Phân biệt điện 1 chiều và điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều là hai dạng khác nhau của dòng điện được sử dụng để truyền tải điện trên toàn thế giới. Cả hai dòng điện chỉ giống nhau ở chức năng truyền tải điện liên quan đến dòng electron. Điện xoay chiều AC hiện nay phổ biến hơn, được truyền tải từ các nhà máy điện và được sử dụng để cấp điện cho các nhà máy, công trình, tòa nhà, văn phòng, nhà ở…

Ký hiệu:

• Dòng điện xoay chiều: AC (Alternating Current). Điện xoay chiều có thể là điện 1 pha hoặc 3 pha;
• Dòng điện 1 chiều: DC (Direct Current). Điện 1 chiều chỉ có 1 pha.

I. Định nghĩa

Dòng điện một chiều (DC) có nghĩa là dòng điện (dòng electron) chạy theo một hướng. Trong dòng điện một chiều, hướng của dòng electron là không đổi và điện áp cũng không đổi. Có thể tạo điện 1 chiều bằng cách đặt nam châm ổn định lên dây dẫn.

Dòng điện xoay chiều (AC) có hướng di chuyển của dòng electron liên tục đổi chiều, điện áp cũng thay đổi (biến thiên). Có thể tạo điện AC bằng cách đặt các nam châm quay dọc theo dây dẫn.

1. Dòng điện 1 chiều

Điện 1 chiều (DC) là hình thức truyền tải điện chủ yếu được sử dụng trong thế kỷ 19 và cũng được sử dụng trong truyền tải điện thương mại đầu tiên của nhà sáng tạo Thomas Edison. DC có nghĩa là dòng điện chạy theo một hướng.

Dòng điện một chiều có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các nguồn như pin, cặp nhiệt điện và năng lượng mặt trời. Năng lượng hóa học bên trong pin chỉ có đủ năng lượng để đẩy các electron đi chứ không thể kéo lại, dẫn đến năng lượng chỉ được truyền đi theo một hướng.

DC được tìm thấy nhiều nhất trong các ứng dụng yêu cầu năng lượng thấp chạy bằng pin than chì hoặc pin năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, một ứng dụng phổ biến khác sử dụng dòng điện một chiều là trong ô tô, nơi hầu hết các bộ phận ô tô chạy bằng điện một chiều.

2. Dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều hoặc AC dùng để chỉ dòng điện không chuyển động theo đường thẳng mà chuyển động luân phiên qua lại một cách nhịp nhàng. Dòng điện sẽ lần lượt di chuyển ra xa cực âm, gần cực dương rồi ngược lại và tạo ra một làn sóng tần số hình sin được truyền đi dọc theo dây dẫn, gọi là Hertz (Hz) hoặc 1 chu kỳ trên giây. Để tạo ra dòng điện xoay chiều cần có động cơ điện (Alternators).

Ngày nay, nguồn điện xoay chiều được sử dụng để truyền tải điện năng và cung cấp năng lượng cho các ngôi nhà, văn phòng…, vì việc truyền tải điện điện xoay chiều trở nên dễ dàng hơn. Nikola Tesla được ghi nhận đã nghiên cứu ra điện xoay chiều. Nguồn điện xoay chiều thường di chuyển và tạo thành đồ thị ở dạng sóng hình sin, nhưng cũng có thể ở dạng hình thang, hình tam giác và hình vuông.

Ở điện AC có 2 đại lượng biến thiên là điện áp và hướng di chuyển của dòng điện trong khi DC thì không đổi. Điện áp biến thiên trong một chu kỳ nhất định tạo ra tần số điện áp, thường là 50Hz hoặc 60Hz tùy thuộc vào quốc gia. Điện áp biến thiên cũng kéo theo cường độ dòng điện biến thiên.

Sự biến thiên của điện áp/ dòng điện phụ thuộc vào tần số điện xoay chiều.

• Tần số điện 50Hz nghĩa là cứ 1 giây thì dòng điện đổi chiều 50 lần, điện áp = 0V 50 lần, cường độ dòng điện = 0 Ampe 50 lần. Máy phát điện quay 3000 vòng/ phút;
• Tần số điện 60Hz nghĩa là cứ 1 giây thì dòng điện đổi chiều 60 lần, điện áp = 0V 60 lần, cường độ dòng điện = 0 Ampe 60 lần. Máy phát điện quay 3600 vòng/ phút.

Điện xoay chiều có thể là 1 pha hoặc 3 pha. Điện 1 chiều chỉ có 1 pha.

II. Phân biệt điện 1 chiều và xoay chiều

• Ưu điểm của điện AC: Mỗi loại thiết bị điện hoặc hệ thống điện sử dụng điện áp khác nhau. Nếu đầu ra là nguồn DC thì việc điều chỉnh điện áp sẽ khó khăn trong khi dòng điện xoay chiều có thể dễ dàng chuyển đổi điện áp thông qua máy biến áp.
• Ưu điểm của điện DC: Cung cấp một giá trị điện áp không đổi và liên tục nên rất cần thiết cho mạch điện tử (yêu cầu điện áp không đổi) và nếu không, sẽ có thiệt hại. Vì vậy, hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay đều phải có bộ đổi nguồn hoặc mạch chỉnh lưu để đổi điện AC sang DC . Ví dụ đơn giản là laptop, điện thoại di động, các thiết bị có pin tích hợp…