ con người trong nhiều công việc khác nhau, đảm bảo an toàn khi sử dụng và sửa chữa điện.

Đèn báo hiệu của bút thử điện có dòng điện chạy qua

Tác dụng từ

Cuối cùng không thể bỏ qua được tác dụng từ của dòng điện xoay chiều. Đây là tác dụng dễ nhận biết nhất của dòng điện AC. Bạn có thể thấy chúng khi đưa một đinh sắt lại gần cuộn dây dẫn. Trong trường hợp cuộn dây hút đinh sắt nghĩa là tác dụng từ đã diễn ra. Không những thế, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng sẽ thay đổi khi dòng điện thay đổi chiều.

Vừa rồi là câu trả lời của Yên Phát cho vấn đề: Dòng điện xoay chiều là gì? Cùng với đó là đặc điểm, phân loại cũng như những tác dụng tuyệt vời mà nó có thể đem lại. Mong rằng những thông tin được chia sẻ trong bài viết trên đây có thể đưa đến cho bạn những kiến thức hữu ích trong quá trình tìm đọc và tham khảo thông tin.