Điện xoay chiều: Định nghĩa, Đặc tính và Ứng dụng
Điện xoay chiều là gì?
Điện xoay chiều (AC) là dòng điện thay đổi hướng và cường độ theo chu kỳ. Không giống như dòng điện một chiều (DC), chỉ chảy theo một hướng, AC có thể được sử dụng để truyền tải điện năng qua khoảng cách xa với ít tổn thất năng lượng hơn. AC cũng là dạng năng lượng điện mà hầu hết các thiết bị gia đình và thiết bị sử dụng khi chúng được cắm vào ổ cắm trên tường.
Hình dạng của sóng AC có thể thay đổi tùy thuộc vào nguồn và tải. Hình dạng sóng phổ biến nhất là sóng sin, có hình dạng mượt mà và đối xứng. Các dạng sóng khác bao gồm sóng vuông, sóng tam giác và sóng răng cưa, có các đặc tính và ứng dụng khác nhau.
Điện xoay chiều được đo như thế nào?
Một cách để đo AC là bằng giá trị trung bình bình phương (RMS). Giá trị RMS của sóng AC là giá trị DC tương đương sẽ tạo ra cùng một lượng nhiệt trong điện trở. Giá trị RMS có thể được tính bằng cách bình phương các giá trị tức thời của sóng AC, lấy trung bình trong một chu kỳ, sau đó lấy căn bậc hai.
Giá trị RMS của sóng AC hình sin bằng giá trị đỉnh chia cho căn bậc hai của hai:
Giá trị RMS của sóng AC hình vuông bằng giá trị đỉnh:
Giá trị RMS của sóng AC hình tam giác bằng giá trị đỉnh chia cho căn bậc hai của ba:
Giá trị RMS của sóng AC hình răng cưa bằng giá trị đỉnh chia cho căn bậc hai của sáu:
Cách khác để đo AC là bằng tần số. Tần số của sóng AC là số chu kỳ hoặc chu kì xảy ra trong một giây. Đơn vị của tần số là hertz (Hz), nghĩa là chu kỳ mỗi giây. Ví dụ, sóng AC 60 Hz hoàn thành 60 chu kỳ trong một giây.
Tần số của sóng AC liên quan đến chu kì, là thời gian cần thiết để một chu kỳ hoàn thành. Chu kì có thể được tính bằng cách chia một giây cho tần số:
Tần số có thể được tính bằng cách chia một giây cho chu kì:
Tại sao sử dụng Điện xoay chiều?
Điện xoay chiều có nhiều ưu điểm so với dòng điện một chiều trong việc truyền tải và phân phối điện. Một số ưu điểm này bao gồm:
Dễ dàng tạo ra: AC có thể được tạo ra dễ dàng bằng cách quay cuộn dây trong trường từ hoặc bằng cách quay nam châm xung quanh cuộn dây. Điều này không yêu cầu bất kỳ commutator hay chỉnh lưu nào, vốn cần thiết cho việc tạo ra dòng điện một chiều.
Hiệu điện thế biến đổi: AC có thể dễ dàng tăng hoặc giảm hiệu điện thế bằng cách sử dụng transformer, là thiết bị sử dụng cảm ứng điện từ để thay đổi mức hiệu điện thế và cường độ dòng điện của mạch AC. Điều này cho phép AC được truyền tải ở hiệu điện thế cao và cường độ dòng điện thấp, giảm thiểu tổn thất do điện trở của dây dẫn. Nó cũng cho phép AC được cung cấp ở các mức hiệu điện thế và cường độ dòng điện khác nhau cho các ứng dụng và thiết bị khác nhau.
Hệ số công suất chỉnh sửa: AC có thể được điều chỉnh để cải thiện hệ số công suất, là một biện pháp về mức độ hiệu quả của mạch AC sử dụng điện năng. Hệ số công suất được định nghĩa là tỷ lệ giữa công suất thực (công suất làm việc hữu ích) và công suất biểu kiến (tích của hiệu điện thế và cường độ dòng điện). Hệ số công suất thấp có nghĩa là một phần công suất bị lãng phí dưới dạng công suất phản kháng (công suất dao động giữa nguồn và tải). Công suất phản kháng có thể gây ra sự dao động hiệu điện thế, quá nhiệt và tăng tổn thất trong mạch AC. Hệ số công suất có thể được cải thiện bằng cách thêm tụ điện hoặc
