BÁO cáo NGHIÊN cứu DÒNG điện một CHIỀU và DÒNG điện XOAY CHIỀU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
MÔN: NHẬP MÔN NGÀNH ĐIỆN

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Minh Tú
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quốc Khánh 20212562
Nguyễn Minh Hưng 20212561
Lớp: Kỹ thuật Điện 01 – K66


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

MỤC LỤC
MỤC LỤC ………………………………………………………………………………………...…2
LỜI NÓI ĐẦU ……………………………………………………………………………………..3
CHƯƠNG 1 : KHÁI QUÁT VỀ DÒNG ĐIỆN ......................……….……….........4
1. Nguồn gốc và sự phát triển của dịng điện .............................................................4
2. Khái niệm dịng điện ..............................................................................................................5
CHƯƠNG 2: DỊNG ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ DÒNG ĐIỆN XOAY
CHIỀU ...................................................................................................................................................7
1. Lịch sử của AC và DC ..........................................................................................................7
2. Phân biệt dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều ..........................10
2.1. Dòng điện xoay chiều (AC) là gì ? .......................................................................10
a, Khái niệm ..................................................................................................................................10
b, Cách tạo dịng điện xoay chiều ....................................................................................10
c, Dạng sóng của điện xoay chiều ...................................................................................11
d, Các ứng dụng của dòng điện xoay chiều ...............................................................13
2.2. Dịng điện một chiều (DC) là gì ? 14
a, Khái niệm ..................................................................................................................................14

b, Cách tạo dòng điện một xoay chiều .........................................................................15
c, Đồ thị của dòng điện một chiều ..................................................................................16
d, Các ứng dụng của dòng điện một chiều .................................................................16
3. Cách chuyển đổi từ điện xoay chiều sang điện một chiều – AC sang
DC ..........................................................................................................................................................19
4. Cách chuyển đổi từ điện một chiều qua điện xoay chiều – DC sang
AC ..........................................................................................................................................................19
5. Các thiết bị chuyển đổi điện AC, DC trong công nghiệp .........................21
6. Nguồn AC, DC, AC/DC, DC/DC ................................................................................22
7. Tại Sao Dùng Dòng Điện Xoay Chiều? .................................................................25
CHƯƠNG 3 NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG DÒNG ĐIỆN MỘT
CHIỀU VÀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ...............................................................26
1. Những lưu ý khi sử dụng dòng AC/DC trong các thiết bị điện
tử...............................................................................................................................................................26
2. Mức độ nguy hiểm của AC/DC ...................................................................................27
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ....................................................................................................29

Trang 2


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành Điện ngày là một ngành rất quan trọng và phổ biến hiện
nay và trong tương lai cũng vậy. Điện không chỉ mang lại sự tiện
dụng trong sinh hoạt hàng ngày mà nó cịn góp phần tốc độ hố
và mang lại hiệu quả đáng kể trong sản xuất và kinh doanh.
Chúng ta không thể sống mà thiếu năng lượng điện và đặc biệt là
các thiết bị điện. Chắc hẳn mọi người đều đã từng nghe đến khái
niệm dòng điện một chiều – dịng điện xoay chiều. Hay chúng ta

nhìn thấy chữ AC, DC trên thiết bị điện gia dụng như tủ lạnh, tivi,
máy giặt, bóng đèn…
Điện xoay chiều được sử dụng rất nhiều và rất quen thuộc với
cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Điện một chiều cũng được sử
dụng phổ biến hơn. Vậy làm sao để phân biệt và biết đâu là điện
một chiều, đâu là điện xoay chiều, nhóm chúng em đã quyết định
làm bài báo cáo này để giúp mọi người có thêm kiến thức để có
thể phân biệt dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.S Phạm Minh Tú đã tận
tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em cùng với sự cố gắng của mọi
người trong nhóm để hoàn thành bản báo cáo này. Tuy nhiên, do
chúng em chưa có kiến thức chuyên sâu nên bản báo cáo khơng
thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em xin tiếp thu những ý
kiến từ thầy và các bạn để bổ sung kiến thức cho mình và những
lần tiếp theo. Xin chân thành cảm ơn!

Trang 3


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Chương 1: Khái quát về dòng điện
1. Nguồn gốc và sự phát triển của dòng điện
Từ rất lâu, trước cả khi con người xuất hiện, dịng điện đã được
hình thành dưới dạng các tia sét do các đám mây tích điện trái dấu
phóng xuống mặt đất. Tuy nhiên, đến tận thế kỷ 17,18 thì những
lý thuyết về điện mới được hình thành và phát triển. Đó là những
kiến thức để giải thích hiện tượng sét tự nhiên chứ chưa ai có thể
áp dụng vào thực tế.

Dòng điện sinh ra từ các tia sét

Mãi đến cuối thế kỷ 19, cùng với sự phát triển của các ngành
cơng nghiệp năng lượng, dịng điện mới bắt đầu được khai thác và
ứng dụng rộng rãi vào đời sống sản xuất của con người khiến cho
việc dùng điện khơng cịn nhiều khó khăn, trở ngại. Chúng được
sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống như ẩm thực,
giao thông, xây dựng, kinh tế, giáo dục,…và ngành công nghiệp
năng lượng điện năng hiện đang được xem là ngành xương sống
trong thế giới hiện đại của con người.

Trang 4


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

2. Khái niệm dịng điện
Dịng điện là dịng chuyển dịch có hướng của các hạt mang
điện thường là các electron ở trong mơi trường nào đó như kim
loại, chất điện phân, chất khí hay chất bán dẫn. Đó là số lượng
electron đi qua một điểm nhất định trong một giây. Có nghĩa là
nếu nhiều electron hơn đi qua một điểm nhất định thì dịng điện sẽ
lơn hơn. Dịng điện được đo bằng Ampe hoặc amp.
Một điều lưu ý về electron: chúng là các hạt mang điện tích âm,
dịng electron liên tục trong mạch điện được gọi là dòng điện. Vật
liệu dẫn điện bao gồm một số lượng lớn electron tự do di chuyển
từ nguyên tử này sang nguyên tử khác một cách ngẫu nhiên.
Dịng điện có thể được hiểu giống như nước chảy qua một đường
ống; nước trong ống đại diện cho điện tích. Càng nhiều nước điện
Trang 5

Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

tích càng nhiều, điện áp giống như áp suất; khi nước càng nhiều
thì áp suất (điện áp) ở cuối đường ống sẽ cao.

Trong hình trên, có điện áp tại điểm A, nhưng khơng có dịng
điện vì vịi được đóng và nước khơng chảy. Điều này có nghĩa là,
có thể có điện áp mà khơng có dịng điện; nhưng khơng có dịng
điện khơng có điện áp. Tại điểm B, vịi được mở và nước chảy.
Tại thời điểm này, có cả dịng điện và điện áp vì đã có dịng chảy.
Nếu chúng ta mở vịi để xả một ít nước ra, khi đó áp suất sẽ giảm
và điện áp sẽ thấp hơn.
Trong kỹ thuật cơng nghiệp hoặc ứng dụng đời sống hàng ngày,
dịng điện thường được miêu tả bằng dòng điện một chiều (DC)
hoặc dịng điện xoay chiều (AC). Nói cách khác dịng điện được
chia làm 2 loại là dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều.
Những thuật ngữ này liên quan đến tính chất biến đổi của dịng
điện theo thời gian.

Trang 6


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Chương 2 : Dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
1. Lịch sử về điện AC và DC
– Ngày nay, hầu hết mọi gia đình và nhà xưởng đều sử dụng dây
AC để truyền dẫn. Tuy nhiên, trước khi dòng điện AC được sử

dụng làm nguồn điện chính nó đã trải qua nhiều cuộc đấu tranh
cho đến ngày hôm nay, vậy câu chuyện là như thế nào mời bạn
tìm hiểu rõ thêm về nó trong phần tiếp theo đây
– Vào cuối những năm 1880, một loạt các phát minh trên khắp
Hoa Kỳ và Châu Âu để tranh xem giữa AC và DC đâu mới là
dòng điện được sử dụng phổ biến nhất. Năm 1886, Ganz Work –
một công ty điện ở Budapest – đã cung cấp điện cho Rome bằng
điện AC. Mặt khác, Thomas Edison đã xây dựng 121 nhà máy
điện DC ở Hoa Kỳ vào năm 1887. Sẽ khơng có gì để nói nếu hai
đơn vị này hoạt động song song và khơng gây trở ngại gì cho
nhau. Tuy nhiên, bước mặt xảy ra khi George Westinghouse đã
mua lại bằng sáng chế động cơ AC của Nikola Tesla ngay năm
sau đó
Trận chiến giữa DC và AC
– Vào cuối những năm 1800, vì một số lí do DC khơng thể dễ
dàng chuyển đổi thành điện cao áp nên Edison đã đề xuất một hệ
thống các nhà máy điện nhỏ lẻ tại địa phương để có thể cung cấp
năng lượng đơn giản hơn. Năng lượng được phân phối bằng ba
dây từ nhà máy điện: +110 volt, 0 volt và -110 volt. Đèn và động
cơ có thể được kết nối từ ổ cắm +110-volt hoặc 110V và 0V
(trung tính). 110V cho phép giảm điện áp giữa nhà máy và phụ tải
(nhà, văn phòng,...)
– Mặc dù điện áp đã được giảm trên các đường dây điện, các nhà
máy điện cần được đặt cách xa 1 dặm tính từ người dùng gần
nhất. Hạn chế này khiến việc phân phối điện DC ở khu vực nông
thôn là cực kỳ khó khăn, nếu khơng muốn nói là không thể

Trang 7

Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

– Với các bằng sáng chế của Tesla, Westinghouse đã làm việc để
hoàn thiện hệ thống phân phối AC. Máy biến áp là một phương
pháp cung cấp rẻ tiền để tăng điện áp AC lên vài nghìn volt và có
thể giảm xuống dễ dàng để có thể sử dụng. Ở mức điện áp cao
hơn, cùng một cơng suất có thể truyền với một dịng điện nhỏ hơn
nhiều, điều này có nghĩa năng lượng tiêu hao do điện trở của dây
dẫn sẽ thấp hơn. Kết quả là, với dòng điện xoay chiều các nhà
máy phát điện lớn có thể được bố trí cách xa nhà người dân nhiều
dặm và có thể phục vụ cho nhiều khu vực cùng lúc
Chiến dịch bôi nhọ của Edison
– Trong vài năm tiếp theo đó, Edison đã thực hiện một chiến dịch
nhằm ngăn chạn mạnh mẽ việc sử dụng AC ở Hoa Kỳ, bao gồm
các cơ quan lập pháp và các tiểu bang một trong số các chiến dịch
đó là truyền bá thơng tin sai lệch về AC. Edison củng chỉ đạo một
số kỹ thuật viên công khai giật điện động vật bằng AC nhằm cho
thấy sự nguy hiểm của AC so với DC. Trong nỗ lực thể hiện sự
nguy hiểm này, Harold P.Brown và Arthur Kennelly, nhân viên
của Edison, đã thiết kế chiếc ghế điện AC đầu tiên cho New York
sử dụng
Sự trỗi dậy của điện xoay chiều AC
– Năm 1981, triển lãm kỹ thuật điện quốc tế được tổ chức tại
Frankfurt, Đức và trưng bày bộ truyền động ba pha AC đầu tiên,
chạy bằng đèn và động cơ ngay tại triển lãm. Một số đại diện từ
các tổ chức lớn đã bị ấn tượng bởi màn hình. Năm sau đó,
General Electric hình thành và đầu tư vào công nghệ AC
– Westinghouse đã giành được hợp đồng vào năm 1893 để xây
dựng một đập thủy điện nhằm khai thác sức mạnh của thác
Niagara và truyền năng lượng AC đến cung cấp cho thành phố

Buffalo, NY. Dự án này được hoàn thành vào ngày 16 tháng 11
năm 1896 và điện xoay chiều bắt đầu cung cấp năng lượng cho
các ngành công nghiệp ở Buffalo. Tại đây đánh dấu sự suy giảm
của việc sử dụng điện một chiều tại Hoa Kỳ. Trong khi châu Âu
Trang 8


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

áp dụng tiêu chuẩn AC220 – 240V ở 50Hz và tiêu chuẩn ở Bắc
Mỹ sẽ trở thành 120V ở 60Hz
Dòng điện một chiều cao áp (High-Voltage Direct Current)
– Một kỹ sư người Thụy Điển René Thury đã sử dụng một loạt
các máy động cơ phát để tạo một hệ thống điện DC cao áp vào
những năm 1880, có thể được sử dụng để truyền tải điện DC trên
một khoảng cách xa. Tuy nhiên, do chi phí cao và bảo trì khó
khăn nên HVDC không bao giờ được sử dụng trong gần một thập
kỷ
– Với việc phát minh ra thiết bị điện tử bán dẫn vào những năm
1970, việc chuyển đổi giữa điện xoay chiều và một chiều đã có
thể thực hiện. Thiết bị chuyên dụng có thể được sử dụng để tạo ra
nguồn điện một chiều cao áp (một số đặt tới 800kV). Các bộ phận
khác của châu Âu đã bắt đầu sử dụng các đường dây HVDC để
kết nối điện ở nhiều quốc gia khác nhau
– Các đường HVDC có tổn thất nhỏ hơn so với các đường AC
tương đương trong khoảng cách truyền rất dài. Ngoài ra, HVDC
cho phép các hệ thống AC khác nhau (50Hz hoặc 60Hz) kết nối
với nhau. Mặc dù có những ưu điểm riêng, các hệ thống HVDC
có chi phí cao hơn và kém tin cậy hơn so với các hệ thống AC
thông thường

– Cuối cùng Edison, Tesla và Westinghouse đã có thể biến điều
ước của họ thành hiện thực đó là giúp AC và DC có thể cùng tồn
tồn song song nhau
Điện có thể nói là một phát minh vĩ đại của loại người nó giúp
ích rất nhiều trong việc soi sáng, chạy các thiết bị tự động giúp
tiết kiệm sức lao động và thời gian của con người. Dòng điện lại
được chia thành hai loại là dòng điện xoay chiều (AC) và dòng
điện một chiều (DC). Hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay đều
dùng điện DC để hoạt động. Tuy nhiên không vì đó mà ta có thể
nghĩ điện AC ít được sử dụng nó sẽ có các ứng dụng riêng và độ
phổ biến củng khơng khác gì dịng điện DC.
Trang 9


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

2. Phân biệt dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
2.1. Dịng điện xoay chiều (AC) là gì?
a, Khái niệm
Điện xoay chiều AC được viết tắt của từ Alternating Current.
Là dòng điện có chiều và độ lớn biến đổi theo thời gian và thường
có chu kỳ nhất định. Có nghĩa là dòng điện xoay chiều trong
mạch sẽ chạy theo một chiều và sau đó chạy theo chiều ngược lại.
Khi nói đến điện xoay chiều ta thường nhắc đến: tần số, chu kỳ,
pha. Nguồn cung cấp AC là máy phát điện.
Các thiết bị điện gia dụng hiện nay đa phần là sử dụng điện
xoay chiều AC như: máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, bếp điện, tivi,
bóng đèn huỳnh quang…. Dịng điện AC thường được ký hiệu là
chữ AC hoặc dấu ngã (~)

Trang 10


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

b, Cách tạo dòng điện xoay chiều
Cách đơn giản nhất để tạo ra AC đó chính là sử dụng máy phát
điện, đây là loại máy đặc biệt được thiết kế để tạo ra dòng điện
xoay chiều. Trong thiết bị này một vòng quay được đặt bên trong
từ trường và tạo ra dòng điện dọc theo dây theo nguyên lý cảm
ứng điện từ. Vịng quay có thể được cung cấp bằng bất cứ loại
năng lượng nào như: tuabin gió, tuabin hơi nước, nước chảy…

Máy phát điện đơn giản

Trang 11


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Khi vòng xoay được quay trịn nó sẽ làm tăng giảm ln phiên
số đường sức từ từ nam châm đi qua tiết điện cuộn dây, khi hiện
tượng tăng giảm này xảy ra thì dịng điện cảm ứng trong cuộn dây
củng xuất hiện. Khơng những thế dịng điện ấy củng ln phiên
đổi chiều nên ta gọi đó là điện xoay chiều
c, Dạng sóng của điện xoay chiều
Để kiểm tra dạng sóng của điện AC chúng ta cần một máy hiện
sóng và kết nối vào mạch trên màn hình của máy sẽ thấy được
dạng sóng của điện áp theo thời gian. Khi đó chúng ta có thể thấy
được một số dạng sóng khác nhau của AC nhưng phổ biến nhất

vẫn là sóng sin

Ngồi ra, chúng ta cịn có hai dạng sóng khác của điện xoay
chiều là sóng vng và sóng tam giác

Trang 12


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Sóng tam giác được tìm thấy trong tổng hợp âm thanh và rất hữu ích để thử nghiệm các
thiết bị điện tử tuyến tính như bộ khuếch đại

Trang 13


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội
Sóng vng thường được sử dụng trong kỹ thuật số và chuyển đổi điện tử để kiểm tra
hoạt động

d, Các ứng dụng của dịng điện xoay chiều
Chúng ta có thể thấy điện xoay chiều ở mọi nơi từ gia đình, văn
phịng, nhà máy. Sở dĩ AC phổ biến là do nó có thể truyền đi
khoảng cách xa tương đối dễ dàng. Ở điện áp cao (trên 110kV),
mất ít năng lượng hơn trong truyền tải điện. Điện áp cao hơn có
nghĩa là dịng điện thấp hơn và dòng điện thấp hơn củng sẽ ít sinh
nhiệt trong đường dây do điện trở. AC có thể được chuyển đổi
sang điện áp cao một cách dễ dàng bằng máy biến áp
AC củng có khả năng cung cấp năng lượng trực tiếp cho động
cơ điện. Động cơ củng hoạt động tương tự như một máy phát điện

nhưng động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lương cơ
học (nếu trục trên động cơ quay, điện áp tạo ra tại các cực). Điều
này hữu ích cho các thiết bị lớn như máy rửa chén, tủ lạnh…
chạy dựa trên điện AC

Hình dạng đồ thị của điện xoay chiều

2.2 Dịng điện một chiều (DC) là gì?
a, Khái niệm
Nếu so với dịng điện xoay chiều AC thì dịng điện một chiều
DC có ngun lý hoạt động đơn giản hơn. Dịng điện một chiều
được ký hiệu là DC (Direct Current). Có thể hiểu một cách đơn
Trang 14


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

giản 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.
Để đơn giản hơn hãy tưởng tượng chiều di chuyển của điện tích
một chiều giống như một vòi nước, nước chỉ di chuyển theo một
hướng và khơng quay lại
Chúng ta có thể bắt gặp điện một chiều trong các thiết bị như:
pin, sạc điện thoại, bình ắc quy,... Đối với điện DC thì trên thiết bị
chứa điện DC sẽ có ký hiệu âm (-) và dương (+). Ngồi ra, chúng
ta cũng có nghe đến điện áp một chiều như: 5VDC, 12VDC,
24VDC,... Một số đặc tính của điện DC như:
- Cường độ dịng điện có thể tăng hoặc giảm nhưng khơng hề thay
đổi chiều

- Chiều dịng điện được quy ước đi từ dương sang âm
- Dòng DC được tạo ra từ nguồn pin, ắc quy, năng lượng mặt trời
b, Cách tạo dịng điện một chiều DC
- Có thể sử dụng máy phát điện xoay chiều đưa qua bộ cổ góp
điện để chuyển đổi thành điện một chiều
- Sử dụng một thiết bị điện chuyên dụng gọi là bộ chỉnh lưu để
biến đổi AC thành DC
- Sử dụng pin như một nguồn cung cấp DC, dòng điện này được
tạo ra bằng các phản ứng hóa học bên trong viên pin
- Ngồi ra trong các cơng việc sửa chữa điện tử ta còn thường sử
dụng thiết bị gọi là “máy cấp nguồn đa năng”, loại máy này sẽ
cho phép bạn biến dòng điện xoay chiều đầu ra thành đầu ra một
chiều DC có thể điều chỉnh dịng điện và điện áp tự do theo yêu
cầu

Trang 15


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Máy cấp nguồn DC đa năng

c, Đồ thị của dòng điện một chiều

Trang 16


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

d, Các ứng dụng của dịng điện một chiều

DC có thể được xem là ngọn nguồn hoạt động của hầu hết các
thiết bị điện từ các loại linh kiện, thiết bị nhỏ cho đến các loại
máy lớn như tủ lạnh chẳng hạn, dòng điện xoay chiều được cung
cấp cho thiết bị sẽ đi qua các bộ chỉnh lưu và biến dòng AC thành
DC để tạo nguồn nuôi cho các linh kiện hoạt động (phương thức
này áp dụng tương tự với ti-vi và đa số các loại thiết bị điện dân
dụng khác)
– Sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, xe điện, tự động hóa,
điều khiển các thiết bị điện
– Hầu hết các thiết bị văn phòng như TV, hệ thống âm thanh, bộ
khuếch đại, đèn flash, máy tính, máy tính bảng, điện thoại thông
minh đều sử dụng nguồn cấp DC để hoạt động
– Các loại đồ chơi hoặc các thiết bị sử dụng pin củng là những
ứng dụng sử dụng điện một chiều
Trang 17


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Nguồn điện một chiều dưới dạng PIN

2.3 Phân biệt dòng điện một chiều dịng điện xoay chiều

Sau khi tìm hiểu xong dịng điện một chiều & dòng điện xoay
chiều và hiểu được đặc trưng cơ bản của nó. Tiếp theo chúng ta
cùng nhau tổng hợp lại và so sánh hai loại dòng điện cơ bản này
Trang 18


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

nhé. Một số điểm khác nhau cơ bản giữa dòng AC và dòng DC
như sau:
- Nguồn cung cấp (AC là máy phát điện, DC là pin..)
- Đặc tính về chiều dịng điện (AC có thể đảo chiều cịn DC chỉ
có một chiều)
- Ký hiệu (AC ký hiện dấu ~, còn DC ký hiện +,-)
- Đặc tính về pha, tần số (AC có chu kỳ, tần số, pha cịn DC
khơng có pha)

Dịng điện xoay chiều

Dịng điện một chiều

Lượng năng
lượng mang

An tồn khi di chuyển ở khoảng cách Điện áp DC không thể đi xa vì nó sẽ
xa giữa các thành phố và mang nhiều thất thốt năng lượng và chi phí vật
năng lượng hơn
tư lớn

Hướng của dòng
điện

Đổi hướng liên tục

Di chuyển cố định theo một chiều

Tần số

Tần số của dòng điện xoay chiều là
50Hz hoặc 60Hz tùy thuộc vào chỉ
tiêu của quốc gia

Tần số của dịng điện bằng khơng do
khơng đổi chiều

Dịng điện

Dịng điện có cường độ thay đổi theo
Dịng điện có cường độ khơng đổi
thời gian

Dịng Electron

Electron liên tục đổi hướng tiến và lùi

Tạo ra từ

Máy phát điện xoay chiều và nguồn
Pin hoặc mấy cấp nguồn DC
điện

Thông số thụ
động

Trở kháng

Chỉ điện trở

Hệ số công suất

Nằm giữa 0 và 1

Luôn luôn là 1

Loại sóng

Hình sin, hình thang, tam giác, vng Tinh khiết và xung

Các Electron di chuyển đều đặn theo
một hướng

Bảng so sánh giữa điện xoay chiều AC và điện một chiều DC

3. Cách chuyển đổi từ điện xoay chiều sang điện một chiều –
AC sang DC

Trang 19


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Sau khi chúng ta phân biệt được thế nào là điện AC, thế nào là
điện DC thì bạn có tự hỏi rằng có thiết bị nào chuyển đổi qua lại
giữa hai loại điện AC và DC khơng ? Chắc chắn là có thiết bị làm
việc đó. Vì chúng ta biết rằng khơng phải thiết bị nào cũng dùng
điện xoay chiều, có những thiết bị chỉ sử dụng được điện một
chiều. Dễ thấy nhất là laptop của bạn. Ngồi laptop ra thì cịn có

Modem Wifi, sạc điện thoại, loa bluetooth…
Thiết bị để chuyển đổi từ điện xoay chiều AC sang một chiều
DC mà chúng ta hay gọi là thiết bị chỉnh lưu điện. Khi nhắc đến
chỉnh lưu thì chúng ta nghĩ ngay đến Đi ốt. Đi ốt là linh kiện bán
dẫn chỉ cho điện đi theo một chiều. Ứng dụng tính năng này,
người ta đấu các đi ốt tạo thành cầu chỉnh lưu để nắn điện AC
thành điện DC. Đấy là nguyên lý cơ bản của quá trình chỉnh lưu
để tạo thành điện DC từ điện AC. Trên thực tế, các mạch chỉnh
lưu cịn phải có thêm các linh kiện khác như: tụ điện, điện trở,
biến áp….
Mạch chỉnh lưu này sẽ có trong các board nguồn. Dễ thấy nhất
là trong các Adapter như: sạc laptop, sạc điện thoại… Hoặc các
bộ nguồn tổ ong cho ra điện 12V, 24V DC. Để hình dung rõ hơn
về q trình chỉnh lưu, các bạn có thể tham khảo thêm video phía
trên.
4. Cách chuyển đổi từ điện một chiều qua điện xoay chiều –
DC sang AC
Bạn có bao giờ tự hỏi rằng nếu chỉnh lưu để lấy điện DC thì có
thiết bị nào làm ngược lại khơng ? Có nghĩa là từ điện DC sẽ tạo
thành điện AC ? Câu trả lời là có. Đối lập với quá trình chỉnh lưu
thì quá trình đổi điện DC thành AC được gọi là nghịch lưu. Chúng
ta vẫn hay gọi là Inverter. Vậy quá trình Inverter được ứng dụng ở
đâu ?
Một ứng dụng dễ thấy nhất chính là trong hệ thống điện năng
lượng mặt trời (Solar). Các tấm Pin trên mái nhà sẽ hấp thụ ánh
Trang 20


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

sáng để tạo thành điện một chiều và tích trữ vào ắc qui. Sau đó
điện từ ắc qui sẽ đưa qua bộ Inverter để tạo thành điện xoay chiều
AC cho gia đình sử dụng. Vậy trong bộ Inverter đó có linh kiện gì
? Nếu như bộ chỉnh lưu sử dụng đi ốt thì bộ nghịch lưu sẽ sử dụng
MOSFET. Ngồi ra cịn có nhiều thiết bị khác để tạo thành một
Inverter hồn chỉnh.
Ngồi hệ thống điện mặt trời thì các hệ thống điện gió, thủy
điện… cũng sử dụng bộ nghịch lưu để tạo ra điện xoay chiều AC.
Các bạn có thể xem clip phía trên để hiểu rõ hơn về nguyên lý
chuyển đổi từ điện DC sang AC.
Người ta sử dụng máy biến tần (hay còn gọi là inverter) để biến
đổi điện một chiều thành điện xoay chiều và ngược lại.
Dòng điện một chiều DC sẽ truyền vào cuộn sơ cấp (hình vẽ
zig zắc màu hồng đậm ở bên trái) của máy biến áp hình trịn
(vịng trịn nâu), thơng qua một đĩa quay trịn (mơ tả bằng hình
trịn có 4 phần màu đỏ và xanh) với các kết nối phức tạp khác.
Khi đĩa quay, dòng điện một chiều sẽ liên tục được chuyển
hướng và dẫn tới cuộn sơ cấp thông qua dây dẫn, và máy biến áp
nhận được dòng điện xoay chiều AC như là nguồn năng lượng
đầu thay vì dịng điện một chiều DC ban đầu.
Đây là bước chuyển tiếp quan trọng trong máy biến áp với
cuộn thứ cấp có nhiều vịng dây (hình zig zắc màu vàng ở bên
phải máy biến áp) hơn là cuộn sơ cấp.
Bởi vì số vịng dây quấn trong cuộn thứ cấp có vai trị làm tăng
mức điện áp dòng điện AC tại đầu ra, để chúng lớn hơn nhiều so
với mức điện áp của dòng điện AC tại đầu vào ban đầu.
Bên cạnh đó, tốc độ quay của đĩa sẽ điều chỉnh tần sóng của dòng
AC tại đầu ra.
Máy biến tần inverter được ứng dụng trong ngành công nghiệp
điện mặt trời. Thiết bị chuyển đổi dòng điện 1 chiều thành xoay

Trang 21


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

chiều để hòa lưới điện quốc gia, đồng thời cung cấp điện cho các
tải tiêu thụ.
5. Các thiết bị chuyển đổi điện AC, DC trong công nghiệp
Đối với các bạn đã đi làm trong nhà máy, chắc hẳn đã quá quen
thuộc với điện một chiều và điện xoay chiều. Có một thiết bị mà
tại đó bạn sẽ thấy rõ được hai quá trình nghịch lưu, chỉnh lưu. Đó
chính là UPS (Uninterruptible Power Supply), hay cịn gọi là bộ
lưu điện.

Hình mơ tả ngun lý hoạt động của UPS

Nguyên lý hoạt động của UPS
Trong mỗi UPS sẽ có hai module quan trọng là Rectifier và
Inverter. Trong đó Rectifier là bộ nắn để nắn điện xoay chiều sang
điện một chiều. Còn bộ Inverter là bộ nghịch lưu để chuyển đổi
điện một chiều sang điện xoay chiều.
Trang 22


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

Ngoài UPS ra thì có lẽ trong nhà máy chúng ta chỉ cịn có các
bộ chuyển đổi tín hiệu từ AC sang 4-20mA DC hoặc 0-10V DC.
Và hầu như khơng có thiết bị chuyển đổi ngược lại. Các thiết bị
đó được gọi là bộ chuyển đổi tín hiệu AC sang 4-20mA, 0-10V.

Mục đích sử dụng là để giám sát nguồn điện hoặc để cảnh báo
mất pha, cao áp, thấp áp. Một số ứng dụng cịn dùng để đo cơng
suất tải, giám sát dòng điện của động cơ.
6. Nguồn AC, DC, AC/DC, DC/DC
Điện xoay chiều hay điện một chiều cũng đều được sử dụng
nhiều và quen thuộc với cuộc sống hằng ngày. Có khá nhiều
thơng tin liên quan đến dịng điện, nguồn điện ta cần nắm được để
sử dụng các thiết bị điện một cách hiệu quả. Bài viết này chúng ta
sẽ có những tìm hiểu chung về nguồn điện và sự khác biệt giữa
nguồn AC, DC, AC-DC và DC-DC.
Nguồn AC
Nguồn AC là gì? Dịng điện xoay chiều (AC) là dịng điện tiêu
chuẩn đi ra từ các ổ cắm điện và được định nghĩa là dịng điện
tích có hướng thay đổi tuần hồn. Dòng điện xoay chiều thay đổi
giữa dương và âm do các electron – dòng điện đến từ dòng của
các electron này, có thể chuyển động theo hướng dương (lên)
hoặc theo hướng âm (xuống). Đây được gọi là sóng xoay chiều
hình sin được tạo ra khi máy phát điện tại các nhà máy điện tạo ra
nguồn điện xoay chiều.
Nguồn DC
Nguồn điện một chiều DC là một dịng điện tuyến tính di
chuyển theo đường thẳng. Dịng điện một chiều có thể đến từ
nhiều nguồn, bao gồm pin, pin mặt trời, pin nhiên liệu và một số
máy phát điện đã được sửa đổi.
Nguồn DC cũng có thể được tạo ra từ nguồn AC bằng cách sử
dụng một bộ chỉnh lưu chuyển đổi AC thành DC. Nguồn điện một
chiều phù hợp hơn nhiều về mặt phân phối điện áp, hầu hết các
Trang 23

Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

thiết bị điện tử dựa vào nó và sử dụng nguồn điện một chiều như
pin.
Các thiết bị điện tử cũng có thể chuyển đổi nguồn điện xoay
chiều từ ổ cắm sang nguồn điện một chiều bằng cách sử dụng bộ
chỉnh lưu, thường được tích hợp trong bộ nguồn của thiết bị.
Nguồn AC-DC
Bộ chuyển đổi nguồn AC-DC lấy nguồn AC từ các ổ cắm và
chuyển nó thành nguồn DC. Các bộ nguồn này bao gồm máy biến
áp thay đổi điện áp của AC đi qua ổ cắm trên tường, bộ chỉnh lưu
để lưu từ AC sang DC và một bộ lọc loại bỏ nhiễu từ các định và
tần số của sóng nguồn AC. Thông thường, điện áp sẽ được máy
biến áp giảm xuống điện áp yêu cầu của thiết bị được cung cấp
Trong bước đầu tiên của việc chuyển đổi nguồn AC sang DC,
điện áp được chỉnh lưu bằng cách sử dụng một loạt các đi ốt. Điều
này biến đổi sóng AC hình sin thành một loạt các cực đại dương
bằng cách sử dụng một bộ chỉnh lưu.

Nguồn điện chuyển đổi 3 pha AC sang DC

Tuy nhiên thời điểm này vẫn còn dao động dạng sóng – thời
gian giữa các đỉnh – cần được loại bỏ. Để lọc điều này, một tụ
Trang 24


Viện Điện – Đại học Bách khoa Hà Nội

điện được sử dụng bằng cách tạo ra một nguồn năng lượng sau đó
được áp dụng cho tài khi điện áp của nó giảm xuống.

Tụ điện lưu trữ năng lượng đến trên cạnh tăng và mở rộng nó
khi điện áp giảm, làm giảm đáng kể các trường hợp điện áp giảm.
Nói chung, dung lượng lưu trữ của tụ điện càng cao thì chất lượng
của bộ nguồn càng cao. Sau khi chuyển đổi điện áp, sự biến đổi
đầu ra được làm mịn bằng cách chuyển điện áp qua bộ điều chỉnh
để tạo ra đầu ra DC cố định.
Nguồn DC-DC
Một số thiết bị – đặc biệt là những thiết bị chạy bằng pin hoặc
pin mặt trời – yêu cầu nguồn DC ở các mức điện áp khác nhau và
đây là nơi có bộ chuyển đổi DC-DC.
Nguồn DC-DC chuyển đổi dòng điện một chiều đến từ nguồn
điện (pin) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác tùy thuộc
vào nhu cầu tại thời điểm của thiết bị được cung cấp.
Trong một thiết bị điện tử cầm tay thường có một số mạch phụ,
mỗi mạch có yêu cầu riêng về mức điện áp khác với mức điện áp
được cung cấp bởi nguồn điện. Ngoài ra, điện áp của pin giảm khi
năng lượng được lưu trữ bị trì hỗn.

Nguồn điện chuyển đổi DC to DC

Nguồn DC-DC hoạt động phụ thuộc vào nguồn được đề cập, có
nhiều loại bộ chuyển đổi DC-DC khác nhau (điện tử, từ tính,
Trang 25