THUẬT NGỮ
Dòng điện xoay chiều là gì ? Cách chuyển đổi điện AC trong công nghiệp
Giám Đốc Dự Án: 0981.982.979
Hiện nay, sự phổ biến của các sản phẩm sử dụng điện đã dẫn đến việc áp dụng hai dòng điện AC và DC. Các sản phẩm từ máy giặt, tủ lạnh, tivi, quạt điện… phục vụ cho cuộc sống đến các thiết bị như máy in, laptop, máy chiếu… phục vụ công việc, thậm chí cả các thiết bị cỡ đại và máy móc trong khu công nghiệp cũng đều sử dụng dòng điện để hoạt động. Điện AC là gì và có những đặc điểm gì khác so với điện DC? Hãy cùng vietnamsolar.vn tìm hiểu chi tiết hơn trong bài viết này nhé !
Dòng điện xoay chiều (AC) là gì ?
Điện AC là viết tắt của Alternating Current, còn được gọi là dòng điện xoay chiều hoặc điện từ công tơ điện phát ra. Đây là dòng điện chuẩn được cung cấp từ các ổ cắm điện và có đặc điểm chiều và cường độ sẽ thay đổi theo chu kỳ tuần hoàn nhất định. Trong mạch điện xoay chiều, dòng điện sẽ luân phiên đi từ cực dương sang cực âm và ngược lại, tiếp tục thay đổi chiều.
Đồ thị của dòng điện AC được biểu diễn dưới dạng hình sin và có thể được ký hiệu bằng chữ AC hoặc dấu ngã (~). Hiện nay, hầu hết các thiết bị gia dụng như điều hòa, máy giặt, bóng đèn, tivi, tủ lạnh… sử dụng dòng điện xoay chiều AC.
Vì sao người ta dùng điện xoay chiều AC?
Dòng điện xoay chiều có thể tăng lên hoặc hạ xuống dễ dàng nhờ máy biến áp. Do vậy sẽ giảm hao phí khi truyền tải điện năng đi xa.
Ưu điểm của sản phẩm dòng điện AC
Việc lắp đặt một thiết bị sử dụng điện xoay chiều cũng đơn giản hơn so với thiết bị sử dụng điện một chiều. Bạn không cần phải quan tâm đến cực dương và cực âm mà chỉ cần đúng điện áp định mức.
Một Số Combo Điện Mặt Trời tại Việt Nam Solar
Một Số Combo Điện Mặt Trời tại Việt Nam Solar
Máy phát điện xoay chiều cũng có cấu tạo đơn giản hơn so với máy phát điện một chiều. Nếu cần, bạn có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều bằng hệ thống mạch chỉnh lưu.
Mức độ phổ biến của thiết bị điện AC
Để tiết kiệm dây dẫn và tạo ra từ trường quay mạnh mẽ, hầu hết các người ta sử dụng hệ thống điện xoay chiều 3 pha. Trong khi đó, dòng điện sử dụng trong gia đình được lấy từ một pha của lưới điện 3 pha, gồm một dây nóng và một dây trung hòa.
Hầu hết các thiết bị điện gia dụng hiện nay sử dụng dòng điện xoay chiều AC, bao gồm máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, bếp điện, tivi, bóng đèn huỳnh quang và nhiều thiết bị khác.
Phân loại dòng điện xoay chiều AC
Dòng điện AC được phân loại thành 2 loại chính là 1 pha và 3 pha, chi tiết cụ thể 2 loại này như sau:
Dòng điện AC 1 pha
Điện AC 1 pha là dòng điện có hai dây nối với nguồn điện và có chiều hướng cường độ dòng điện thay đổi liên tục phụ thuộc vào tần số của nguồn điện. Điện AC 1 pha điển hình được cung cấp ở điện áp 220V và bao gồm hai dây: dây pha và dây trung tính, với kết cấu thông thường.
Dòng điện xoay chiều 2 pha
Theo quy ước chung, số pha được xác định bằng số dây nóng không bao gồm dây trung tính. Ví dụ, dòng điện 2 pha gồm 2 dây nóng hoặc 2 dây lửa mà không có dây trung tính. Tuy nhiên, trong hai dây đó, một dây có trở khá thấp, thường chỉ khoảng 3-5V và giữ nguyên hiệu điện thế ở mức 220V.
Dòng điện AC 3 pha
Điện AC 3 pha là dòng điện gồm ba đường điện 1 pha chạy song song với nhau, được cấu tạo bởi một dây trung tính và có cùng biên độ, tần số nhưng lệch pha nhau. Điện AC 3 pha bao gồm ba dây nóng và một dây trung tính. Điện AC 3 pha phổ biến hiện nay có điện áp là 380V, và đối với các khu vực có giá trị điện 3 pha khác 380V thì cần sử dụng biến áp 3 pha hoặc ổn áp.
Ưu điểm của điện AC 3 pha là sử dụng rộng rãi trong gia đình và cả lưới điện công nghiệp. So với điện AC 1 pha, khi truyền tải đi xa sẽ tiết kiệm tiết diện dây dẫn hơn. Và ở trường hợp tải điện cao áp, nguồn 3 pha sẽ có hiệu suất dẫn điện cao, khả năng chịu tải công suất lớn và ít hao phí điện năng hơn.
Tổng hợp đại lượng của dòng điện xoay chiều AC
Một vấn đề cần biết khi tìm hiểu về dòng điện xoay chiều đó chính là các đại lượng của nó
Công suất dòng điện xoay chiều
Công suất dòng 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:
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
Chu kỳ và tần số của dòng điện AC
Chu kỳ được ký hiệu là T và được tính bằng giây (s). Được hiểu là khoảng thời gian mà dòng điện xoay chiều trở lại vị trí ban đầu.
Tần số được ký hiệu là F và có đơn vị tính là Hz. Đại lượng này thể hiện số lần lặp lại trang thái cũ của dòng điện xoay chiều AC trong một giây.
Công thức tính:
F=1/T
Với F là tần số, T là chu kỳ
Hướng dẫn cách đo dòng điện xoay chiều AC
Ngoài các thông tin đã đề cập, để tạo ra dòng điện xoay chiều còn có hai cách sau đây:
Cách 1: Đặt một cuộn dây dẫn kín và cho nam châm quay xung quanh. Khi nam châm quay, sự thay đổi từ trường sẽ gây ra sự chuyển động của các điện tử trong dây dẫn, tạo ra dòng điện xoay chiều.
Cách 2: Để cuộn dây dẫn kín quay quanh từ trường của nam châm. Khi cuộn dây quay, sự chuyển động sẽ tạo ra sự thay đổi từ trường, kích thích các điện tử di chuyển trong dây dẫn, tạo ra dòng điện xoay chiều. Cả hai cách này đều được sử dụng trong các thiết bị điện tử, máy móc và các hệ thống điện công nghiệp khác để tạo ra dòng điện xoay chiều.
Điểm khác nhau của dòng điện DC và điện AC
Sau khi đã tìm hiểu về những đặc trưng cơ bản của dòng điện AC, thì cũng có nhiều bạn thắc mắc về sự khác biệt giữa điện AC và DC. Một số điểm khác nhau cơ bản giữa hai dòng điện này như sau:
Thứ nhất, về nguồn cung cấp: dòng điện AC được tạo ra thông qua các máy phát điện, trong khi dòng điện DC được cung cấp bởi pin hoặc nguồn điện DC.
Thứ hai, về đặc tính của chiều dòng điện: dòng điện AC có thể đổi chiều liên tục trong quá trình truyền tải, còn dòng điện DC chỉ có một chiều duy nhất.
Thứ ba, về ký hiệu: dòng điện AC được ký hiệu bằng dấu chữ “tilde” (~), còn dòng điện DC được ký hiệu bằng dấu cộng (+) và trừ (-).
Thứ tư, đặc tính về pha và tần số: dòng điện AC có chu kỳ tần số và pha, trong khi đó dòng điện DC không có pha và tần số ổn định.
Những khác biệt này giúp phân biệt hai dòng điện và đưa ra sự lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng khác nhau.
Có thể biến đổi điện một chiều DC thành điện xoay chiều AC không?
Có thể biến đổi dòng điện một chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC bằng cách sử dụng thiết bị máy biến tần (inverter). Máy biến tần được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và trong hệ thống điện mặt trời để hòa lưới điện quốc gia và cung cấp điện cho các tải tiêu thụ.
Nguyên lý chuyển đổi dòng điện DC thành AC của máy biến tần là khi dòng điện DC truyền vào cuộn sơ cấp của máy biến áp hình tròn, thông qua một đĩa quay tròn với các kết nối phức tạp khác. Khi đĩa quay, dòng điện DC sẽ liên tục chuyển hướng và dẫn tới cuộn sơ cấp thông qua dây dẫn. Lúc này, máy biến áp nhận được dòng điện xoay chiều AC như là nguồn năng lượng đầu vào, thay vì dòng điện một chiều DC như ban đầu.
Sau đó, máy biến áp sử dụng cuộn thứ cấp với số vòng dây nhiều hơn cuộn sơ cấp để tăng mức điện áp của dòng điện AC tại đầu ra. Bên cạnh đó, tốc độ quay của đĩa cũng điều chỉnh tần số của dòng điện AC tại đầu ra.
Tóm lại, máy biến tần là một thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp điện, cho phép chuyển đổi từ dòng điện một chiều DC sang dòng điện xoay chiều AC, giúp cung cấp điện cho các tải tiêu thụ và hòa lưới điện quốc gia.
Các thiết bị chuyển đổi điện AC trong công nghiệp
UPS (Uninterruptible Power Supply) hay còn gọi là bộ lưu điện là một thiết bị quan trọng được sử dụng trong các nhà máy để đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định. Trong mỗi UPS, có hai module quan trọng là Rectifier và Inverter. Rectifier là bộ nắn điện xoay chiều sang điện một chiều, trong khi Inverter là bộ nghịch lưu để chuyển đổi điện một chiều sang điện xoay chiều.
Ngoài UPS, trong nhà máy còn có các bộ chuyển đổi tín hiệu từ AC sang 4-20mA DC hoặc 0-10V DC. Các thiết bị này được sử dụng để giám sát nguồn điện hoặc để cảnh báo mất pha, cao áp, thấp áp. Một số ứng dụng khác của chúng bao gồm đo công suất tải hoặc giám sát dòng điện của động cơ.
Tuy nhiên, đáng chú ý là trong hầu hết các trường hợp, các bộ chuyển đổi này chỉ chuyển đổi từ AC sang DC, và không chuyển đổi ngược lại. Vì vậy, trong một số trường hợp cần chuyển đổi từ DC sang AC, như trong trường hợp cần cung cấp nguồn điện cho các thiết bị hoạt động bằng điện xoay chiều, người ta sử dụng các thiết bị nghịch lưu khác như máy biến tần (inverter).
Tóm lại, các thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ AC sang DC và các thiết bị nghịch lưu (như UPS và máy biến tần) đều là những thiết bị quan trọng trong các nhà máy và hệ thống điện công nghiệp, giúp đảm bảo nguồn điện ổn định và cung cấp điện cho các thiết bị hoạt động một cách liên tục và hiệu quả.
Lời kết
Qua bài viết trên, hy vọng các bạn đã hiểu rõ hơn về dòng điện AC là gì, cách chuyển đổi, ưu điểm của dòng điện AC và ứng dụng để vận dụng vào thực tế hiệu quả và an toàn trong đời sống sinh hoạt và sản xuất.
Xem Thêm Một Số Sản Phẩm Điện Năng Lượng Mặt Trời
Vui lòng đăng nhập để đánh giá!
