Dòng Điện Xoay Chiều là gì? Tác Dụng và Ứng Dụng

Dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều (AC) là dòng điện có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện này được tạo ra từ việc biến đổi nguồn điện một chiều hoặc từ các máy phát điện xoay chiều. Các thiết bị gia dụng như máy giặt, tủ lạnh, điều hòa đều sử dụng dòng điện xoay chiều.

Dòng điện xoay chiều

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Có hai cách để tạo ra dòng điện xoay chiều:

• Cho nam châm quay xung quanh một cuộn dây dẫn kín.
• Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm.

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều

Ký hiệu dòng điện xoay chiều

Ký hiệu của nguồn điện xoay chiều (AC – Alternating Current) trong kỹ thuật điện là dấu ngã “~”. Biểu tượng này gợi đến dạng sóng sin.

Tác dụng của dòng điện xoay chiều

Tương tự dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều có các tác dụng nhiệt, phát sáng và tác dụng từ. Tuy nhiên, khác với dòng điện một chiều, lực tác dụng lên nam châm của dòng điện xoay chiều cũng đổi chiều khi dòng điện đổi chiều.

Tác dụng nhiệt

Tác dụng nhiệt là một tác dụng tiêu biểu của dòng điện xoay chiều. Bóng đèn dây tóc là một ví dụ điển hình, nhiệt lượng tỏa ra khi bóng đèn hoạt động. Bàn ủi, lò sưởi điện cũng là những sản phẩm ứng dụng tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều.

Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều

Tác dụng phát sáng

Các loại bóng đèn phát sáng như bóng đèn bút thử điện, bóng đèn dây tóc đều là ví dụ về tác dụng phát sáng của dòng điện xoay chiều.

Tác dụng từ

Khi đưa một thanh sắt lại gần cuộn dây có dòng điện xoay chiều chạy qua, ta sẽ thấy tác dụng từ của dòng điện. Khi dòng điện đổi chiều, tác dụng từ của cuộn dây lên nam châm cũng thay đổi.

Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều

Công suất dòng điện xoay chiều và cách tính

Công suất dòng điện xoay chiều được tính dựa trên ba đại lượng: cường độ dòng điện (I), điện áp (U) và độ lệch pha (α) giữa điện áp và cường độ dòng điện.

Công thức tính công suất:

P = U * I * cos(α)

Trong đó:

• P: Công suất (W)
• U: Điện áp (V)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• α: Độ lệch pha

Cách tính chu kỳ và tần số

Chu kỳ (T) và tần số (F) của dòng điện xoay chiều có mối quan hệ nghịch đảo với nhau:

F = 1/T

Trong đó:

• T: Chu kỳ (s) – khoảng thời gian để dòng điện trở lại trạng thái ban đầu.
• F: Tần số (Hz) – số lần dòng điện lặp lại trạng thái của nó trong một giây.

Sự khác nhau giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều

Dòng điện một chiều (DC) là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian. Một số điểm khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều:

• Dòng điện xoay chiều: Dễ dàng truyền tải đi xa với điện áp cao, ít hao tổn năng lượng. Được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện và hộ gia đình.
• Dòng điện một chiều: Khó truyền tải đi xa do hao tổn năng lượng lớn. Thường được tạo ra từ pin, ắc quy hoặc năng lượng mặt trời. Tần số bằng 0 và chiều dòng điện không đổi.

So sánh dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều

Sự khác nhau giữa dòng điện xoay chiều 1 pha và 3 pha

Dòng điện xoay chiều 1 pha: Có hai dây nối, chiều và cường độ dòng điện thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào tần số của nguồn điện. Điện áp 1 pha thường là 220V, gồm dây pha và dây trung tính.

Dòng điện xoay chiều 3 pha: Gần giống như 3 dòng điện 1 pha chạy song song, cùng chung một dây trung tính. Hệ thống điện 3 pha thường có 4 dây: 3 dây nóng và 1 dây lạnh (trung tính – 0V).

Ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong đời sống

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trong đời sống:

• Cung cấp điện cho hộ gia đình, nhà máy, công sở.
• Vận hành các thiết bị điện như tủ lạnh, máy rửa chén, điều hòa, máy giặt,…
• Sử dụng trong động cơ điện, chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng.