Dòng điện không đổi là gì? Đây là một kiến thức mà chúng ta đều đã được học qua ở Vật Lý 11. Dòng điện không đổi có nhiều ưu điểm như ổn định, tuy nhiên dòng điện không đổi cũng có những hạn chế riêng.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về khái niệm, công thức tính, ứng dụng và những vấn đề liên quan đến dòng điện không đổi là gì nhé.
1. Dòng điện không đổi là gì?
Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không thay đổi theo thời gian. Lúc này, cường độ dòng điện sẽ được tính theo công thức:
I = q/t
Trong đó:
- I là cường độ dòng điện (đơn vị A)
- q là điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn (đơn vị C)
- t là thời gian (đơn vị s)
Dòng điện không đổi được ký hiệu bằng một đoạn thẳng trên mạch điện.
2. Dòng điện không đổi được tạo ra bằng cách nào?
Dòng điện không đổi được tạo ra bằng nhiều cách khác nhau, nhưng một cách đơn giản và phổ biến là sử dụng các nguồn điện hóa học như pin, acquy, bình điện,… Các nguồn điện này có suất điện động và điện trở trong xác định, duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn và tạo ra dòng điện chạy trong mạch kín.
Một cách khác để tạo ra dòng điện không đổi là sử dụng các thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện không đổi như bộ chỉnh lưu, bộ biến áp, bộ ổn áp,… Các thiết bị này có chức năng cắt bỏ hoặc đảo ngược một nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều để tạo ra dòng điện có chiều và cường độ không đổi.
3. Đặc điểm của dòng điện không đổi
Ưu điểm
Dòng điện không đổi có một số ưu điểm so với dòng điện xoay chiều, như:
- Dòng điện không đổi dễ dàng lưu trữ và sử dụng cho các thiết bị cần nguồn điện ổn định, như pin, bộ nguồn, ô tô điện, …
- Dòng điện không đổi có thể sử dụng cho các quá trình điện phân, điện mạ, …
- Dòng điện không đổi có thể sử dụng cho các thiết bị cần dòng điện một chiều như LED, transistor, IC, …
- Dòng điện không đổi an toàn hơn cho người sử dụng do có điện áp thấp và không gây giật chết người.
Nhược điểm
Dòng điện không đổi cũng có một số nhược điểm so với dòng điện xoay chiều, như:
- Dòng điện không đổi khó truyền tải ở điện áp cao và có nhiều tổn thất điện năng do hiệu ứng hào quang hoặc hiệu ứng da.
- Dòng điện không đổi khó biến đổi điện áp và tần số bằng máy biến áp hay máy biến tần.
- Dòng điện không đổi không thể tạo ra từ trường quay và không thể sử dụng cho các động cơ cảm ứng.
- Dòng điện không đổi cần dây dẫn có kích thước lớn hơn và khó sử dụng hơn so với dòng điện xoay chiều.
4. Dòng điện không đổi có thể biến đổi thành dòng điện xoay chiều được không?
Có thể biến đổi dòng điện không đổi thành dòng điện xoay chiều bằng cách sử dụng các thiết bị chuyển đổi như máy biến tần, bộ chỉnh lưu, bộ biến áp, …. Các thiết bị này có chức năng đảo ngược hoặc cắt bỏ một nửa chu kỳ của dòng điện không đổi để tạo ra dòng điện có chiều và cường độ biến thiên tuần hoàn.
Ở đây, chúng ta sẽ lấy ví dụ về bộ chỉnh lưu dùng để biến đổi dòng điện:
- Để biến đổi dòng điện không đổi thành dòng điện xoay chiều, ta cần sử dụng một thiết bị điện tử gọi là bộ nghịch lưu. Bộ nghịch lưu có chức năng chuyển đổi điện áp và tần số của dòng điện không đổi để tạo ra dòng điện xoay chiều có điện áp và tần số mong muốn.
- Bộ nghịch lưu giúp tận dụng nguồn điện không đổi từ pin hoặc bình ắc quy để cấp cho các thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều. Bộ nghịch lưu cũng giúp điều khiển tốc độ của các động cơ xoay chiều bằng cách thay đổi tần số của dòng điện cấp cho chúng.
5. Dòng điện không đổi được ứng dụng trong lĩnh vực nào?
Dòng điện không đổi được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như:
- Trong các thiết bị cần nguồn điện ổn định và an toàn, như pin, bộ nguồn, ô tô điện, sạc điện thoại, đèn LED, …
- Trong các quá trình hóa học cần dòng điện một chiều, như điện phân, điện mạ, …
- Trong các thiết bị điện tử cần dòng điện một chiều, như transistor, IC, …
- Trong các hệ thống truyền tải điện áp cao với đường truyền HVDC có nhiều ưu điểm hơn hệ thống truyền tải HVAC thông thường.
Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi. Dòng điện không đổi có nhiều ứng dụng và ưu điểm, nhưng cũng có những hạn chế. Do đó, ta cần biết cách sử dụng và bảo vệ nguồn điện không đổi một cách hiệu quả và an toàn.
>>> Xem thêm: Bản chất dòng điện trong các môi trường
