Ứng dụng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là thuật ngữ được nhắc tới nhiều trong cuộc sống. Tuy nhiên, nó vẫn còn một số các vấn đề cần làm rõ. Và với bài viết này chúng tôi sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về đặc điểm của dòng điện xoay chiều là gì? Ứng dụng của dòng điện xoay chiều như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới dây nhé!
Nội Dung Chính
1. Dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều được biết đến trong Tiếng Anh là Alternating Current (AC). Đây là dòng điện có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian. Nó có giá trị tuần hoàn theo chu kỳ xác định được. Hình dáng đồ thị mô tả dòng điện xoay chiều là dạng hình sin, có xung vuông và xung nhọn.
Trong các ngành điện, dòng điện xoay chiều được ký hiệu bằng dấu ngã ” ~ “. Và đây cũng là hình dáng đặc trưng của sóng dạng hình sin. Sóng sin còn có đặc trưng là: Tuần hoàn điều hòa.
Các máy phát điện xoay chiều là thiết bị chính tạo ra dòng điện xoay chiều. Hoặc đôi khi dòng điện xoay chiều còn được biến đổi từ nguồn điện một chiều thông qua bộ mạch điện tử. Bộ mạch điện tử này hay còn được biết đến với tên là bộ nghịch lưu dùng các thyristor.
2. Các đại lượng đặc trưng cần biết về dòng điện xoay chiều
2.1 Các đặc điểm có thể nhìn thấy thông qua đồ thị
Hình dáng của đồ thị
Phương trình cho thấy điện áp và cường độ tức thời của đoạn mạch dòng điện xoay chiều có dạng như sau:
- Phương trình thể hiện điện áp tức thời u = U0cos(ωt + φu)
- Phương trình thể hiện cường độ dòng điện thức thời i = I0cos(ωt + φi)
Nhìn vào phương trình ta có thể hiểu lý do vì sao dòng điện xoay chiều có dạng hình sóng sin.
Biên độ của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều khác với dòng điện một chiều là nó có biên độ. Đó là giá trị điện áp lớn nhất của dòng điện xoay chiều có thể đạt được. Thông thường, giá trị biên đo được sẽ không được chính xác. Giá trị thực của nó thường có xu hướng cao hơn.
2.2 Đặc điểm cần tính toán
Chu kì và tần số đặc trưng của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều có chiều và độ lớn thay đổi theo thời gian. Tuy nhiên điểm khác biệt to lớn nhất của nó so với các loại dòng điện khác là nó có tần số và chu kỳ. Tần số và chu kỳ của dòng điện này cho thấy nó thay đổi tuần hoàn điều hòa.
Chu kỳ của dòng điện xoay chiều được nói là khoảng thời gian để nó lặp lại được vị trí cũ. Chu kỳ được ký hiệu chung bằng chữ cái T, và có đơn vị đo là giây.
Tần số của dòng điện xoay chiều được nói là số lần lặp lại trạng thái cũ trong vòng 1 giây. Tần số được ký hiệu là f, có đơn vị đo là Hz (Héc).
Cách tính tần số theo T được thể hiện như sau: f = 1/T. Mối quan hệ giữa tần số và chu kỳ là mối quan hệ tỷ lệ nghịch.
Công suất của dòng điện xoay chiều
Dòng điện xoay chiều có công suất được tính bằng công thức: P = UI. Trong đó, các đại lượng là:
- U là điện áp tức thời của mạch điện xoay chiều.
- I là cường độ dòng điện tức thời của đoạn mạch.
- P là giá trị cường độ tức thời tại một thời điểm.
Giá trị công suất lớn nhất của dòng điện xoay chiều là Pmax = U.I.(cosφ + 1).
3. Các đặc điểm khác nhau giữa dòng điện xoay chiều 1 pha và 3 pha
Dòng điện xoay chiều được biết đến có 3 loại chính là: Dòng điện xoay chiều 1 pha, 2 pha và 3 pha. Tuy nhiên dòng điện xoay chiều 2 pha là dòng điện mới được tìm thấy và nghiên cứu ra. Vì thế bài viết này sẽ chỉ nghiên cứu đến dòng 1 pha và 3 pha – 2 loại phổ biến hơn cả. Các điểm khác biệt giữa dòng điện xoay chiều một pha và ba pha có thể kể đến là:
3.1 Đặc điểm của dòng điện xoay chiều 1 pha
Dòng điện này là dòng điện có dây dẫn, bao gồm: 1 dây nóng và 1 dây trung tính (dây lạnh) nối với nguồn điện. Hướng của dòng điện 1 pha có thể bị thay đổi nhiều lần tùy vào tần số của nguồn điện chạy trong mạch.
Dòng điện 220V, 50Hz sử dụng phổ biến nhất trong cuộc sống là dòng điện xoay chiều 1 pha. Đây là dòng điện thường được sử dụng cho các đồ điện tại Việt Nam. Tại các quốc gia khác giá trị điện áp có thể chỉ khoảng 110V.
3.2 Đặc điểm của dòng điện xoay chiều 3 pha
Đây là dòng điện có 3 dây nóng và 1 dây trung tính chạy song song với nhau. Dòng điện 3 pha có giá trị điện áp rất cao, thường rơi vào khoảng 380V. Chính vì có giá trị cao như vậy nên nó được dùng nhiều hơn trong các khu công nghiệp, trong các quy mô sản xuất lớn.
Dòng điện 1 pha có thể được tạo ra bằng cách lấy một pha trong 3 pha của dòng điện xoay chiều này.
4. Ứng dụng của dòng điện xoay chiều nên biết
Các ứng dụng của dòng điện xoay chiều có mặt ở hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống từ nông nghiệp, công nghiệp đến sản xuất. Do sự khác biệt về một số đặc điểm nên ứng dụng của dòng điện xoay chiều cũng có những điểm khác nhau giữa 2 loại điện xoay chiều.
4.1 Ứng dụng của dòng điện xoay chiều 1 pha
Dòng điện xoay chiều 1 pha là dòng điện được sử dụng phổ biến nhất. Nó được dùng nhiều trong đời sống sinh hoạt, sản xuất quy mô nhỏ. Chúng được sử dụng cho các thiết bị gia đình có công suất nhỏ như: Ti vi, tủ lạnh, máy bơm,…
Dòng điện xoay chiều 1 pha trước khi đưa vào sử dụng ở hộ gia đình cần trải qua quá trình hạ áp. Chúng được trải qua quá trình thay đổi từ trung áp thành hạ áp thông qua các trạm biến áp. Các máy biến áp được lắp đặt để phục vụ mục đích trên.
4.2 Ứng dụng của dòng điện xoay chiều 3 pha
Dòng điện xoay chiều 3 pha có công suất lớn hơn. Vì thế chúng được sử dụng nhiều hơn cho các thiết bị công nghiệp công suất lớn. Các máy móc công nghiệp lớn dùng trong các khu công nghiệp thường có xu hướng sử dụng dòng 3 pha.
Dòng điện 3 pha cũng được dùng để truyền tải điện năng đi xa. Chúng được sử dụng để truyền tải đi xa thay vì dùng dòng DC vì nó có giá thành rẻ hơn, năng lượng hao hụt khi truyền đi ít hơn.
Máy phát điện xoay chiều 3 pha cho ra dòng điện khỏe và có hiệu năng cao hơn so với dòng điện thông thường. Chính vì thế, máy phát điện 3 pha được các khu công nghiệp ưu tiên sử dụng hơn trong các ngành công nghiệp.
