Dòng điện xoay chiều là gì? Công thức, ký hiệu và ứng dụng

Để hiểu rõ các kiến thức tổng quan của dòng điện xoay chiều như khái niệm dòng điện xoay chiều là gì, ký hiệu, công thức và ứng dụng của dòng điện xoay chiều,... các bạn hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều (Alternating Current) hay dòng điện AC là dòng điện mà chiều và cường độ có thể thay đổi theo thời gian. Những biến đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định hoặc lặp đi lặp lại thường xuyên.

Ký hiệu dòng điện xoay chiều là hình dấu ~ ( ký hiệu được biểu đạt cho hình ngọn sóng, tượng trưng cho dạng sóng hình sin). 

Chú thích: Trong mạch điện điện tử, sóng hình sin được dùng để thể hiện điện xoay chiều đặt trên các linh kiện điện tử bởi sóng sin là một dạng sóng tuần hoàn điều hòa.

Công thức dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều có cường độ biến thiên cấp số điều hòa theo một khoảng thời gian và được tính dưới dạng biểu thức cosin hoặc sin:

i = cos (wt + φi) x I0

Trong đó:

• i là chỉ số dòng điện tức thời

• I0 là chỉ số dòng điện tối đa được sử dụng ( ký hiệu A )

• w là chỉ số đo tọa độ góc

• φ trong dòng điện tượng trưng cho pha ban đầu

Còn nếu muốn tính công suất cho dòng điện xoay chiều thì bạn có thể áp dụng công thức:

P = U x I x cosα

Trong đó:

• U chỉ số điện áp trong nguồn điện

• I là dòng điện được sử dụng

• Góc α chỉ số góc lệch giữa 2 pha I và U

Nếu chạy qua dây dẫn mà độ lệch pha giữa I và U bé hơn 90 độ hoặc lớn hơn 90 độ thì dòng điện xoay chiều đó có P = 0, cos = 0.

Các tác dụng của dòng điện xoay chiều

Tương tự như dòng điện một chiều, ứng dụng của dòng điện xoay chiều cũng khá phổ biến, chủ yếu xoay quanh các tác dụng nhiệt, tác dụng quang và tác dụng từ.

Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều

Đây được xem là ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong đời sống phổ biến nhất hiện nay. Lấy một ví dụ để bạn hình dung dễ hiểu hơn thì một bóng đèn khi hoạt động sẽ nóng lên. Đây chính là tác dụng nhiệt mà dòng điện xoay chiều gây ra khi sử dụng trong mạch dẫn của bóng đèn. Tương tự như vậy, đối với các thiết bị khác như bàn là, lò sưởi điện, máy sấy tóc,...  khi sử dụng điện xoay chiều cùng sẽ sản sinh ra phản ứng như trên.

Tác dụng phát sáng (quang) của dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng phát sáng như: bóng đèn sợi đốt, bóng đèn bút thử điện, bóng đèn báo hiệu cho bàn là,...

Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ cũng tương tự như một thanh nam châm hút đồ vật kim loại. Nó sẽ hút các đồ vật kim loại lại gần cuộn dây dẫn có chứa từ. Bên cạnh đó, khi đưa cuộn dây dẫn lại gần nam châm thì nó còn làm thay đổi chiều của dòng điện.

Tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều

Có nhiều thắc mắc liên quan đến vấn đề dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lý không? Câu trả lời là có, dòng điện xoay chiều  được ứng dụng trong máy kích tim, dòng điện chạy qua cơ thể người tác động đến tim và cơ.

Ngoài ra, tác dụng hóa học của dòng điện xoay chiều là không có. Vì đối với dòng điện xoay chiều, ta không xác định được các cực âm và cực dương, dẫn đến không xác định được chiều của dòng điện để ứng dụng trong hóa học như điện phân.

Thiết bị dùng để đo dòng điện xoay chiều

Hiện nay, có rất nhiều công cụ hỗ trợ đo dòng điện xoay chiều, trong đó, được sử dụng phổ biến nhất là ampe kìm, đồng hồ vạn năng và đồng hồ đo dòng điện.

Ampe kìm

Ampe kìm đo dòng AC/DC là một công cụ chuyên dụng để đo dòng điện chạy qua dây dẫn.  Đặc biệt, ngoài chức năng chính là đo dòng điện (xoay chiều và một chiều) thì một số dòng ampe kìm còn hỗ trợ đo điện áp, điện trở, thông mạch,...

Để sử dụng thiết bị này, bạn chỉ cần mở hàm kẹp của ampe kìm rồi kẹp vào dây cấp nguồn của thiết bị điện. Giá trị cường độ dòng điện chạy qua sẽ được hiển thị trên màn hình của thiết bị đo.

Một số sản phẩm nổi bật bạn có thể tham khảo: Kyoritsu 2002PA, Kyoritsu 2003A, Hioki 3280-10F,...

Xem thêm: Các biện pháp an toàn khi sử dụng điện mà bạn cần lưu ý

Đồng hồ vạn năng

Đồng hồ vạn năng là một thiết bị đo điện đa chức năng được sử dụng phổ biến cho các nhu cầu đo và kiểm tra điện khác nhau. Ngoài chức năng chính là đo dòng điện, điện áp và điện trở, một số sản phẩm còn cho phép đo tần số, nhiệt độ, điện dung, kiểm tra  thông mạch, kiểm tra diode,... Bạn có thể tham khảo một số sản phẩm như: Kyoritsu 1009, Fluke 87-V, Hioki DT4256,...

Đồng hồ đo dòng điện

Đồng hồ đo dòng điện hay còn gọi là ampe kế, đơn vị đo là Ampe (A) hoặc miliampe (mA). Thiết bị này chỉ có một chức năng duy nhất là đo cường độ dòng điện nên ít được sử dụng phổ biến hơn hay dòng đồng hồ đo điện ở trên.

Hy vọng với những chia sẻ ở trên, các bạn đã hiểu thêm về khái niệm dòng điện xoay chiều là gì, ký hiệu và công thức dòng điện xoay chiều cũng như biết được dòng điện xoay chiều gây ra tác dụng gì.