Dòng điện 1 chiều là gì? Tính chất và các ứng dụng quan trọng

Hiện nay, có hai loại dòng điện phổ biến nhất là dòng điện 1 chiều và xoay chiều. Dòng điện xoay chiều được sử dụng chủ yếu trong truyền tải và phân phối điện thông thường, trong khi đó dòng điện 1 chiều thường được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt như pin, ắc quy, máy phát điện và pin năng lượng mặt trời… Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu định nghĩa dòng điện 1 chiều là gì, cách hoạt động của dòng 1 chiều và những kiến thức liên quan đến điện 1 chiều. Tham khảo ngay bài viết sau bạn nhé!

Dòng điện 1 chiều là gì?

Khái niệm dòng điện một chiều

Dòng điện chính là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện. Khi đó, dòng điện 1 chiều được định nghĩa là dòng chuyển động đơn hướng của các điện tích (các điện tích luôn di chuyển theo một hướng duy nhất).

Tính chất của dòng điện DC

• Cường độ dòng điện một chiều có thể tăng hoặc giảm nhưng hướng của chúng không hề thay đổi.
• Chiều của dòng điện DC được quy ước là từ dương sang âm. Khi đó, dòng điện 1 chiều sẽ di chuyển từ cực dương của nguồn đến thiết bị điện rồi đến cực âm của nguồn điện.
• Dòng điện 1 chiều được tạo ra từ các nguồn như pin hoặc năng lượng mặt trời, máy phát điện một chiều…
• Do dòng điện một chiều là một đường thẳng, không hề đổi chiều nên tần số của nó bằng 0.

Ký hiệu dòng điện 1 chiều

Dòng điện một chiều có ký hiệu là DC (DC là chữ cái viết tắt của cụm từ Direct Current). Trong một mạch điện, dòng điện 1 chiều sẽ được ký hiệu với hai cực là cực dương (+) và cực âm (-).

Đơn vị đo cường độ dòng điện nói chung và dòng điện 1 chiều nói riêng đều là Ampe (A).

Trong hệ đo lường quốc tế SI, đơn vị đo cường độ dòng điện được quy đổi như sau:

1 KiloAmpe = 1000 Ampe = 1.000.000 MiliAmpe

1 Ampe = 1000 miliAmpe

1 miliAmpe = 0.001 Ampe

Cách hoạt động của dòng điện một chiều

Dòng điện một chiều hoạt động khá đơn giản. Dòng điện sẽ chạy từ nguồn DC di chuyển theo một hướng, đi qua dây dẫn và đến các thiết bị điện, tiếp tục đi qua ổ cắm để hoàn thành mạch điện.

Trong mạch điện 1 chiều, các điện tích luôn di chuyển theo một hướng theo thời gian nên điện áp của dòng DC là không đổi. Điều này trái ngược hoàn toàn với dòng điện xoay chiều có điện áp luôn luôn thay đổi.

Ưu nhược điểm dòng điện một chiều

Ưu điểm

• Dễ dàng kiểm soát: Do điện DC là dòng điện 1 chiều nên có thể dễ dàng kiểm soát hướng dòng điện. Điều này giúp nó trở nên phù hợp hơn trong các ứng dụng yêu cầu định hướng dòng điện. Ví dụ như cung cấp nguồn cho các thiết bị như động cơ và điện tử.
• Có thể lưu trữ: Điện 1 chiều có thể lưu trữ trong pin, ắc quy.
• Tính ổn định: Do dòng điện 1 chiều hoạt động khá đơn giản, không đảo chiều nên giữ cho điện áp ổn định hơn.

Nhược điểm

• Khó truyền đi xa: Điện một chiều DC thường chỉ truyền qua một khoảng cách ngắn. Do đó, chúng sẽ bị hạn chế với những mục đích truyền tải xa. Nếu muốn truyền đi xa, cần kết hợp với các phương pháp khác, chẳng hạn như dùng bộ chuyển đổi.
• Hạn chế trong một số ứng dụng công nghiệp điện tử: Điện 1 chiều sẽ khó điều chỉnh cường độ dòng điện hơn. Do đó, chúng sẽ bị hạn chế trong các ứng dụng yêu cầu phải điều chỉnh năng lượng như lĩnh vực công nghiệp điện tử.

Các ứng dụng dòng điện DC phổ biến

Là một trong hai loại dòng điện phổ biến hiện nay, điện DC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống, có thể kể đến như:

Hệ thống năng lượng mặt trời

Một trong những ứng dụng nổi tiếng nhất của dòng điện 1 chiều đó là pin năng lượng mặt trời. Các tấm pin được thiết kế để hấp thu ánh sáng và chuyển đổi thành dòng điện 1 chiều. Dòng điện này sau đó đi qua biến tần để chuyển đổi thành điện xoay chiều cung cấp cho các thiết bị điện trong nhà.

Do ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào, miễn phí, cùng với xu hướng tiêu dùng xanh của các quốc gia hiện nay mà các hệ thống điện năng lượng mặt trời ngày càng được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi.

» Xem thêm: Dòng điện, điện áp và điện trở trong hệ thống điện mặt trời

Dùng trong chiếu sáng

Điện một chiều cũng được sử dụng nhiều trong chiếu sáng. Đèn pin là một trong những thiết bị sử dụng dòng điện một chiều. Khi đó, dòng điện DC sẽ được tích trữ trong pin và cung cấp điện để làm sáng bóng đèn hiệu quả.

Dùng để sạc pin

Hầu hết các thiết bị điện tử hiện nay đều sử dụng pin để chạy, ví dụ như điện thoại, tai nghe không dây, laptop, xe đạp điện, xe máy điện…. Do đó, để sạc pin cho các thiết bị này sẽ cần sử dụng củ sạc. Củ sạc chính là thiết bị cho phép chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều ở tường thành dòng điện 1 chiều để chạy thiết bị.

Dùng trong y học

Trong y tế, điện 1 chiều cũng có nhiều ứng dụng quan trọng. Có thể kể đến như hỗ trợ điều trị các vấn đề về thần kinh hay các bệnh về đau xương khớp…

Với rất nhiều những ứng dụng này, có thể thấy dòng điện 1 chiều vô cùng cần thiết trong đời sống, giúp con người dễ dàng thực hiện nhiều mục đích khác nhau.

Sử dụng điện một chiều ở đâu hữu ích nhất?

Mặc dù có rất nhiều ứng dụng, nhưng trong một số trường hợp, dòng điện 1 chiều phát huy tính hữu ích hơn cả. Có thể thấy rõ nhất trong trường hợp sạc pin. Khi sạc pin, bộ sạc sẽ chuyển đổi điện áp AC từ tường trở thành điện DC. Điều này ít nhiều gây tổn hao năng lượng trong quá trình chuyển đổi. Do đó, nếu có thể lấy điện từ nguồn điện một chiều thì hiệu suất sử dụng năng lượng sẽ cao hơn. Và pin năng lượng mặt trời là một ví dụ điển hình.

Một trong những cách tạo ra dòng điện 1 chiều hiệu quả và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống hiện nay là năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời trực tiếp và tạo ra dòng điện một chiều. Dòng điện này có thể sử dụng trực tiếp để sạc pin thông qua bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời, giúp tối ưu hóa lượng điện năng có thể thu được. Ngoài ra, nguồn điện DC cũng có thể dùng để chạy cho các thiết bị dùng điện một chiều.

Bên cạnh các ứng dụng dành cho người tiêu dùng, điện 1 chiều còn được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực truyền tải điện năng. Đó là sử dụng trong các đường dây có điện áp cao chạy vào máy biến áp, trước khi chúng được chuyển đổi thành điện xoay chiều cung cấp tới các hộ dân.

Hi vọng với những thông tin SUNEMIT cung cấp trên đây về khái niệm dòng điện 1 chiều là gì, cách hoạt động, ưu nhược điểm và những ứng dụng của nó đã giúp bạn đọc giải đáp được những thắc mắc ban đầu, từ đó có thêm những kiến thức bổ ích nhất phục vụ cho việc học tập và làm việc của mình.

Phạm Hân

Phạm Hân là chuyên viên marketing tại Công ty điện mặt trời Sunemit. Với nhiều năm làm việc trong ngành marketing và 3 năm tìm hiểu về lĩnh vực điện năng lượng mặt trời, Hân hi vọng có thể mang đến cho độc giả những kiến thức bổ ích, giúp bất kỳ ai cũng có thể hiểu rõ về hệ thống để lựa chọn giải pháp điện mặt trời tối ưu.