Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều
Chắc hẳn chúng ta đã từng nghe đến khái niệm dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Hay chúng ta nhìn thấy chữ AC, DC trên 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 ?
Trong bài viết này, PLCTECH sẽ giới thiệu đến các bạn một số kiến thức cơ bản về dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Từ đó giúp các bạn phân biệt được điện AC, DC, cũng như ứng dụng chúng vào thực tế.
Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều
1/ Khái Niệm Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều
Dòng Điện Một Chiều Là Gì?
Dòng điện một chiều [ DC – Direct Current] là dòng điện chạy theo một hướng cố định. Cường độ của nó 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 DC không có pha.
– Trên các 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…..
Dòng Điện Xoay Chiều Là Gì?
Điện xoay chiều AC – Alternating Current là dòng điện có chiều và độ lớn biến đổi theo thời gian, thường có chu kỳ nhất định.
– 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, pha. Nguồn cung cấp AC là máy phát điện.
– Dòng điện AC thường được ký hiệu là chữ AC hoặc dấu [~]
-Các thiết bị điện gia dụng hiện nay đa phần là sử dụng điện xoay chiều AC như: máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, bếp điện, tivi, bóng đèn huỳnh quang….
2/ Điểm Khác Nhau Giữa Dòng Điện Một Chiều Và Dòng Điện Xoay Chiều
Sau khi tìm hiểu xong dòng điện một chiều & dòng điện xoay chiều và hiểu được đặc trưng cơ bản của nó. Ta rút ra được một số điểm khác nhau cơ bản giữa dòng AC và dòng DC như sau:
– 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]
3/ Làm Thế Nào Để Biến Đổi Dòng Điện Một Chiều Thành Dòng Điện Xoay Chiều
Người ta sử dụng máy biến tần [hay còn gọi là inverter] để biến đổi điện một chiều thành điện xoay chiều và ngược lại.
Dòng điện một chiều DC sẽ truyền vào cuộn sơ cấp [hình vẽ zig zắc màu hồng đậm ở bên trái] của máy biến áp hình tròn [vòng tròn nâu], thông qua một đĩa quay tròn [mô tả bằng hình tròn có 4 phần màu đỏ và xanh] với các kết nối phức tạp khác.
Khi đĩa quay, dòng điện một chiều sẽ liên tục được chuyển hướng và dẫn tới cuộn sơ cấp thông qua dây dẫn, và máy biến áp nhận được dòng điện xoay chiều AC như là nguồn năng lượng đầu thay vì dòng điện một chiều DC ban đầu.
Đây là bước chuyển tiếp quan trọng trong máy biến áp với cuộn thứ cấp có nhiều vòng dây [hình zig zắc màu vàng ở bên phải máy biến áp] hơn là cuộn sơ cấp.
Bởi vì số vòng dây quấn trong cuộn thứ cấp có vai trò làm tăng mức điện áp dòng điện AC tại đầu ra, để chúng lớn hơn nhiều so với mức điện áp của dòng điện AC tại đầu vào ban đầu.
Bên cạnh đó, tốc độ quay của đĩa sẽ điều chỉnh tần sóng của dòng AC tại đầu ra.
Máy biến tần inverter được ứng dụng trong ngành công nghiệp điện mặt trời. Thiết bị chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành xoay chiều để hòa lưới điện quốc gia, đồng thời cung cấp điện cho các tải tiêu thụ.
4/ Tại Sao Dùng Dòng Điện Xoay Chiều?
Khác biệt nào giữa Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều khiến người ta lựa chọn dùng dòng điện xoay chiều?
Dòng điện xoay chiều có thể tăng hoặc hạ điện áp dễ dàng nhờ máy biến áp, do vậy sẽ giảm hao phí khi truyền tải điện năng đi xa.
– Khi lắp đặt thiết bị điện xoay chiều sẽ dễ dàng hơn thiết bị điện một chiều vì không cần phải để ý cực dương cực âm chỉ cần đúng điện áp định mức.
– Hơn nữa máy phát điện xoay chiều cấu tạo đơn giản hơn máy phát điện một chiều và khi cần ta hoàn toàn có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều nhờ hệ thống mạch chỉnh lưu.
>> Thực tế để phát huy hiệu quả kinh tế, tiết kiệm dây dẫn và tạo ra từ trường quay rất mạnh người ra dùng hệ thống điện xoay chiều 3 pha. Dòng điện sử dụng trong gia đình thực tế là lấy một pha của lưới điện 3 pha nên có một dây nóng và một dây trung hòa.
>> Xem thêm tài liệu Điện – Tự Động Hóa: //plctech.com.vn/category/tai-lieu/
>> Kiến Thức ngành Điện – Tự Động Hóa: //plctech.com.vn/category/tin-tuc/
>> Tham khảo thêm các khóa học tại Trung Tâm:
Mọi tư vấn về Tự động hóa, vui lòng liên hệ với:
TRUNG TÂM TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP PLCTECH
CS 1: Số 11 Ngõ 2E phố Dịch Vọng – Cầu Giấy – Hà Nội
Hà Nội: Số 11 Ngõ 2E Dịch Vọng – Cầu Giấy
HCM: 97 Đường Số 3 – Hiệp Bình Phước – TP. Thủ Đức
SĐT/Zalo: 0984 957 127
Website: //plctech.com.vn/
Fanpage://www.facebook.com/PLCTechHN/
câu 1: tác dụng của dòng điện và ví dụ minh họa:
+ tác dụng nhiệt VD: làm nóng bàn là, đui tóc bóng đèn,...
+ tác dụng từ VD: làm quay kim nam châm,...
+ tác dụng phát quang VD: làm sáng bóng đèn,...
+ tác dụng sinh lí VD: làm co giật,...
+ tác dụng hóa học VD: tách đồng ra khỏi dung dịch muối đồng,...
câu 2: Dùng dây xích sắt để tránh xảy ra cháy nổ xăng.
- Vì khi chạy, ô tô cọ xát mạnh với không khí, làm nhiễm điện những phần khác nhau của nó. Nếu bị nhiễm điện mạnh, giữa các phần này phát sinh tia lửa điện gây cháy nổ xăng. Nhờ dây xích sắt là vật dẫn điện, các điện tích từ ô tô dịch chuyển qua nó xuống đất, loại trừ sự nhiễm điện mạnh.
- A]
- tác dụng nhiệt: dây dẫn có dòng điện chạy qua bị nóng lên ;bàn ủi
- . tác dụng phát sáng: bóng đèn điôt ; dòng điện chạy qua bóng đèn bút thử điện làm nó sáng lên
- tác dụng từ: chuông đồng hồ ; dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn quấn quanh lõi sắt non làm cho nó hút được các vật bằng sắt thép
- . tác dụng hóa học: mạ kim loại ;dòng điện chạy qua dd đồng sunfat làm cho thỏi than nối với cực âm bị bám một lớp đồng
- tác dụng sinh lí: máy kích tim ;dòng điện chạy qua cơ thể người làm tim ngừng đập, cơ co giật...
Định nghĩa: Dòng điện đi qua mọi vật dẫn thông thường đều làm cho vật dẫn nóng lên, ta nói dòng điện có tác dụng nhiệt. Ví dụ: - Các đồ vật ứng dụng tác dụng nhiệt như: bàn là, bếp điện, đèn sợi đốt, nồi cơm điện, máy sấy tóc, bình nóng lạnh, nồi cơm điện, lò nướng...
Dòng điện một chiều được học trong trường THPT với các khái niệm mơ hồ như : dòng diện là dòng của các hạt electron di chuyển trong chất dẩn điện hay nói cách khác là dòng của các hạt electron luôn di chuyển theo một hướng nhật định từ dương sang âm.
Để tìm hiểu dòng điện một chiều là gì chúng ta hãy quên các khái niệm mơ hồ đó & cùng tìm hiểu với chúng tôi một cách đơn giản nhất trong bài viết này.
Dòng điện một chiều là gì ?
Trước khi biết tìm hiểu dòng điện một chiều là gì chúng ta cùng xem một ví dụ :
Ta ví dụ một ống nước được xả tự nhiên từ trên cao xuống thì điểm cao nhất của mực nước và điểm thấp nhất của mực nước được gọi là hiệu điện thế. Như vậy chúng ta đã hiểu được hiệu điện thế là gì.
Tương tự ,
dòng điện một chiều cũng như dòng nước nếu chỉ chảy tự nhiên thì dòng nước chỉ chảy được một chiều từ trên xuống. Độ cao của mực nước chính là hiệu điện thế của dòng điện một chiều. Ký hiệu dòng điện một chiều là Vdc . Chúng ta thường bắt gặp ký hiệu này trên các pin sử dụng cho các thiết bị điện tử, đồ chơi trẻ em.
Cách tạo ra dòng điện một chiều bạn phải biết
Cách 1 :
Cách thức đơn giản để tạo ra dòng điện một chiều chính là mua một cục pin tiểu bất kỳ. Tôi lây ví dụ một viên pin thường dùng cho các đồ chơi trẻ em có giá rất rẻ nhé .
Chúng ta sẽ thấy rằng trên pin tiểu có ghi 1.5V hoặc 5V thì đây chính là hiệu điện thế của viên pin này. Đúng ra phải ghi 1.5Vdc thì mới đúng kỹ thuật nhưng nhà sản xuất mặc định rằng pin là dòng DC nên không ghi DC phía sau 1.5V.
Cách 2 :
Ít có ai biết rằng cục sạc điện thoại di động chúng ta thường dùng chính là một thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều. Để tạo ra được dòng điện một chiều cách đơn giản nhất chính là sử dụng cục sạc điện thoại này. Chúng ta chỉ cần cắt đầu sạc ra sẽ thấy có hai dây Dương và Âm tương ứng với hai cực của dòng DC.
Ký hiệu dòng điện 1 chiều
Dòng điện 1 chiều có ký hiệu Cộng [ + ] & Trừ [ – ] giữa hai cực của thiết bị. Đồng thời điện thế của dòng điện một chiều sẽ được ký hiệu VDC . VD : 1.5Vdc , 5Vdc , 10VDC
Trong đó V= Voltage , DC = Direct Current .
Hiểu cách đơn giản dòng điện đi qua theo một hướng cố định không hề thay đổi, cường độ có thể thay đổi tăng hoặc giảm nhưng không thể thay đổi về chiều.
Tác dụng của dòng điện một chiều
Khi tìm hiểu về dòng điện một chiều thì tất nhiên chúng ta cũng phải biết tác dụng của dòng điện một chiều trong đời sống và các ngành nghề khác.
Dòng điện một chiều để chiếu sáng
Khi cúp điện chúng ta thường dùng đèn Pin dạng sạc hoặc đèn pin sử dụng pin tiểu để chiếu sáng. Tất cả các loại đèn pin này đều dùng nguồn điện một chiều để chiếu sáng bởi năng lượng được tích tụ trong nguồn năng lượng PIN khô hoặc pin sạc.
Đèn pin hoạt động dựa vào nguyên lý dòng điện một chiều cung cấp năng lượng cho bóng đèn dùng thể phát sáng.
Dòng điện một chiều dùng sạc thiết bị điện tử
Ít có ai biết rằng điện thoại di động chúng ta thường dùng hằng ngày chính là dùng điện một chiều bởi nó được cắm sạc trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều. Ngay đầu cắm sạc chính là đầu chuyển nguồn AC thành DC trước khi vào điện thoại.
Nhờ sự chênh lệch điện áp giữa dòng điện ổ cắm sạc và dòng điện trong điện thoại mà điện thoại được nạp đầy một cách nhanh chóng phụ thuộc vào công suất đầu sạc.
Pin năng lượng mặt trời dùng điện 1 chiều
Một ứng dụng đang được sử dụng rộng rãi & càng nhân rộng chính là dùng tấm Pin thu năng lượng mặt trời để biến thành điện năng sử dụng. Tất nhiên quá trình này cần phải có biến tần để biến điện năng một chiều thành điện xoay chiều 220Vac để sử dụng.
Phân biệt dòng điện một chiều và điện áp một chiều
Đo dòng điện một chiều là một trong những vấn đề không hề đơn giản trong công nghiệp cũng như trong đời sống. Chúng ta cần xác định rõ đo dòng điện một chiều hay đo áp một chiều.
Bởi :
- Đo điện áp điện áp một chiều , khá đơn giản
Còn
- Đo dòng điện một chiều thì khá phức tạp bởi cần phải có thiết bị đo chuyên dụng
Trước hết chúng ta cần tìm hiểu về câu hỏi : dòng điện một chiều có tần số bằng bao nhiêu ?
Dòng điện một chiều thì tần số bằng bao nhiêu ?
“Dòng điện một chiều có tần số hay không “ đây là câu hỏi tôi tìm thấy trên một trang diển đàn điện của một cậu sinh viên học ngành điện đã ra trường. Tôi khá buồn cho ngành đào tạo Đại Học của Việt Nam khi tìm thấy những thông tin này
Các bạn hãy nhìn các sóng thay đổi liên tục ở trên. Các sóng giao động lên xuống trong một khoảng thời gian nhất định. Sự thay đổi liên tục này chính là tần số.
Như vậy , Tần số là sự lặp lại của một hiện tượng trong một thời gian nào đó
Chúng ta thấy rất rõ rằng dòng điện 1 chiều là một đương thẳng, còn dòng điện xoay chiều là một dạng hình SIN.
Kết luận :
- Dòng điện một chiều không có tần số
- Dòng điện xoay chiều có tần số từ 0-50/60 Hz
Đo dòng điện một chiều
Việc đo dòng điện 1 chiều khá đơn giản nếu như chúng ta có các thiết bị đo chuyên dụng. Dòng điện một chiều có hai loại :
- Dòng điện 1 chiều điều khiển
- Dòng điện 1 chiều của tải
Trong đó,
Dòng điện một chiều điều khiển có hai dạng chính :
- Dạng analog 0-20mA , 4-20mA , 0-40mA , 0-100mA , max 0-250mA
- Và dòng điện tải : 5Adc , 10Adc …300Adc
Nguyên lý đo dòng điện một chiều
Để đo dòng điện một chiều DC quả thực không phải là một việc đơn giản dù chúng ta có kiến thức đi nữa nhưng trong thực tế thì nó là cả một vấn đề lớn.
Đầu tiên, chúng ta hãy quên tất cả các kiến thức phức tạp trong trường đã dạy cho chúng ta vì trong thực tế chẳng ai dùng những cách thức đó cả.
Sau đó ….
… các bạn hãy xem các hướng dẩn cơ bản nhất của tôi .
Dù làm cách nào thì các bạn cũng phải có thiết bị để đo được dòng DC. Nên đầu tiên bạn phải mua thiết bị đo dòng một chiều DC [ nếu chưa có ].
Cách đo dòng điện 1 chiều bằng ampe kìm
Cách đơn giản nhất để đo được dòng DC chính là dùng đồng hồ Ampe kiềm DC. Để đo dòng tải DC [ Ampe ] cách nhanh và dể nhất là tìm mua một đồng hồ ampe kiềm có thể đo được dòng DC. Với cách này chúng ta có thể đọc trực tiếp dòng tải DC đang hoạt động. Tuy nhiên, chúng ta chỉ xem được chứ không thể giám sát hoặc điều khiển được.
Để làm được điều đó chúng ta cần dùng cách khác.
….
Đo dòng bằng điện trở shunt
Một trong những cách đo dòng 1 chiều hiệu quả trong thực tế chính là đo dòng của điện trở Shunt mắc nối tiếp trên tải. Thông qua bộ chuyển đổi K109LV để khuếch đại giá trị mV của điện trở shunt thành tín hiệu 4-20mA.
Thông qua tín hiệu analog 4-20mA chúng ta có thể truyền tín hiệu về màn hình hiển thị S311A-4-H để hiển thị giá trị dòng điện qua tải hoặc đưa tín hiệu về PLC để điều khiển.
“ Cảm Biến “đo dòng điện 1 chiều
Cảm biến đo dòng điện một chiều là một loại cảm biến mới xuất hiện trên thị trường dựa vào nguyên lý cảm biến Hall đo dòng điện. Cảm biến Hall tuy đơn giản nhưng lại hiệu quả trong đo dòng điện DC.
Dựa vào nguyên lý của cảm biến Hall mà các nhà sản xuất cho ra một loại biến dòng đo được dòng điện DC tương tự như biến dòng CT đo dòng AC. Một kỷ nguyên mới của việc đo dòng DC phục vụ cho ngành công nghiệp như : pin năng lượng mặt trời, xi mạ, điện gió, giám sát Motor DC có tải lớn.
Một ưu điểm rất lớn của việc dùng biến dòng CT đo dòng DC đó chính là giá thành rất thấp so với việc dùng : điện trở Shunt và bộ chuyển đổi điện trở shunt ra analog 4-20mA.
Đo dòng 4-20mA
Hầu như các tín hiệu được dùng để giám sát & điều khiển đang sử dụng tín hiệu 4-20mA. Để đo được dòng 4-20mA gần như không thể nếu chúng ta không có các thiết bị chuyên dụng.
Sự phát triển của công nghệ mang tới nhiều thiết bị & giải pháp hơn trong việc đo dòng tín hiệu 4-20mA. TEST-4 mang tới cách đo dòng 4-20mA một cách đơn giản nhất mà không cần phải lắp thêm một thiết bị nào khác.
Tín hiệu 4-20mA được đo trực tiếp từ các thiết bị như : cảm biến áp suất, cảm biến chênh áp, đồng hồ đo lưu lượng, PLC, hoặc bất kỳ thiết bị nào có ngõ ra analog 4-20mA / 0-10V.
Tôi hy vọng rằng với bài chia sẻ này sẽ giúp cho mọi người có cái nhìn chi tiết về dòng điện 1 chiều & tác dụng của dòng điện một chiều. Các bạn phải hiểu rằng dòng điện một chiều được phổ biến để điều khiển trong trong công nghiệp tương tự như điện áp 1 pha và điện áp 3 pha trong sản xuất và đời sống.
Đó là lý do tại sao tôi viết bài chia sẻ ” dòng điện một chiều “để mọi người biết tới tầm quan trọng của nó trong đời sống & trong sản xuất công nghiệp.
Kỹ Sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 097879.5566
Email :