Hồi xưa học chán chê mớ kiến thức vật lý, nào là dòng điện 1 chiều, dòng điện xoay chiều…Rồi đến lúc đi làm, nhiều khi ông sếp hỏi, dòng điện 1 chiều là gì? Dòng điện 1 chiều có gây giật không? Dòng điện 1 chiều có tần số không Hùng? Lúc đó cũng ngớ ra không biết trả lời sao cho đúng, mà cũng sợ nên không dám trả lời, hic hic
Và, đó là lý do vì sao mình viết nội dung về “dòng điện 1 chiều” nè! Đừng như mình ngày xưa nhé!
Đọc thôi nào!
Dòng điện một chiều là gì?
Định nghĩa dòng điện 1 chiều hay dòng điện 1 chiều là gì? Dòng điện DC là gì? Thì sách giáo khoa vật lý thời học THCS hay THPT đều có trình bày là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
Hay rõ ràng hơn, chúng ta có thể hiểu dòng điện một chiều có cường độ không đổi, không thay đổi cực và không thay đổi hướng theo thời gian.
Chiều dòng điện được quy ước thế nào?
Quy ước chiều dòng điện là chiều từ cực dương đi qua dây dẫn và các phụ tải điện tới cực âm của nguồn điện.
Ký hiệu dòng điện 1 chiều
Trong tiếng Anh dòng điện 1 chiều được viết là Direct Current. Đó là lý do vì sao chúng ta hay thấy ký hiệu DC trên các thiết bị điện dùng pin bán trên thị trường.
Đơn vị dòng điện 1 chiều
Đơn vị dòng điện một chiều là Ampe, viết tắt là ký tự A.
Thông thường, chúng ta có các quy đổi như: micro A, mA, A, MA…
Ví dụ:
1A = 1000mA
1mA = 1000 micro A
1KA = 1000 A
1MA = 1000KA
Cách tạo ra dòng điện 1 chiều
Dòng điện một chiều trong thực tế được tạo ra bằng máy phát điện 1 chiều hoặc từ các mạch nắn chỉnh lưu từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều.
Nhưng chúng ta quen thuộc nhất và thấy nguồn tạo ra dòng điện 1 chiều phổ biến nhất đó chính là từ các viên pin, từ acquy, hay từ các tấm pin năng lượng mặt trời.
Dòng điện 1 chiều thì tần số bằng bao nhiêu
Dòng điện 1 chiều có tần số bằng bao nhiêu? Một câu hỏi rất hay. Vì chúng ta đều biết nguồn điện xoay chiều mà ta đang sử dụng hàng ngày có tần số là 50Hz.
Tại sao tần số dòng điện xoay chiều là 50Hz?
Vấn đề này được giải thích như sau: Ngày xưa, tần số dòng điện cao nhất là 133Hz, trong quá trình nghiên cứu thử nghiệm và sử dụng thực tế thì các nhà khoa học cho rằng tần số này quá cao. Các rotor của động cơ không đáp ứng được, dẫn đến mau hỏng.
Rồi người ta mới nghiên cứu tối ưu lại tần số. Và cuối cùng, người ta tính được tần số tốt nhất là 60Hz. Nhưng có một số nước trong đó có Việt Nam chọn tần số là 50Hz. Và cũng không ai chứng minh được là 60Hz hay 50Hz là tốt hơn. Nên từ đó trên thế giới tồn tại 2 tần số lưới điện là 60Hz và 50Hz là vậy.
Tần số của dòng điện 1 chiều
Vậy tần số dòng điện 1 chiều có giống tần số của dòng điện xoay chiều không?
Xin thưa là không. Vì sao?
Các bạn quan sát trên biểu đồ. Có thể dễ dàng nhận ra dòng điện 1 chiều là một đường thẳng. Trong khi đó, dòng điện xoay chiều có dạng hình sin.
Đến đây chúng ta cần nhắc lại xem tần số là gì? Tần số được định nghĩa là số lần lặp lại hiện tượng trong một đơn vị thời gian.
Quan sát biểu đồ chúng ta thấy dòng điện một chiều không hề lặp lại (không đổi chiều), nó là một đường thẳng, chính vì thế, chúng ta có kết quả là dòng điện 1 chiều thì có tần số bằng 0.
Dòng điện 1 chiều có giật không
Câu trả lời là có. Dòng điện một chiều sẽ giật nếu có cường độ đủ lớn, vượt quá ngưỡng chịu đựng của con người thì gây ra hiện tượng giật.
Theo lý thuyết, ngưỡng chịu đựng của con người chỉ dưới 10mA. Từ 30mA trở lên là đã có thể gây nguy hiểm cho con người. Thậm chí, khi cường độ quá cao sẽ gây ngưng tim và tử vong đấy!
Đồng hồ đo dòng điện 1 chiều
Trước kia, việc đo điện áp thì dễ dàng, nhưng đo dòng điện nói chung thì khá phức tạp.
Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của công nghệ, chúng ta có những thiết bị đo, có thể giúp ta dễ dàng trong việc xác định giá trị của dòng điện 1 chiều DC hay cả dòng điện xoay chiều AC. Cùng tìm hiểu các thiết bị đo này các bạn nhé!
Cách đo dòng điện 1 chiều bằng đồng hồ kim
Với một đồng hồ kim có tích hợp thang đo dòng điện 1 chiều DC. Chúng ta có thể dễ dàng đo được giá trị của dòng điện trên mạch theo các bước như sau:
- Vặn núm đo của đồng hồ kim về vị trí thang DC.A – 250mA
- Ngắt nguồn điện của các mạch cần đo dòng điện DC
- Đấu nối tiếp đồng hồ đo vào mạch: Que màu đỏ của đồng hồ đấu vào dây nối cực dương “+” pin và que đen vào đầu dây của mạch.
- Đóng nguồn cho mạch
- Đọc kết quả đo dòng điện, nếu kết quả đọc được nhỏ hơn 25mA, thì bạn chuyển núm sang vị trí DC.A – 25mA để dễ đọc kết quả hơn. Kết quả của phép đo là giá trị của kim chỉ trên thang đo đồng hồ.
Cách đo dòng điện 1 chiều bằng đồng hồ vạn năng
Tương tự như trên, chúng ta cũng đo dòng điện DC trên mạch bằng cách mắc nối tiếp đồng hồ vặn năng với mạch cần đo. Các bước thực hiện cũng tương tự. Nhưng, thao tác có một điểm khác là chúng ta không cần phải chọn thang đo như đồng hồ kim. Mà chỉ cần chọn đơn vị đo mà thôi.
Lưu ý khi dùng đồng hồ vặn năng đo dòng điện nói riêng, đo các giá trị điện nói chung:
- Chọn chính xác đại lượng cần đo bằng nút nhấn trên đồng hồ
- Chọn định dạng cần đo: một chiều hay xoay chiều
- Chọn ước lượng thang đo lớn sau đó giảm dần để dễ đọc giá trị
- Que đo phải được đấu chắc chắn với điểm cần đo.
Ampe kìm đo dòng DC
Đồng hồ ampe kìm đo dòng DC được không? Thực sự mà nói, ampe kìm ra đời chủ yếu để phục vụ cho nhu cầu đo dòng điện AC trong các mạch lớn. Rất ít thiết bị có khả năng đo dòng điện 1 chiều DC.
Qua tìm hiểu, mình thấy cũng có một số hãng lớn có các dòng ampe kìm có thể đo dòng điện DC có cường độ lên đến vài ngàn ADC. Như hình ảnh là một thiết bị tiêu biểu.
Đồng hồ Test-4 đo dòng điện 1 chiều
Đồng hồ Test-4 là thiết bị chuyên dùng để đo và phát dòng tín hiệu 4-20mA hoặc tín hiệu áp 0-10V. Là thiết bị không thể thiếu trong việc bảo trì bảo dưỡng hệ thống thiết bị điều khiển trong công nghiệp.
Ưu điểm của đồng hồ Test-4 là chúng ta có thể test nhanh tín hiệu của các dòng cảm biến như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến đo mức,…xem chúng có hoạt động tốt hay không? Tín hiệu có còn chuẩn hay không để kịp thời ra phương án vệ sinh hoặc thay mới cảm biến cho dây chuyền.
Hoặc có thể dùng để test nguồn tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V trả về xem có chuẩn hay không? Có bị nhiễu hay không. Ví dụ như: PLC,…
Cách giảm dòng điện 1 chiều
Cách giảm dòng điện 1 chiều đơn giản nhất là dùng các điện trở có giá trị phù hợp với cường độ dòng điện mà bạn muốn giảm.
Ví dụ như: Chúng ta có một mạch sạc bình. Mà đầu nguồn có điện áp DC là 15V và cường độ dòng điện DC là 4A. Chúng ta cần sạc cho bình acquy có dung lượng là 12V 5Ah. Yêu cầu cần có dòng sạc khoảng 0.5A để sạc bình. Vậy chúng ta làm thế nào để giảm dòng điện xuống 0.5A?
Phương án 1: Chúng ta cần đo điện áp trên bình acquy lúc cần nạp. Ví dụ nếu chúng ta đo được điện áp acquy là 11V. Vậy Ur = 15-11 = 4V
- Điện trở cần dùng để ra được dòng 0.5A như yêu cầu là : R = 4/0.5 = 8 Ohm
- Điều cầu lưu ý ở đây là chúng ta cần sử dụng loại điện trở công suất 5W, 10W hoặc 20W nhé, chứ không dùng những điện trở thông thường được. Vì quá nhiệt sẽ hỏng điện trở mất.
Phương án 2: Chúng ta có thể mạch ra ngoài tiệm để cho thợ họ quấn lại cuộn thứ của cục biến áp về với số vòng tương ứng với dòng điện sạc mà bạn mong muốn. Nhưng hầu như không ai đi làm cách này!
Dòng điện 1 chiều trong công nghiệp có mấy loại?
Một câu hỏi khá bất ngờ đúng không nào? Đã là dòng điện DC rồi còn phân loại ra làm gì?
Theo mình được biết, trong công nghiệp. Dòng điện một chiều được phân chia làm 2 loại riêng biệt, đó là:
- Dòng điện một chiều cấp cho tải
- Dòng điện DC 1 chiều dùng làm tín hiệu điều khiển
Vậy chúng khác nhau ở điểm nào?
Khác biệt rõ ràng nhất của chúng chính là ở giá trị cường độ.
- Dòng điện một chiều cấp cho tải thường có cường độ lớn lên đến vài ngàn ampe, dùng cho các motor DC có công suất lớn…
- Dòng điện một chiều DC dùng làm tín hiệu điều khiển thường rơi vào các giá trị như: 0-20mA, 4-20mA… Trong đó tín hiệu 4-20mA là phổ biến nhất, có thể coi là tín hiệu chuẩn trong công nghiệp vì nó hầu như không mang nhiễu và ổn định giá trị khi truyền đi xa. Ví dụ như các bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ, từ điện trở sang 4-20mA để đưa lên các màn hình hiển thị, hoặc đưa lên PLC để điều khiển hệ thống…
So sánh dòng điện 1 chiều và xoay chiều
Dòng điện xoay chiều là gì? Dòng điện xoay chiều là dòng điện có giá trị và chiều biến đổi theo chu kỳ nhất định. Khi nói đến dòng điện xoay chiều, người ta thường nói đến 2 giá trị nữa là: Tần số và chu kỳ.
Nghĩa là dòng điện có thể chảy theo chiều này và sau đó chảy theo chiều ngược lại. Cứ lặp lại như thế.
Trong tiếng Anh dòng điện xoay chiều là từ: Alternating Current. Đó là lý do vì sao chúng ta thường thấy ký hiệu của dòng điện xoay chiều là “AC”.
Dòng điện 1 chiều và xoay chiều khác nhau chỗ nào? Tác dụng của dòng điện 1 chiều
Về cơ bản, chúng ta cũng có thể dễ dàng nhận thấy một số điểm khác nhau của dòng điện 1 chiều và xoay chiều như:
- Đặc tính
- Nguồn cấp
- Ứng dụng
- Ký hiệu
Chúng ta có thể xem bảng so sánh dưới đây để hiểu rõ hơn.
Ngoài ra, chúng có một vài điểm tương đồng như:
- Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều tỏa ra nhiệt khi chạy qua một dây dẫn.
- Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều có khả năng làm phát quang bóng đèn.
- Dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đều gây ra từ trường.
Bài viết đến đây cũng khá dài, mình cũng đã tóm gọn lại những vấn đề cơ bản nhất của dòng điện 1 chiều. Hy vọng, bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn đang cần ôn luyện lại kiến thức.
Mong nhận được những đánh giá và góp ý của các bạn, giúp cho bài viết ngày một chất lượng hơn, hay hơn. Và đừng quên like và share bài viết này các bạn nhé!
