Dòng điện xoay chiều là một trong những bài học vô cùng quan trọng của môn vật lý mà mỗi học sinh cần hiểu biết và nắm rõ kiến thức. Đây cũng là một phần những kiến thức có thể áp dụng rất nhiều vào thực tế. Vậy nên, mỗi học sinh cũng như mọi người hãy quan tâm để biết thêm một phần kiến thức hữu ích nhé.
Định nghĩa về dòng điện xoay chiều là gì?
Dòng điện xoay chiều được sáng tạo sau khi các nhà khoa học, nhà vật lý học phát hiện ra cảm ứng điện từ. Đây chính là phát minh lớn của một nhà nghiên cứu người Anh mang tên Michael Faraday cùng kết hợp với nhà văn người Pháp có tên là Hippolyte Pixii.
Dòng điện này là một loại dòng điện mà chúng có chiều biến thiên cũng như cường độ của sự biến thiên được tuần hoàn theo một vòng lặp của thời gian. Việc này sẽ được lặp đi lặp lại theo một chu kỳ nhất định nào đó.
Tên của loại dòng điện xoay chiều còn được gọi là AC, đó là tên viết tắt của hai từ Alternating Current. Loại dòng điện này sẽ gây ra các biến đổi từ các dòng điện một chiều từ các thiết bị, máy móc, máy phát điện xoay chiều.
Kí hiệu của dòng điện này rất đơn giản, đó là hình “~”, đây là dấu ngã. Đây là kí hiệu tượng trưng cho dạng sóng hình sin hay dùng để vẽ dòng điện loại xoay chiều trong các biểu đồ, sơ đồ. Kí hiệu này cũng được dùng trong mạch vi điện tử để ám chỉ dòng điện trên các thiết bị.
Dòng điện loại xoay chiều được ứng dụng rất nhiều trong thực tế. Rất nhiều thiết bị. máy móc gia dụng đều có dòng điện này, ví dụ như tủ lạnh, điều hòa, máy giặt, … Đây đều là những ứng dụng vô cùng gần gũi về dòng điện dạng xoay chiều trong thực tế hàng ngày.
Nguyên lý tạo ra điện xoay chiều là gì?
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều khá đơn giản. Các thí nghiệm có thể thực hiện nhờ một số dụng cụ tại nhà, nếu mọi người muốn tìm hiểu và có những quan sát thực tế, kỹ lưỡng hơn thì hãy làm một số thí nghiệm nhỏ như sau.
Cách tạo điện xoay chiều thứ nhất
Về dụng cụ thí nghiệm, mọi người cần chuẩn bị nam châm đủ dùng và một cuộn dây dẫn có độ kín cao. Đây đều là những thứ dễ tìm kiếm tại nhà và sẵn có nên rất thuận lợi để có thể làm thí nghiệm vật lý về loại dòng điện này.
Bước tiếp theo để tiến hành nhìn rõ hơn về dòng điện này, hãy cho miếng nam châm tới gần cuộn dây để thấy được sự chuyển động. Hay nói cách khác là cho miếng nam châm được quay xung quanh cuộn dây đã được chuẩn bị.
Cách tạo dòng điện xoay chiều thứ hai
Vẫn là những dụng cụ cùng với nguyên liệu đơn giản như cách thứ nhất, chỉ cần một cuộn dây điện kín và một miếng nam châm nhỏ để thực hiện cách này. Tuy nhiên, cách thực hiện có chút thay đổi ngược lại so với cách trên. Đó là người thực hiện hãy cho cuộn dây chuyển động xung quanh miếng nam châm.
Dù thực hiện theo cách nào thì chúng đều sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều như mong muốn. Tùy thuộc vào chất lượng của dụng cụ, miếng nam châm to hay nhỏ mà người thí nghiệm sẽ có những quan sát rõ hơn về phản ứng của loại dòng điện này.
Dòng điện được tạo theo nguyên tắc nào?
Dòng điện này sẽ được tạo theo nguyên tắc gốc rễ của chúng, chính là nguyên tắc về cảm ứng điện từ đã được tìm ra trước đó. Khi có nguyên liệu là khung dây với số vòng được kí hiệu là N, diện tích của dây được kí hiệu là S. Chúng sẽ quay đều theo một góc anpha có phương vuông góc với trục quay.
Có một lưu ý rằng cuộn dây cần phải kín thì cảm ứng điện từ mới xuất hiện và tạo ra dòng điện loại xoay chiều. Dòng điện này được biểu thị bằng đồ thị hình sin bởi nó thể hiện theo một quy luật tuần hoàn theo một chu kỳ thời gian nhất định, có thể tính được.
Dòng điện dạng xoay chiều được tính như thế nào?
Dòng điện xoay chiều được kí hiệu là I. Vì thế I = U.R. Trong đó chữ U là viết tắt của điện áp xoay chiều và R là kí hiệu của điện trở có trong mạch. I chính là dòng điện dạng xoay chiều chạy qua mạch có điện trở R mà mọi người cần tìm.
Một số công thức liên quan khác cần các học sinh cũng như mọi người biết đến để áp dụng bài tập thực hành tốt hơn. Thứ nhất là công thức để tính chu kỳ và tần số. Ký hiệu của chu kỳ là chữ T và thường được tính bằng giây trong hầu hết tất cả các bài tập. Chu kỳ tức là khoảng thời gian mà dòng điện này hoạt động và lặp lại một lần nữa. Tần số của dòng điện loại có thể xoay chiều được viết tắt và ký hiệu bằng chữ F, đơn vị của loại tần số này là Hz. Từ đây, ta có thể tính chu kỳ cũng như tần số của dòng điện là F=1/T
Tính công suất của dòng điện này ta cần biết số liệu của ba đại lượng, đó là cường độ của dòng điện, điện áp của dòng điện này và cuối cùng là độ lệch pha của dòng điện Công thức tính công suất như sau: P = U.I.cosa.
Những điểm nổi bật của dòng điện xoay chiều
Dòng điện dạng xoay chiều được phát minh đã giúp cho cuộc sống của con người có thêm nhiều tiện ích. Bởi đây là một loại điên có thể áp dụng vào đời sống sinh hoạt hàng ngày rất tốt. Hầu hết các máy móc đều cần dùng đến loại dòng điện này để có thể hoạt động.
Dòng điện này có thể truyền xa
Đây là một trong những ưu điểm rất lớn của dòng điện loại xoay chiều. Bởi nó được sử dụng phổ biến và thường xuyên trong cuộc sống sinh hoạt của con người, vậy nên có thể truyền là một điểm rất tốt để sử dụng.
Từ đây, nhiều người dân ở các vùng cao, vùng sâu trên đồi núi cũng đều có thể có điện để thắp sáng và sử dụng. Điện sẽ thắp sáng mọi ngóc ngách của bản làng trên vùng khó khăn, giúp cho đường đi mỗi buổi tối của người dân rõ ràng hơn.
Có tần số lớn
Nếu như dòng điện một chiều có tần số bằng 0 thì tần số của dòng điện xoay chiều sẽ giao động trong khoảng từ 50Hz cho đến 60 Hz. Vậy nên khi điện chạy qua đây không chỉ chạy một chiều mà còn có thể đổi hướng chạy chiều ngược lại, linh hoạt theo cảm biến điện từ.
Bản vẽ có nhiều hình đa dạng
Dòng điện một chiều chỉ có thể thể hiện bằng một đường thẳng trên các bản vẽ biểu thị. Trái ngược với loại dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều được thể hiện trên bản vẽ với các hình phong phú hơn như hình tam giác, hình vuông,…
Và loại hình mà mọi người thường xuyên sử dụng để biểu thị đường đi, tần số cũng như chu kỳ cho dòng điện này chính là biểu đồ hình sin. Đây là loại hình sẽ thể hiện được rõ nhất mọi chi tiết, số liệu của dòng điện, đặc biệt là chu kỳ của dòng điện.
Dòng điện xoay chiều được chia là 2 loại
Dòng điện này được chia làm hai loại cơ bản nhất, cũng là hai loại được áp dụng nhiều trong sinh hoạt thường nhật nhất. Đó chính là dòng điện xoay chiều 1 pha và loại còn lại được nâng cấp lên 3 pha. Mỗi loại sẽ có những tác dụng và đặc điểm cơ bản riêng biệt sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
Dòng điện xoay chiều 1 pha là loại dòng điện mà có hai dây nối ở trong mạch điện được nối với nguồn. Cường độ dòng điện có tại mạch sẽ được tự động thay đổi để thích ứng với môi trường. Điều này còn phụ thuộc vào số liệu của tần số có tại mạch ở thời điểm đó. Loại dòng điện này được sử dụng phổ biến nhiều hơn cho các hộ gia đỉnh riêng biệt
Đối với dòng điện 3 pha, tức là trong mạch điện được nổi sẽ có tới 3 đường dây điện một pha nối cùng nhau và có sự hoạt động song song với nhau trong quá trình truyền tải điện. Loại điện này thường được lắp đặt trong các công ty, xí nghiệp để phục vụ máy móc với số lượng lớn.
Tác dụng dòng điện dạng xoay chiều trong cuộc sống
Dòng điện xoay chiều được áp dụng rất nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Từ những sinh hoạt thường ngày cho đến hoạt động kinh doanh sản xuất thậm chí là trong lĩnh vực của ngành y tế. Vậy nên, phát minh ra dòng điện này đã có sự hỗ trợ làm cho cuộc sống của mỗi người thêm tươi đẹp, hiện đại hơn rất nhiều.
Ứng dụng về nhiệt của dòng điện xoay chiều
Loại dòng điện này đã được nghiên cứu và phát hiện có khác năng sinh ra nhiệt rất lớn. Vậy nên nếu người dùng lắp một mạch điện của đèn với nguồn điện sinh hoạt thì lập tức đèn sẽ phát sáng. Đây là minh chứng rất rõ ràng cho sự sinh nhiệt cực lớn của loại dòng điện này.
Ngoài ra, còn một vài ví dụ về sự sinh nhiệt của dòng điện vô cùng thực tế mà có lễ ít ai để ý đến. Đó chính là sự sinh nhiệt của một số thiết bị khi kết nối với dòng điện này, ví dụ như các thiết bị bếp điện, bàn là, đèn ngủ, đèn sưởi, …
Ứng dụng về quang trong dòng điện
Về tác dụng quang trong dòng điện xoay chiều chủ yếu được sử dụng để lắp đặt một số loại đèn chiếu sáng. Ví dụ như các loại đèn led, đèn huỳnh quang đều được kết nối với dòng điện này trong quá trình lắp đặt và sử dụng.
Ngoài tác dụng khiến cho bóng đèn được hoạt động và chiếu sáng, nếu như có các hiện tượng lạ và khiến cho dòng điện này đổi chiều thì bóng đèn sẽ tắt ngay lập tức và ngắt kết nối với dòng điện để đảm bảo an toàn. Đây là ưu điểm lớn trong quá trình sử dụng dòng điện nói chung và loại dòng điện này nói riêng.
Ứng dụng trong lĩnh vực y khoa
Như mọi người đều biết rằng, lạm dụng hoặc sử dụng điện không đúng cách sẽ gây ra rất nhiều nguy hiểm cho con người. Thậm chí với các loại điện áp mạnh còn có thể gây tử vọng, chính vì vậy, mỗi người cần thận trọng khi sử dụng điện.
Bên cạnh đó, dòng điện này lại có tác dụng rất lớn trong việc gây điện làm gây tê trong lĩnh vực y học với điện áp và tần suất vừa phải. Cụ thể, trong ngành y có thể sử dụng loại dòng điện này để thực hiện các phương pháp cứu chữ như châm cứu, hay sử dụng để điện tim.
Kết luận
Dòng điện xoay chiều là loại điện gần gũi, phổ biến với hầu hết mọi người. Thông qua bài viết này chắc hẳn mọi người sẽ được cung cấp thêm nhiều kiến thức liên quan đến dạng điện này. Ứng dụng của nó trong đời sống vô cùng phong phú và hữu ích.
