Sự khác biệt giữa dòng điện AC và DC là gì

Trong thế giới ngày nay, điện quan trọng nhất bên cạnh oxy trong cơ thể con người. Khi điện được phát minh, nhiều thay đổi đã diễn ra trong nhiều năm. Hành tinh bóng tối biến thành hành tinh ánh sáng. Trên thực tế, nó khiến cuộc sống trở nên thật đơn giản trong mọi hoàn cảnh. Tất cả các thiết bị, công nghiệp, văn phòng, nhà ở, công nghệ, máy tính đều chạy bằng điện. Ở đây năng lượng sẽ ở hai dạng, tức là dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC) . Về các dòng điện này và sự khác biệt giữa AC và DC sẽ được thảo luận chi tiết, chức năng cơ bản và cách sử dụng của nó. Các thuộc tính của nó cũng được thảo luận trong một cột dạng bảng.

Sự khác biệt giữa AC và DC

Dòng điện có thể được thực hiện theo hai cách như AC (dòng điện xoay chiều) và DC (dòng điện một chiều). Điện có thể được định nghĩa là dòng electron xuyên suốt một vật dẫn như dây dẫn. Sự khác biệt chính giữa AC và DC chủ yếu nằm trong hướng cung cấp các electron. Trong dòng điện một chiều, dòng electron sẽ theo một hướng duy nhất và trong dòng điện xoay chiều, dòng electron sẽ thay đổi hướng của chúng như đi tới và sau đó đi lùi. Sự khác biệt giữa AC và DC chủ yếu bao gồm những điều sau

Sự khác biệt giữa AC và DC

Dòng điện xoay chiều (AC)

Dòng điện xoay chiều được định nghĩa là dòng điện tích đổi hướng theo chu kỳ. Kết quả thu được sẽ là, mức điện áp cũng đảo ngược cùng với dòng điện. Về cơ bản, AC được sử dụng để cung cấp điện cho các ngành công nghiệp, nhà ở, cao ốc văn phòng, v.v.

Nguồn điện xoay chiều

Thế hệ AC

AC được sản xuất bằng cách sử dụng được gọi là máy phát điện xoay chiều. Nó được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều. Trong một từ trường, một vòng dây được quay, từ đó dòng điện cảm ứng sẽ chạy dọc theo dây dẫn. Ở đây, chuyển động quay của dây có thể đến từ bất kỳ phương tiện nào, tức là từ tuabin hơi nước, nước chảy, tuabin gió, v.v. Điều này là do dây quay và đi vào các cực từ khác nhau theo chu kỳ, dòng điện và điện áp luân phiên trong dây.

Tạo dòng điện thay thế

Từ đó, dòng điện được tạo ra có thể có nhiều dạng sóng như sin, vuông và tam giác. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, sóng sin được ưa thích hơn vì nó dễ tạo ra và có thể thực hiện các phép tính một cách dễ dàng. Tuy nhiên, phần còn lại của sóng đòi hỏi một thiết bị bổ sung để chuyển chúng thành dạng sóng tương ứng hoặc hình dạng của thiết bị phải thay đổi và việc tính toán sẽ quá khó khăn. Mô tả của dạng sóng Sine được thảo luận dưới đây.

Mô tả sóng hình sin

Nói chung, dạng sóng AC có thể được hiểu dễ dàng với sự trợ giúp của các thuật ngữ toán học. Đối với sóng sin này, ba yếu tố bắt buộc là biên độ, pha và tần số.

Bằng cách chỉ nhìn vào điện áp, một sóng sin có thể được mô tả giống như hàm toán học dưới đây:

V (t) = V_PHình sin (2πft + Ø)

V (t): Nó là một hàm của thời gian một điện áp. Điều này có nghĩa là khi thời gian thay đổi, điện áp của chúng ta cũng thay đổi theo. Trong phương trình trên, thuật ngữ bên phải của dấu bằng mô tả cách điện áp thay đổi theo thời gian.

VP: Nó là biên độ. Điều này cho biết mức điện áp tối đa mà sóng sin có thể đạt được theo một trong hai hướng, tức là VP volt, + VP volt hoặc ở đâu đó ở giữa.

Hàm sin () cho biết rằng điện áp sẽ ở dạng sóng sin tuần hoàn và sẽ hoạt động như một dao động êm dịu ở 0V.

Ở đây 2π là hằng số. Nó chuyển đổi tần số từ chu kỳ tính bằng hertz sang tần số góc tính bằng radian trên giây.

Ở đây f mô tả tần số sóng hình sin. Điều này sẽ ở dạng đơn vị trên giây hoặc hertz. Tần số cho biết có bao nhiêu lần một dạng sóng cụ thể xảy ra trong vòng một giây.

Ở đây t là một biến phụ thuộc. Nó được đo bằng giây. Khi thời gian thay đổi, dạng sóng cũng thay đổi.

Φ mô tả pha của sóng sin. Pha được định nghĩa là cách dạng sóng dịch chuyển theo thời gian. Nó được đo bằng độ. Bản chất tuần hoàn của sóng sin dịch chuyển 360 °, nó sẽ trở thành dạng sóng giống nhau khi dịch chuyển 0 °.

Đối với công thức trên, các giá trị ứng dụng thời gian thực được thêm vào bằng cách lấy Hoa Kỳ làm tham chiếu

Bình phương trung bình gốc (RMS) là một khái niệm nhỏ khác giúp tính toán công suất điện.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Các ứng dụng của AC

• Các cửa hàng tại nhà và văn phòng được sử dụng AC.
• Dễ dàng tạo và truyền tải điện xoay chiều trong khoảng cách xa.
• Ít năng lượng bị mất hơn trong truyền tải điện đối với điện áp cao (> 110kV).
• Điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện thấp hơn và đối với dòng điện thấp hơn, ít nhiệt hơn được tạo ra trong đường dây điện, rõ ràng là do điện trở thấp.
• AC có thể dễ dàng chuyển đổi từ điện áp cao sang điện áp thấp và ngược lại với sự hỗ trợ của máy biến áp.
• Nguồn AC xe máy điện .
• Nó cũng hữu ích cho nhiều thiết bị lớn như tủ lạnh, máy rửa bát, v.v.
• Dòng điện một chiều

Dòng điện một chiều (DC) là chuyển động của các hạt tải điện, tức là các electron trong dòng một chiều. Trong DC, cường độ của dòng điện sẽ thay đổi theo thời gian, nhưng hướng chuyển động thì không đổi. Ở đây DC được gọi là điện áp có cực không bao giờ đảo ngược.

Nguồn DC

Trong mạch điện một chiều, các điện tử xuất hiện từ cực âm hoặc cực âm và di chuyển về phía cộng hoặc cực dương. Một số nhà vật lý định nghĩa DC khi nó đi từ cộng đến trừ.

Nguồn DC

Nói chung, nguồn cơ bản của dòng điện một chiều được tạo ra bởi pin, tế bào điện hóa và quang điện. Nhưng AC được ưa chuộng nhất trên toàn thế giới. Trong trường hợp này, AC có thể được chuyển đổi thành DC. Điều này sẽ xảy ra trong nhiều bước. Ban đầu, cung cấp điện bao gồm một máy biến áp, sau này được chuyển đổi thành DC với sự trợ giúp của bộ chỉnh lưu. Nó ngăn dòng điện đảo chiều và một bộ lọc được sử dụng để loại bỏ các xung dòng điện trong đầu ra của bộ chỉnh lưu. Đây là hiện tượng làm thế nào AC được chuyển đổi thành DC

Ví dụ về sạc lại pin

Tuy nhiên, để tất cả phần cứng điện tử và máy tính hoạt động, chúng cần DC. Hầu hết các thiết bị thể rắn yêu cầu dải điện áp từ 1,5 đến 13,5 vôn. Nhu cầu hiện tại thay đổi tương ứng với các thiết bị được sử dụng. Ví dụ, phạm vi thực tế từ 0 đối với đồng hồ đeo tay điện tử, đến hơn 100 ampe đối với bộ khuếch đại công suất liên lạc vô tuyến. Thiết bị sử dụng, một máy phát thanh hoặc truyền hình công suất cao hoặc một màn hình CRT (ống cathode-ray) hoặc các ống chân không yêu cầu từ khoảng 150 vôn đến vài nghìn vôn DC.

Ví dụ về sạc lại pin

Sự khác biệt chính giữa AC và DC được thảo luận trong biểu đồ so sánh sau

Sự khác biệt chính của Dòng điện xoay chiều (AC) Vs Dòng điện một chiều (DC)

Sự khác biệt chính giữa AC và DC bao gồm những điều sau đây.

• Chiều của dòng điện sẽ thay đổi trong khoảng thời gian bình thường khi đó loại dòng điện này được gọi là dòng điện xoay chiều hay xoay chiều trong khi dòng điện một chiều là một chiều, vì nó chỉ chạy theo một hướng.
• Dòng mang điện tích trong một dòng điện xoay chiều sẽ chạy bằng cách quay một cuộn dây trong từ trường, ngược lại làm quay một từ trường trong một cuộn dây bất động. Trong DC, các hạt tải điện sẽ chảy bằng cách duy trì từ tính ổn định cùng với dây dẫn.
• Tần số của AC dao động từ 50 hertz đến 60 hertz dựa trên tiêu chuẩn quốc gia, trong khi tần số DC luôn bằng không.
• PF (hệ số công suất) của AC nằm trong khoảng từ 0 đến 1, trong khi hệ số công suất DC luôn giữ nguyên.
• Việc tạo ra AC có thể được thực hiện bằng máy phát điện trong khi DC có thể được tạo ra thông qua pin, tế bào và máy phát điện.
• Tải xoay chiều là điện trở cảm ứng khác điện dung trong khi tải một chiều luôn có bản chất là điện trở.
• Biểu diễn đồ họa của một AC có thể được thực hiện trên các dạng sóng không đồng đều khác nhau như tuần hoàn, tam giác, sin, vuông, răng cưa, v.v. trong khi DC được biểu diễn qua đường thẳng.
• Việc truyền tải dòng điện xoay chiều có thể được thực hiện trên một khoảng cách xa với một số tổn hao, trong khi DC truyền với một số tổn thất nhỏ trong khoảng cách cực kỳ xa.
• Việc chuyển đổi AC sang DC có thể được thực hiện bằng bộ chỉnh lưu trong khi bộ biến tần được sử dụng để chuyển đổi từ DC sang AC.
• Việc tạo ra và truyền tải AC có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một vài trạm biến áp trong khi DC sử dụng nhiều trạm biến áp hơn.
• Các ứng dụng của AC bao gồm các nhà máy, hộ gia đình, các ngành công nghiệp, v.v. trong khi DC được sử dụng trong chiếu sáng flash, thiết bị điện tử, mạ điện, điện phân, xe hybrid và chuyển đổi trường cuộn dây trong rôto.
• DC rất nguy hiểm so với AC. Trong AC, cường độ dòng điện cao và thấp trong khoảng thời gian bình thường trong khi ở DC, cường độ cũng sẽ giống nhau. Một khi cơ thể con người bị sốc, thì AC sẽ đi vào cũng như thoát ra khỏi cơ thể con người trong một khoảng thời gian bình thường trong khi DC sẽ liên tục gây rắc rối cho cơ thể con người.

Ưu điểm của AC so với DC là gì?

Những lợi ích chính của AC so với DC bao gồm những điều sau đây.

• Dòng điện xoay chiều không đắt và tạo ra dòng điện dễ dàng so với dòng điện một chiều.
• Vùng không gian được bao bọc bởi dòng điện xoay chiều nhiều hơn dòng điện một chiều.
• Trong điều kiện AC, tổn thất điện năng ít hơn khi truyền tải so với DC.

Tại sao điện áp AC được chọn hơn điện áp một chiều?

Những lý do chính để chọn điện áp xoay chiều trên điện áp một chiều chủ yếu bao gồm những điều sau đây.
Sự mất mát năng lượng trong khi truyền tải điện áp xoay chiều thấp hơn so với điện áp một chiều. Bất cứ khi nào máy biến áp ở một khoảng cách nào đó thì việc lắp đặt rất đơn giản. Lợi ích của điện áp xoay chiều là tăng và giảm điện áp theo sự cần thiết.

Nguồn gốc AC & DC

Từ trường gần dây có thể gây ra dòng chuyển động của các electron theo một chiều qua dây, vì chúng bị đẩy ra khỏi phần âm của nam châm & bị hút theo hướng của phần dương. Bằng cách này, nguồn điện từ pin được thiết lập, điều này đã được công nhận thông qua công trình của Thomas Edison. Máy phát điện xoay chiều từ từ thay đổi hệ thống pin DC của Edison vì AC rất an toàn để truyền tải điện trên một khoảng cách xa nhằm tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Nhà khoa học Nikola Tesla đã sử dụng một nam châm quay thay cho từ tính của dây dẫn dần dần. Một khi nam châm nghiêng theo một hướng, thì các điện tử sẽ chuyển động theo hướng dương, tuy nhiên bất cứ khi nào hướng của nam châm quay, thì các điện tử cũng sẽ quay theo.

Các ứng dụng của AC & DC

AC được sử dụng trong phân phối điện và nó bao gồm nhiều ưu điểm. Điều này có thể được chuyển đổi dễ dàng sang điện áp khác với sự trợ giúp của máy biến áp vì máy biến áp không sử dụng DC.

Ở điện áp cao, bất cứ khi nào điện năng được truyền đi khi đó sẽ ít bị tổn thất hơn. Ví dụ, nguồn cung cấp 250V mang điện trở 1 Ω & công suất 4 ampe. Bởi vì công suất, watt bằng vôn x amps, do đó công suất mang theo có thể là 1000 watt trong khi công suất mất đi là I2 x R = 16 watt.

AC được sử dụng để truyền tải công suất HV.

Nếu một đường dây điện áp mang công suất 4 ampe tuy nhiên nó có 250 kV thì nó mang công suất 4 ampe, nhưng tổn thất điện năng như nhau, tuy nhiên toàn bộ hệ thống truyền tải mang công suất 1 MW & 16 oát là một tổn thất xấp xỉ không đáng kể.

Dòng điện một chiều được sử dụng trong pin, một số thiết bị điện và điện tử, và các tấm pin mặt trời.
Công thức cho Dòng điện AC, Điện áp, Điện trở và Công suất

Các công thức về dòng điện xoay chiều, điện áp, điện trở và công suất được thảo luận dưới đây.

Dòng điện AC

Công thức của mạch điện xoay chiều 1 pha là

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

Công thức của mạch điện xoay chiều 3 pha là

I = P / √3 * V * Cosθ

Điện xoay chiều

Đối với mạch điện xoay chiều 1 pha, điện áp xoay chiều là

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

Đối với mạch điện xoay chiều 3 pha, điện áp xoay chiều là

Đối với kết nối hình sao, VL = √3 EPH nếu không thì VL = √3 VPH

Đối với kết nối delta, VL = VPH

Kháng AC

Trong trường hợp tải cảm ứng, Z = √ (R2 + XL2)

Trong trường hợp tải điện dung, Z = √ (R2 + XC2)

Trong cả hai trường hợp như điện dung & cảm ứng Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Nguồn AC

Đối với mạch xoay chiều 1 pha, P = V * I * Cosθ

Công suất hoạt động cho mạch xoay chiều 3 pha

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Công suất phản kháng

Q = V I * Sinθ

VAR = √ (VA2 - P2) & kVAR = √ (kVA2 - kW2)

Sức mạnh biểu kiến

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Điện phức hợp

S = V I

Đối với tải cảm ứng, S = P + jQ

Đối với tải điện dung, S = P - jQ

Công thức cho dòng điện, điện áp, điện trở và công suất DC

Các công thức cho dòng điện một chiều, điện áp, điện trở và công suất được thảo luận dưới đây.

Dòng điện một chiều

Phương trình dòng điện một chiều là I = V / R = P / V = ​​√P / R

Điện áp DC

Phương trình điện áp một chiều là

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Điện trở DC

Phương trình điện trở một chiều là R = V / I = P / I2 = V2 / P

Nguồn DC

Phương trình công suất một chiều là P = IV = I2R = V2 / R

Từ các phương trình AC & DC ở trên, trong đó

Từ các phương trình trên, nơi

‘I’ là số đo Dòng điện tính bằng A (Ampe)

‘V’ là số đo điện áp tính bằng V (Volts)

‘P’ là số đo Công suất tính bằng Watts (W)

‘R’ là số đo Điện trở tính bằng Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (Hệ số công suất)

‘Z’ là trở kháng

‘IPh’ là dòng pha

‘IL’ là dòng điện

‘VPh’ là điện áp pha

‘VL’ là điện áp đường dây

‘XL’ = 2πfL, là Điện kháng cảm ứng, trong đó ‘L’ là Điện cảm trong Henry.

‘XC’ = 1 / 2πfC, là điện kháng điện dung, trong đó ‘C’ là điện dung trong Farads.

Tại sao chúng ta sử dụng AC trong Ngôi nhà của Chúng ta?

Nguồn cung cấp hiện tại được sử dụng trong nhà của chúng ta là AC vì chúng ta có thể thay đổi dòng điện thay thế rất đơn giản bằng cách sử dụng máy biến áp. Điện áp cao gây ra tổn thất năng lượng cực kỳ thấp trong đường dây hoặc các kênh truyền tải dài & điện áp được giảm xuống để sử dụng an toàn tại nhà với sự trợ giúp của máy biến áp hạ bậc.

Mất điện trong dây có thể được cho là L = I2R

Ở đâu

‘L’ là mất điện

‘Tôi’ là hiện tại

‘R’ là điện trở.

Việc truyền sức mạnh có thể được đưa ra thông qua mối quan hệ như P = V * I

Ở đâu

‘P’ là sức mạnh

‘V’ là điện áp

Một khi điện áp tăng thì dòng điện sẽ nhỏ hơn. Như vậy, chúng ta có thể truyền tải công suất bằng nhau bằng cách giảm tổn thất điện năng vì điện áp cao mang lại hiệu suất tuyệt vời nhất. Vì vậy, vì lý do này, AC được sử dụng trong gia đình thay cho DC.

Việc truyền điện áp cao cũng có thể được thực hiện thông qua DC, tuy nhiên, không dễ dàng để giảm điện áp để sử dụng an toàn tại nhà. Hiện tại, các bộ chuyển đổi DC tiên tiến được sử dụng để giảm điện áp DC.

Trong bài viết này Sự khác biệt giữa dòng điện AC và DC được giải thích chi tiết. Tôi hy vọng rằng mọi điểm được hiểu rõ ràng về dòng điện xoay chiều, dòng điện một chiều, dạng sóng, phương trình, sự khác biệt của AC và DC trong các cột dạng bảng cùng với các thuộc tính của chúng. Vẫn không thể hiểu bất kỳ chủ đề nào trong các bài báo hoặc để thực hiện các dự án điện mới nhất , hãy đặt câu hỏi trong khung bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, đó là hệ số công suất của dòng điện xoay chiều là gì?

Tín ảnh:

• Dạng sóng sin songsofthecosmos
• Dạng sóng hình sin RMS học thuyết
• Ví dụ về sạc lại pin Washington