Dòng điện một chiều DC (Direct Current)

1. Khái niệm dòng điện một chiều và nguồn một chiều

Dòng điện một chiều (DC – Direct Current) là dòng của các hạt electron luôn di chuyển một hướng nhất định theo thời gian. Tức là, dòng điện một chiều có điệp áp không thay đổi, đối nghịch với dòng điện xoay chiều có điện áp luôn luôn thay đổi.

Vậy, nguồn điện một chiều là nguồn điện phát ra dòng điện một chiều, dòng điện này có chiều xác định, độ lớn có thể vẫn biến thiên nhưng luôn dương (+) hoặc luôn âm (-) và không đi qua giá trị “0”. Ví dụ: nguồn DC +5V có thể bị giảm xuống +3V hoặc +1V nhưng không thể có giá trị -1V.

Các nguồn cấp điện một chiều có thể là pin, acquy, bộ chỉnh lưu cầu,…

Hình 1. Một số nguồn DC

2. Phương pháp tạo ra dòng điện một chiều

2.1. Dùng nguồn pin một chiều

Cách thức đơn giản nhất để tạo ra dòng điện một chiều là sử dụng nguồn pin tiểu, bởi chúng rất phổ biến trong các vật dụng hằng ngày như đồng hồ báo thức, đồ chơi trẻ em, remote,…

Hình 2. Nguồn pin tiểu

2.2. Dùng máy phát điện một chiều

Khi động cơ kéo làm quay rotor máy phát điện, thì các thanh dẫn trong dây quấn phần ứng sẽ cắt các đường sức từ trường và sinh ra sức điện động cảm ứng trong cuộn dây. Sức điện động tạo ra là sức điện động xoay chiều nhưng nhờ có vành đổi chiều gắn liền với hai đầu dây do đó hai đầu ra của máy phát luôn có 1 đầu luôn dương và 1 đầu luôn âm.

 

Hình 3. Máy phát điện một chiều

2.3. Dùng phương pháp chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

2.3.1. Chỉnh lưu nửa sóng (chỉnh lưu nửa chu kỳ)

Mắc một diode bán dẫn vào mạch điện. Khi đó, diode chỉ cho dòng điện đi qua mạch trong nửa chu kỳ khi Uab > 0.

Vậy trong mạch có dòng điện một chiều trong nửa chu kỳ gọi là dòng điện chỉnh lưu nửa chu kỳ và là dòng điện nhấp nháy chỉ có thể dùng nạp acquy.

Hình 4. Mạch chỉnh lưu một pha nửa sóng

2.3.2. Chỉnh lưu toàn sóng (chỉnh lưu cả chu kỳ)

Dùng 4 diode mắc theo kiểu cầu.

Trong nửa chu kỳ đầu Uab > 0.

Trong nửa chu kỳ sau Uab < 0.

Vậy trong R luôn có dòng điện một chiều và vẫn là dòng điện nhấp nháy. Trong trường hợp muốn có dòng điện ổn định chúng ta cho dòng điện chỉnh lưu qua bộ lọc.

 

Hình 5. Mạch chỉnh lưu một pha toàn sóng

3. Tác dụng của dòng điện một chiều

3.1. Dùng để chiếu sáng

Khi cúp điện ta thường dùng đèn pic sạc hoặc đèn pin sử dụng pin tiểu để chiếu sáng. Tất cả các loại đèn này đều dùng nguồn điện một chiều để chiếu sáng nhờ vào năng lượng được tích tụ trong pin.

Hình 2. Dùng pin để chiếu sáng

3.2. Dùng để sạc các thiết bị điện tử

Ít có ai để ý rằng các thiết bị điện tử như điện thoại di động, ipad, laptop,…mà chúng ta thường dùng ngày chính là dùng nguồn điện một chiều bởi nó được cắm sạc trực tiếp từ nguồn xoay chiều. Ngay phích cắm chính là bộ chuyển đổi (adapter) đã chuyển đổi nguồn AC (Alternating Current) thành nguồn DC (Direct Current).

Hình 3. Sạc thiết bị điện tử nhờ bộ chuyển đổi

3.3. Pin năng lượng mặt trời

Một ứng dụng khác đang được sử dụng rộng rãi hiện nay đó là dùng tấm pin thu năng lượng từ mặt trời và biến thành điện năng để sử dụng nhờ vào bộ biến đổi (Inverter). Điện áp sau khi qua bộ biến đổi sẽ thành điện xoay chiều 220V.

Hình 4. Sử dụng năng lượng từ mặt trời

4. Sự khác nhau giữa dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC)

Nói một cách đơn giản là dòng điện một chiều là dòng điện chạy theo một hướng cố định. Cường độ của nó có thể tăng hoặc giảm nhưng không hề thay đổi chiều còn dòng điện xoay chiều là dòng có chiều và độ lớn biến đổi theo thời gian và thường có chu kỳ nhất định.

Một số điểm khác nhau cơ bản khác giữa dòng AC và dòng DC như sau:

  • Nguồn cung cấp (AC là máy phát điện, DC là pin..).
  • Ký hiệu (AC ký hiện dấu ~, còn DC ký hiện +,-).
  • Đặc tính về chiều dòng điện (AC có thể đảo chiều còn DC chỉ có một chiều).
  • Đặc tính về pha, tần số (AC có chu kỳ, tần số, pha còn DC không có pha).
  • Dòng điện bắt đầu gây nguy hiểm cho con người là 20 đến 25mA đối với xoay chiều và 50 đến 80mA đối với một chiều. Như vậy có thể thấy dòng DC ít gây nguy hiểm hơn dòng AC tuy vậy, cần phải lưu ý an toàn trước khi bắt tay vào làm.

error: Real Group - Efficiency Projects