Cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều mô tả hai loại dòng điện trong mạch. Trong dòng điện một chiều, điện tích hoặc dòng điện chạy theo một hướng. Trong dòng điện xoay chiều, điện tích biến thiên tuần hoàn. Điện áp trong mạch xoay chiều đôi khi cũng đổi chiều do dòng điện đổi chiều. Hầu hết các thiết bị điện tử kỹ thuật số mà bạn xây dựng bằng cách sử dụng DC. Tuy nhiên, có thể dễ dàng hiểu một số khái niệm AC. Hầu hết các ngôi nhà đều có dây cho AC, vì vậy nếu ý tưởng kết nối dự án hộp giai điệu Tardis của bạn với một ổ cắm, bạn sẽ cần chuyển đổi AC sang DC . AC cũng có một số đặc tính hữu ích, chẳng hạn như có thể chuyển đổi các mức điện áp với một thành phần duy nhất như một máy biến áp, đó là lý do tại sao ban đầu chúng ta phải chọn AC là phương tiện truyền tải điện trên một khoảng cách xa.

Dòng điện xoay chiều (AC) là gì

Dòng điện xoay chiều có nghĩa là dòng điện tích thay đổi hướng theo chu kỳ. Kết quả là, mức điện áp cũng đảo ngược cùng với dòng điện. AC được sử dụng để cung cấp điện cho nhà ở, tòa nhà, văn phòng, v.v.

Tạo AC

AC có thể được sản xuất bằng cách sử dụng một thiết bị được gọi là máy phát điện. Thiết bị này là một loại đặc biệt của máy phát điện được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều.

Tạo AC

“chế độ nâng cao kênh p MOSFET ”

Một vòng dây được quay trong từ trường đều tạo ra dòng điện dọc theo dây dẫn. Sự quay của dây đến từ các nguồn khác nhau như tuabin hơi nước, tuabin gió, nước chảy, v.v. Vì dây dẫn quay và đi vào một cực từ khác theo chu kỳ nên điện áp và dòng điện thay đổi trên dây. Đây là một hình ảnh động nhỏ thể hiện nguyên tắc này:

Để tạo ra dòng điện xoay chiều trong một bộ ống dẫn nước, chúng tôi kết nối một đặc tính cơ học của một pít-tông giúp di chuyển nước trong ống qua lại (dòng điện “xoay chiều” của chúng tôi).

Dạng sóng

AC có thể có một số dạng sóng, miễn là dòng điện và điện áp xoay chiều. Nếu chúng ta nối một máy hiện sóng vào một mạch điện xoay chiều và vẽ biểu đồ điện áp của nó, trong một thời gian dài, chúng ta có thể thấy một số dạng sóng khác nhau. Sóng sin là loại AC phổ biến nhất. AC trong hầu hết các gia đình và văn phòng có điện áp dao động tạo ra sóng hình sin.

Sóng hình sin

Các dạng khác của AC bao gồm sóng vuông và sóng tam giác. Sóng vuông thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử chuyển mạch và kỹ thuật số cũng như kiểm tra hoạt động của chúng.

Sóng vuông

Sóng tam giác rất hữu ích để kiểm tra điện tử tuyến tính như bộ khuếch đại.

Sóng tam giác

Mô tả sóng hình sin

Chúng ta thường cần mô tả dạng sóng AC bằng các thuật ngữ toán học. Đối với ví dụ này, chúng ta sẽ sử dụng sóng sin chung. Có ba phần của sóng hình sin: tần số, biên độ và pha.

Chỉ nhìn vào điện áp, chúng ta có thể mô tả một phương trình toán học của sóng sin:

V (t) = Vp sin (2πft + Ø)

V (t) là điện áp của chúng ta như một hàm của thời gian, có nghĩa là điện áp của chúng ta thay đổi khi thời gian thay đổi.

VP là biên độ. Điều này mô tả điện áp tối đa mà sóng sin của chúng ta có thể đạt được theo một trong hai hướng, có nghĩa là điện áp của chúng ta có thể là + VP volt, -VP volt.

Hàm sin () chỉ ra rằng điện áp của chúng ta sẽ ở dạng sóng hình sin tuần hoàn, là một dao động êm ái xung quanh 0V.

2π là hằng số chuyển đổi tần số từ chu kỳ hoặc tính bằng hertz sang tần số góc (radian trên giây).

f cho biết tần số của sóng hình sin. Điều này được đưa ra dưới dạng hertz hoặc đơn vị trên giây.

t là biến phụ thuộc của chúng ta: thời gian (tính bằng giây). Khi thời gian thay đổi, dạng sóng của chúng ta thay đổi.

φ mô tả pha của sóng sin. Pha là thước đo mức độ dịch chuyển của dạng sóng theo thời gian. Nó thường được cho là một số từ 0 đến 360 và được đo bằng độ. Do tính chất tuần hoàn của sóng sin, nếu dạng sóng bị dịch chuyển 360 ° thì nó lại trở thành dạng sóng giống như khi dịch chuyển đi 0 °. Để đơn giản, chúng tôi giả định rằng pha là 0 ° cho phần còn lại của hướng dẫn này.

Chúng ta có thể chuyển sang cửa hàng đáng tin cậy của mình để biết một ví dụ điển hình về cách hoạt động của dạng sóng AC. Tại Hoa Kỳ, nguồn điện cung cấp cho các ngôi nhà của chúng tôi là AC với khoảng 170V từ không đến đỉnh (biên độ) và 60Hz (tần số). Chúng ta có thể thêm những con số này vào công thức của mình để có được phương trình

V (t) = 170 sin (2π60t)

Chúng ta có thể sử dụng máy tính đồ thị tiện dụng của mình để vẽ đồ thị phương trình này. Nếu không có máy tính đồ thị, chúng ta có thể sử dụng một chương trình đồ thị trực tuyến miễn phí như Desmos.

máy tính vẽ đồ thị

Các ứng dụng

Các cửa hàng gia đình và văn phòng hầu như luôn luôn được sử dụng trong AC. Điều này là do việc tạo ra và vận chuyển AC trên những khoảng cách xa và tương đối dễ dàng. Ở điện áp cao như trên 110kV, năng lượng bị mất trong quá trình truyền tải điện sẽ ít hơn. Điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện thấp hơn, và dòng điện thấp hơn có nghĩa là nhiệt lượng tỏa ra trong đường dây điện do điện trở ít hơn. AC có thể được chuyển đổi từ điện áp cao dễ dàng bằng cách sử dụng máy biến áp.

AC cũng có khả năng cung cấp năng lượng cho động cơ điện . Động cơ và máy phát điện là cùng một thiết bị, nhưng động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng. Điều này hữu ích cho nhiều thiết bị lớn như tủ lạnh, máy rửa bát, v.v. chạy bằng AC.

Dòng điện một chiều (DC) là gì

Dòng điện một chiều có nghĩa là dòng điện tích theo một chiều. Nó được sản xuất từ các nguồn như pin, nguồn điện, pin mặt trời, cặp nhiệt điện hoặc máy phát điện. Dòng điện một chiều có thể chạy trong vật dẫn như dây dẫn, nhưng cũng có thể chạy qua chất cách điện, chất bán dẫn hoặc chân không như trong chùm điện tử hoặc ion.

Tạo DC

DC có thể được tạo ra theo một số cách

Một máy phát điện xoay chiều được chuẩn bị với một thiết bị gọi là 'cổ góp' có thể tạo ra dòng điện một chiều
Chuyển đổi AC sang DC của một thiết bị được gọi là 'bộ chỉnh lưu'
Pin cung cấp DC, được tạo ra từ phản ứng hóa học bên trong pin

Sử dụng phép tương tự về nước một lần nữa, DC tương tự như một bể nước có vòi ở cuối.

Tạo DC

Bể chỉ có thể đẩy nước theo một cách: ra vòi. Tương tự như pin sản xuất DC của chúng tôi, một khi bể rỗng, nước không còn chảy qua các đường ống nữa.

Mô tả DC

DC được định nghĩa là dòng điện “một chiều” và dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Điện áp và dòng điện có thể thay đổi trong thời gian dài, do đó hướng của dòng chảy không thay đổi. Để đơn giản hóa mọi thứ, chúng ta sẽ giả định rằng điện áp là một hằng số. Ví dụ, một pin cung cấp 1,5V, có thể được mô tả trong phương trình toán học như sau:

V (t) = 1,5V

Nếu chúng ta vẽ biểu đồ này theo thời gian, chúng ta thấy một điện áp không đổi

Cốt truyện của DC

Đồ thị trên có nghĩa là chúng ta có thể tin rằng hầu hết các nguồn DC cung cấp điện áp không đổi theo thời gian. Trên thực tế, pin sẽ xả từ từ, có nghĩa là điện áp sẽ giảm khi pin được sử dụng. Đối với hầu hết các mục đích, chúng ta có thể cho rằng điện áp là không đổi.

Các ứng dụng

Tất cả dự án điện tử và các bộ phận để bán trên SparkFun chạy trên DC. Mọi thứ hết pin, cắm vào tường bằng bộ đổi nguồn AC hoặc sử dụng cáp USB để cấp nguồn dựa vào DC. Ví dụ về điện tử DC bao gồm:

“các loại thẻ kiểm soát ra vào ”

Điện thoại di động
Đèn pin
Găng tay D&D Dice dựa trên LilyPad
TV màn hình phẳng (AC đi vào TV, được chuyển đổi thành DC)
Xe hybrid và xe điện

Như vậy, đây là tất cả về dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều và các ứng dụng của nó. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc bất kỳ dự án điện và điện tử , hãy đóng góp ý kiến quý báu của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn, sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều là gì ?

Tín ảnh: