Lịch sử dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC)

Điện có thể nói là một phát minh vĩ đại của loại người nó giúp ích rất nhiều trong việc soi sáng, chạy các thiết bị tự động giúp tiết kiệm sức lao động và thời gian của con người. Dòng điện lại được chia thành hai loại là dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). Hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay đều dùng điện DC để hoạt động. Tuy nhiên không vì đó mà ta có thể nghĩ điện AC ít được sử dụng nó sẽ có các ứng dụng riêng và độ phổ biến củng không khác gì dòng điện DC

Vậy trong bài viết này hãy cùng Lidinco tìm hiểu về hai loại dòng điện này củng như những ứng dụng của nó nhé! Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu về lịch sử của điện, cách để tạo ra điện AC và DC, củng như những ứng dụng của chúng nhé

Dòng điện xoay chiều (Alternating Current)

Đúng với tên gọi của nó dòng điện xoay chiều có chiều của các điện tích thay đổi liên tục theo thời gian, sự thay đổi chiều sẽ được lặp lại theo một chu kỳ nhất định. Trong kỹ thuật điện, nguồn điện xoay chiều còn được kí hiệu là AC (Alternating Current) và được ký hiệu trong sơ đồ bằng dấu "~"

Điện xoay chiều được biểu thị bằng sóng sin đây là dạng sóng chỉ những vật dao động tuần hoàn điều hòa

Cách tạo dòng điện xoay chiều

Cách đơn giản nhất để tạo ra AC đó chính là sử dụng máy phát điện, đây là loại máy đặc biệt được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều. Trong thiết bị này một vòng quay được đặt bên trong từ trường và tạo ra dòng điện dọc theo dây theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Vòng quay có thể được cung cấp bằng bất cứ loại năng lượng nào như: tuabin gió, tuabin hơi nước, nước chảy...

Máy phát điện đơn giản

Khi vòng xoay được quay tròn nó sẽ làm tăng giảm luân phiên số đường sức từ từ nam châm đi qua tiết điện cuộn dây, khi hiện tượng tăng giảm này xảy ra thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây củng xuất hiện. Không những thế dòng điện ấy củng luân phiên đổi chiều nên ta gọi đó là điện xoay chiều

Dạng sóng của điện xoay chiều       

Để kiểm tra dạng sóng của điện AC chúng ta cần một máy hiện sóng và kết nối vào mạch trên màn hình của máy sẽ thấy được dạng sóng của điện áp theo thời gian. Khi đó chúng ta có thể thấy được một số dạng sóng khác nhau của AC nhưng phổ biến nhất vẫn là sóng sin

Ngoài ra, chúng ta còn có hai dạng sóng khác của điện xoay chiều là sóng vuông và sóng tam giác

Sóng tam giác được tìm thấy trong tổng hợp âm thanh và rất hữu ích để thử nghiệm các thiết bị điện tử tuyến tính như bộ khuếch đại

Sóng vuông thường được sử dụng trong kỹ thuật số và chuyển đổi điện tử để kiểm tra hoạt động

Các ứng dụng của điện xoay chiều

Chúng ta có thể thấy điện xoay chiều ở mọi nơi từ gia đình, văn phòng, nhà máy. Sở dĩ AC phổ biến là do nó có thể truyền đi khoảng cách xa tương đối dễ dàng. Ở điện áp cao (trên 110kV), mất ít năng lượng hơn trong truyền tải điện. Điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện thấp hơn và dòng điện thấp hơn củng sẽ ít sinh nhiệt trong đường dây do điện trở. AC có thể được chuyển đổi sang điện áp cao một cách dễ dàng bằng máy biến áp

AC củng có khả năng cung cấp năng lượng trực tiếp cho động cơ điện. Động cơ củng hoạt động tương tự như một máy phát điện nhưng động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lương cơ học (nếu trục trên động cơ quay, điện áp tạo ra tại các cực). Điều này hữu ích cho các thiết bị lớn như máy rửa chén, tủ lạnh...  chạy dựa trên điện AC

Dòng điện một chiều (Direct Current)

Nêu so với dòng điện xoay chiều AC dòng điện một chiều có nguyên lý hoạt động đơn giản hơn. Thay vì dao động qua lại, dòng điện một chiều chỉ di chuyển theo một hướng cố định tuy nhiên giá trị dòng điện và điện áp vẫn có thể thay đổi theo thời gian

Để đơn giản hơn hãy tưởng tượng chiều di chuyển của điện tích một chiều giống như một vòi nước, nước chỉ di chuyển theo một hướng và không quay lại

Cách tạo dòng điện một chiều DC

• Có thể sử dụng máy phát điện xoay chiều đưa qua bộ cổ góp điện để chuyển đổi thành điện một chiều
• Sử dụng một thiết bị điện chuyên dụng gọi là bộ chỉnh lưu để biến đổi AC thành DC
• Sử dụng pin như một nguồn cung cấp DC, dòng điện này được tạo ra bằng các phản ứng hóa học bên trong viên pin
• Ngoài ra trong các công việc sửa chữa điện tử ta còn thường sử dụng thiết bị gọi là "máy cấp nguồn đa năng " loại máy này sẽ cho phép bạn biến dòng điện xoay chiều đầu ra thành đầu ra một chiều DC có thể điều chỉnh dòng điện và điện áp tự do theo yêu cầu

Máy cấp nguồn DC đa năng

Các ứng dụng của dòng điện DC

DC có thể được xem là ngọn nguồn hoạt động của hầu hết các thiết bị điện từ các loại linh kiện, thiết bị nhỏ cho đến các loại máy lớn như tủ lạnh chẳng hạn, dòng điện xoay chiều được cung cấp cho thiết bị sẽ đi qua các bộ chỉnh lưu và biến dòng AC thành DC để tạo nguồn nuôi cho các linh kiện hoạt động (phương thức này áp dụng tương tự với ti-vi và đa số các loại thiết bị điện dân dụng khác)

-  Sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, xe điện, tự động hóa, điều khiển các thiết bị điện  
- Hầu hết các thiết bị văn phòng như TV, hệ thống âm thanh, bộ khuếch đại, đèn flash, máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông minh đều sử dụng nguồn cấp DC để hoạt động  
- Các loại đồ chơi hoặc các thiết bị sử dụng pin củng là những ứng dụng sử dụng điện một chiều

Bảng so sánh giữa điện xoay chiều AC và điện một chiều DC