Dòng điện một chiều được học trong trường THPT với các khái niệm mơ hồ như : dòng diện là dòng của các hạt electron di chuyển trong chất dẩn điện hay nói cách khác là dòng của các hạt electron luôn di chuyển theo một hướng nhật định từ dương sang âm.
Để tìm hiểu dòng điện một chiều là gì chúng ta hãy quên các khái niệm mơ hồ đó & cùng tìm hiểu với chúng tôi một cách đơn giản nhất trong bài viết này.
Dòng điện một chiều là gì ?
Trước khi biết tìm hiểu dòng điện một chiều là gì chúng ta cùng xem một ví dụ :
Ta ví dụ một ống nước được xả tự nhiên từ trên cao xuống thì điểm cao nhất của mực nước và điểm thấp nhất của mực nước được gọi là hiệu điện thế. Như vậy chúng ta đã hiểu được hiệu điện thế là gì.
Tương tự ,
dòng điện một chiều cũng như dòng nước nếu chỉ chảy tự nhiên thì dòng nước chỉ chảy được một chiều từ trên xuống. Độ cao của mực nước chính là hiệu điện thế của dòng điện một chiều. Ký hiệu dòng điện một chiều là Vdc . Chúng ta thường bắt gặp ký hiệu này trên các pin sử dụng cho các thiết bị điện tử, đồ chơi trẻ em.
Cách tạo ra dòng điện một chiều bạn phải biết
Cách 1 :
Cách thức đơn giản để tạo ra dòng điện một chiều chính là mua một cục pin tiểu bất kỳ. Tôi lây ví dụ một viên pin thường dùng cho các đồ chơi trẻ em có giá rất rẻ nhé .
Chúng ta sẽ thấy rằng trên pin tiểu có ghi 1.5V hoặc 5V thì đây chính là hiệu điện thế của viên pin này. Đúng ra phải ghi 1.5Vdc thì mới đúng kỹ thuật nhưng nhà sản xuất mặc định rằng pin là dòng DC nên không ghi DC phía sau 1.5V.
Cách 2 :
Ít có ai biết rằng cục sạc điện thoại di động chúng ta thường dùng chính là một thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều. Để tạo ra được dòng điện một chiều cách đơn giản nhất chính là sử dụng cục sạc điện thoại này. Chúng ta chỉ cần cắt đầu sạc ra sẽ thấy có hai dây Dương và Âm tương ứng với hai cực của dòng DC.
Ký hiệu dòng điện 1 chiều
Dòng điện 1 chiều có ký hiệu Cộng ( + ) & Trừ ( – ) giữa hai cực của thiết bị. Đồng thời điện thế của dòng điện một chiều sẽ được ký hiệu VDC . VD : 1.5Vdc , 5Vdc , 10VDC
Trong đó V= Voltage , DC = Direct Current .
Hiểu cách đơn giản dòng điện đi qua theo một hướng cố định không hề thay đổi, cường độ có thể thay đổi tăng hoặc giảm nhưng không thể thay đổi về chiều.
Tác dụng của dòng điện một chiều
Khi tìm hiểu về dòng điện một chiều thì tất nhiên chúng ta cũng phải biết tác dụng của dòng điện một chiều trong đời sống và các ngành nghề khác.
Dòng điện một chiều để chiếu sáng
Khi cúp điện chúng ta thường dùng đèn Pin dạng sạc hoặc đèn pin sử dụng pin tiểu để chiếu sáng. Tất cả các loại đèn pin này đều dùng nguồn điện một chiều để chiếu sáng bởi năng lượng được tích tụ trong nguồn năng lượng PIN khô hoặc pin sạc.
Đèn pin hoạt động dựa vào nguyên lý dòng điện một chiều cung cấp năng lượng cho bóng đèn dùng thể phát sáng.
Dòng điện một chiều dùng sạc thiết bị điện tử
Ít có ai biết rằng điện thoại di động chúng ta thường dùng hằng ngày chính là dùng điện một chiều bởi nó được cắm sạc trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều. Ngay đầu cắm sạc chính là đầu chuyển nguồn AC thành DC trước khi vào điện thoại.
Nhờ sự chênh lệch điện áp giữa dòng điện ổ cắm sạc và dòng điện trong điện thoại mà điện thoại được nạp đầy một cách nhanh chóng phụ thuộc vào công suất đầu sạc.
Pin năng lượng mặt trời dùng điện 1 chiều
Một ứng dụng đang được sử dụng rộng rãi & càng nhân rộng chính là dùng tấm Pin thu năng lượng mặt trời để biến thành điện năng sử dụng. Tất nhiên quá trình này cần phải có biến tần để biến điện năng một chiều thành điện xoay chiều 220Vac để sử dụng.
Phân biệt dòng điện một chiều và điện áp một chiều
Đo dòng điện một chiều là một trong những vấn đề không hề đơn giản trong công nghiệp cũng như trong đời sống. Chúng ta cần xác định rõ đo dòng điện một chiều hay đo áp một chiều.
Bởi :
- Đo điện áp điện áp một chiều , khá đơn giản
Còn
- Đo dòng điện một chiều thì khá phức tạp bởi cần phải có thiết bị đo chuyên dụng
Trước hết chúng ta cần tìm hiểu về câu hỏi : dòng điện một chiều có tần số bằng bao nhiêu ?
Dòng điện một chiều thì tần số bằng bao nhiêu ?
“Dòng điện một chiều có tần số hay không “ đây là câu hỏi tôi tìm thấy trên một trang diển đàn điện của một cậu sinh viên học ngành điện đã ra trường. Tôi khá buồn cho ngành đào tạo Đại Học của Việt Nam khi tìm thấy những thông tin này
Các bạn hãy nhìn các sóng thay đổi liên tục ở trên. Các sóng giao động lên xuống trong một khoảng thời gian nhất định. Sự thay đổi liên tục này chính là tần số.
Như vậy , Tần số là sự lặp lại của một hiện tượng trong một thời gian nào đó
Chúng ta thấy rất rõ rằng dòng điện 1 chiều là một đương thẳng, còn dòng điện xoay chiều là một dạng hình SIN.
Kết luận :
- Dòng điện một chiều không có tần số
- Dòng điện xoay chiều có tần số từ 0-50/60 Hz
Đo dòng điện một chiều
Việc đo dòng điện 1 chiều khá đơn giản nếu như chúng ta có các thiết bị đo chuyên dụng. Dòng điện một chiều có hai loại :
- Dòng điện 1 chiều điều khiển
- Dòng điện 1 chiều của tải
Trong đó,
Dòng điện một chiều điều khiển có hai dạng chính :
- Dạng analog 0-20mA , 4-20mA , 0-40mA , 0-100mA , max 0-250mA
- Và dòng điện tải : 5Adc , 10Adc …300Adc
Nguyên lý đo dòng điện một chiều
Để đo dòng điện một chiều DC quả thực không phải là một việc đơn giản dù chúng ta có kiến thức đi nữa nhưng trong thực tế thì nó là cả một vấn đề lớn.
Đầu tiên, chúng ta hãy quên tất cả các kiến thức phức tạp trong trường đã dạy cho chúng ta vì trong thực tế chẳng ai dùng những cách thức đó cả.
Sau đó ….
… các bạn hãy xem các hướng dẩn cơ bản nhất của tôi .
Dù làm cách nào thì các bạn cũng phải có thiết bị để đo được dòng DC. Nên đầu tiên bạn phải mua thiết bị đo dòng một chiều DC ( nếu chưa có ).
Cách đo dòng điện 1 chiều bằng ampe kìm
Cách đơn giản nhất để đo được dòng DC chính là dùng đồng hồ Ampe kiềm DC. Để đo dòng tải DC ( Ampe ) cách nhanh và dể nhất là tìm mua một đồng hồ ampe kiềm có thể đo được dòng DC. Với cách này chúng ta có thể đọc trực tiếp dòng tải DC đang hoạt động. Tuy nhiên, chúng ta chỉ xem được chứ không thể giám sát hoặc điều khiển được.
Để làm được điều đó chúng ta cần dùng cách khác.
….
Đo dòng bằng điện trở shunt
Một trong những cách đo dòng 1 chiều hiệu quả trong thực tế chính là đo dòng của điện trở Shunt mắc nối tiếp trên tải. Thông qua bộ chuyển đổi K109LV để khuếch đại giá trị mV của điện trở shunt thành tín hiệu 4-20mA.
Thông qua tín hiệu analog 4-20mA chúng ta có thể truyền tín hiệu về màn hình hiển thị S311A-4-H để hiển thị giá trị dòng điện qua tải hoặc đưa tín hiệu về PLC để điều khiển.
“ Cảm Biến “đo dòng điện 1 chiều
Cảm biến đo dòng điện một chiều là một loại cảm biến mới xuất hiện trên thị trường dựa vào nguyên lý cảm biến Hall đo dòng điện. Cảm biến Hall tuy đơn giản nhưng lại hiệu quả trong đo dòng điện DC.
Dựa vào nguyên lý của cảm biến Hall mà các nhà sản xuất cho ra một loại biến dòng đo được dòng điện DC tương tự như biến dòng CT đo dòng AC. Một kỷ nguyên mới của việc đo dòng DC phục vụ cho ngành công nghiệp như : pin năng lượng mặt trời, xi mạ, điện gió, giám sát Motor DC có tải lớn.
Một ưu điểm rất lớn của việc dùng biến dòng CT đo dòng DC đó chính là giá thành rất thấp so với việc dùng : điện trở Shunt và bộ chuyển đổi điện trở shunt ra analog 4-20mA.
Đo dòng 4-20mA
Hầu như các tín hiệu được dùng để giám sát & điều khiển đang sử dụng tín hiệu 4-20mA. Để đo được dòng 4-20mA gần như không thể nếu chúng ta không có các thiết bị chuyên dụng.
Sự phát triển của công nghệ mang tới nhiều thiết bị & giải pháp hơn trong việc đo dòng tín hiệu 4-20mA. TEST-4 mang tới cách đo dòng 4-20mA một cách đơn giản nhất mà không cần phải lắp thêm một thiết bị nào khác.
Tín hiệu 4-20mA được đo trực tiếp từ các thiết bị như : cảm biến áp suất, cảm biến chênh áp, đồng hồ đo lưu lượng, PLC, hoặc bất kỳ thiết bị nào có ngõ ra analog 4-20mA / 0-10V.
Tôi hy vọng rằng với bài chia sẻ này sẽ giúp cho mọi người có cái nhìn chi tiết về dòng điện 1 chiều & tác dụng của dòng điện một chiều. Các bạn phải hiểu rằng dòng điện một chiều được phổ biến để điều khiển trong trong công nghiệp tương tự như điện áp 1 pha và điện áp 3 pha trong sản xuất và đời sống.
Đó là lý do tại sao tôi viết bài chia sẻ ” dòng điện một chiều “để mọi người biết tới tầm quan trọng của nó trong đời sống & trong sản xuất công nghiệp.
Kỹ Sư Cơ Điện Tử
Nguyễn Minh Hoà
Mobi : 097879.5566
Email : [email protected]