Tìm hiểu về dòng điện xoay chiều – ứng dụng điện xoay chiều trong cuộc sống

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng phổ biến trong đời sống sinh hoạt và sản xuất. Nhờ vào các hệ thống điện đã làm thay đổi chất lượng cuộc sống của chúng ta, ngày càng hiện đại và văn minh hơn. Vậy dòng điện xoay chiều là gì? Chúng có đặc điểm gì và được sử dụng như thế nào? Cùng đi tìm câu trả lời để hiểu rõ và sử dụng dòng điện xoay chiều hiệu quả nhất.

Dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều (ký hiệu dòng điện xoay chiều là AC – Alternating Current) có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian và chúng phải tuân thủ theo chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử.

Công dụng dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều AC dễ dàng chuyển đổi sang điện áp cao bằng các loại máy biến áp, chính vì thế mà nó có thể dễ dàng truyền đi ở khoảng cách xa một cách dễ dàng. Ngoài ra thì dòng điện xoay chiều có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng trực tiếp cho động cơ điện. Ta có thể thấy dòng điện này được ứng dụng ở khắp nơi từ gia đình, công sở cho đến các hệ thống nhà máy sản xuất. Dưới đây là phân tích các tác dụng chính của dòng điện xoay chiều:

Tác dụng quang học

Điện năng sẽ được chuyển hóa thành quang năng mang đến ánh sáng phục vụ nhu cầu sử dụng của người dùng. Cùng với đó hệ thống đèn chiếu sáng cũng được nâng cấp mang đến sự đa dạng cho ứng dụng quang học của dòng điện xoay chiều. Theo đó, nó không còn chỉ được sử dụng cho mục đích chiếu sáng đơn thuần mà còn được sử dụng để trang trí với hệ thống đèn phức tạp, nhiều màu hay những cụm đèn nhấp nháy ấn tượng,…

Tác dụng nhiệt

• Nguyên lý: Khi dòng điện xoay chiều chạy qua các vật dẫn điện như dây kim loại, nó làm các electron di chuyển và va chạm, tạo ra nhiệt năng.
• Ứng dụng: Tác dụng này được sử dụng trong các thiết bị như bàn ủi, lò sưởi điện, nồi cơm điện, máy nước nóng,…

Tác dụng từ

• Nguyên lý: Dòng điện xoay chiều khi chạy qua cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường biến thiên. Từ trường này có khả năng tạo lực từ hoặc cảm ứng từ trong môi trường xung quanh.
• Ứng dụng: Đây là nguyên lý cơ bản cho hoạt động của động cơ điện, máy phát điện, và máy biến áp. Dòng điện xoay chiều làm cho máy biến áp hoạt động hiệu quả trong việc truyền tải điện năng từ nơi này sang nơi khác.

Tác dụng sinh lý

• Nguyên lý: Khi đi qua cơ thể người hoặc động vật, dòng điện xoay chiều có thể gây kích thích thần kinh và cơ bắp.
• Ứng dụng: Tác dụng này được kiểm soát để sử dụng trong các thiết bị y tế như máy điện xung, nhưng đồng thời cũng có thể gây nguy hiểm nếu tiếp xúc không an toàn, dẫn đến các tổn thương do điện giật.

Các loại dòng điện xoay chiều

Hiện nay dòng điện xoay chiều được chia làm 2 loại là 1 pha và 3 pha, cùng tìm hiểu các đặc điểm và ứng dụng của nó

Dòng điện xoay chiều 1 pha

Thực tế là dòng điện ở trong mạch điện có dây nối với nguồn điện. Hướng của cường độ trong mạch AC có sự thay đổi liên tục tùy theo tần số bên trong mạch.

Được dùng cho các hoạt động sinh hoạt, có công suất nhỏ chẳng hạn: Nồi cơm điện, tivi, máy bơm nước, quạt, tủ lạnh… Dòng điện 220V sử dụng cho các hộ gia đình hiện nay đều là điện xoay chiều 1 pha bao gồm dây trung tính và dây pha.

Dòng điện xoay chiều 3 pha

Dòng điện 3 pha giống như 3 đường điện 1 pha chạy song song cùng với 1 đường dây trung tính. Trong hệ thống điện sinh hoạt thường sẽ có 4 dây bao gồm 3 dây nóng, 1 dây lạnh. (dây trung tính – 0V).

Được ứng dụng cho quá trình truyền tải các thiết bị điện sản xuất công nghiệp có công suất lớn, giúp tiết kiệm điện năng, thường được chế tạo máy phát điện xoay chiều

Cách tạo ra dòng điện xoay chiều hiệu quả

Để có dòng điện xoay chiều ta có thể sử dụng máy phát điện để tạo ra nó. Thiết bị này là một loại máy phát điện đặc biệt được thiết kế để tạo ra dòng điện xen kẽ. Trong một máy phát điện luôn có một nam châm và một vòng dây quay trong từ trường của nam châm.

Hoặc chúng ta có thể sử dụng biến tần để biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều trong hệ thống điện mặt trời

>>Xem thêm: Chuyển đổi nguồn điện một chiều sang điện xoay chiều

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

Các đại lượng của dòng điện xoay chiều AC

Công thức tính công suất dòng điện xoay chiều AC

Công suất dòng điện xoay chiều AC phụ thuộc 3 đại lượng:

– Cường độ của dòng điện

– Điện áp

– Độ lệch pha của cường độ so với điện áp.

Công thức tính dòng điện xoay chiều AC:

P = U.I.cosα

Trong đó:

P: là công suất của dòng điện xoay chiều (W)

U: là điện áp (V)

I: là cường độ dòng điện (A)

α: là độ lệch pha giữa cường độ của dòng điện và điện áp

Cách tính chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều AC

Chu kỳ (T): Thời gian để hoàn thành một chu kỳ của dòng điện, được tính bằng giây (s). Công thức liên quan đến tần số: T = 1/F

Tần số (F): Số lần lặp lại của chu kỳ trong một giây, đư

Các ứng dụng của dòng điện xoay chiều

– Dòng điện xoay chiều được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện của gia đình như ti vi, tủ lạnh, máy giặt…
– Với các nhà máy sản xuất cần có dòng điện có công suất lớn thì điện xoay chiều AC cũng có khả năng cung ứng.
– Dòng điện này được ứng dụng vào một số ngành công nghiệp như: sản xuất ô tô, hay các loại máy móc.

Tạm kết

Dòng điện xoay chiều thực sự cần thiết và mang lại nhiều lợi ích cho cuộc sống hiện đại của chúng ta. Nó được xem là điều kiện tiên quyết đến có thể vận hành toàn bộ thiết bị, máy móc phục vụ cho nhu cầu sử dụng, làm việc cũng như chất lượng cuộc sống của mỗi chúng ta. Dòng điện này được coi là giải pháp tiết kiệm, giảm hao tổn điện năng và các chi phí khác liên quan. Đồng thời mức độ an toàn khi sử dụng dòng điện cũng tăng cao.