Dòng điện một chiều là gì?

Dòng điện một chiều (DC – Direct Current) là dòng điện chỉ di chuyển theo một hướng cố định, từ cực dương sang cực âm, như ở các nguồn điện một chiều phổ biến như pin hay ắc quy. Hãy cùng tìm hiểu thêm về dòng điện một chiều, các tính chất đặc trưng và tác dụng của nó.

Dòng điện một chiều là gì?

Dòng điện một chiều là dòng chuyển động của các hạt electron mang điện theo chiều chuyển động một hướng nhất định từ dướng sang âm hay dòng chuyển động của các điện tử tự do. 

Nhìn vào hình ở trên, bạn có thể thấy điện áp của dòng điện một chiều luôn ở cực dương hay liên tục theo thời gian, trong khi đó, điện áp dòng điện xoay chiều luôn thay đổi từ cực dương sang 0 tới cực âm và ngược lại. Hay ta thấy điện áp của dòng 1 chiều ổn định, còn dòng điện xoay chiều thì thay đổi theo biểu đồ hình sin.
Vậy, dòng điện một chiều (DC – Direct Current) có nghĩa là dòng của các hạt electron luôn di chuyển một hướng nhất định theo thời gian. Tức là, dòng điện một chiều có điệp áp không thay đổi, đối nghịch với dòng điện xoay chiều có điện áp luôn luôn thay đổi.

Đơn vị dòng điện

Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe (A)

Dòng điện một chiều được tạo ra từ các nguồn sau:

• Dùng máy phát điện một chiều.
• Dùng thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.
• Các loại pin đều ra cho dòng điện một chiều.

Bản chất dòng điện và chiều dòng điện.

  Khi các điện tử (electrons) tập trung với mật độ cao chúng tạo chúng tích điện và có xu hướng chuyển động về phía nơi thiếu electrons
  – Dòng điện chính là dòng chuyển động của các hạt mang điện như điện tử (electrons), ion.
  – Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương sang âm ( ngược với chiều chuyển động của các điện tử – đi từ âm sang dương )

Tác dụng của dòng điện:

  Khi có một dòng điện chạy qua dây dẫn điện như thí nghiệm sau :

  Thí nghiệm cho thấy khi có dòng điện chạy qua, nam châm bị lệch hướng, chứng tỏ phát ra một từ trường nào đó. Khi đổi chiều dòng điện, nam châm lại lệch theo hướng ngược lại.
  – Dòng điện chạy qua bóng đèn thắp sáng bóng đèn và sinh nhiệt năng
  – Dòng điện chạy qua động cơ làm quay động cơ sinh ra cơ năng
  – Khi ta nạp ác quy các cực của ắc quy bị biến đổi và dòng điện có tác dụng hoá năng..

Như vậy dòng điện có các tác dụng là tác dụng về nhiệt , tác dụng về cơ năng , tác dụng về từ trường và tác dụng về hoá năng.

Cấu trúc nguyên tử (electron):

Nguyên tố được cấu tạo lên từ nguyên tử, mỗi nguyên từ lại được cấu tạo từ 2 phần: một hạt nhân gồm chạt mang điện tích dương Proton và các hạt trung hòa điện Neutron. Phần còn lại là các hạt điện tử (Electron) mang điện tích âm chuyển động quanh hạt nhân.

– Bình thường các nguyên tử có trạng thái trung hoà về điện nghĩa là số Proton hạt nhân bằng số electron ở bên ngoài nhưng khi có tác nhân bên ngoài như áp suất, nhiệt độ, ma sát tĩnh điện, tác động của từ trường .. thì các điện tử electron ở lớp ngoài cùng có thể tách khỏi quỹ đạo để trở thành các điện tử tự do. 
    – Khi một nguyên tử bị mất đi một hay nhiều điện tử, chúng bị thiếu điện tử và trở thành ion dương và ngược lại khi một nguyên tử nhận thêm một hay nhiều điện tử thì chúng trở thành ion âm.

Điện áp một chiều:

   Khi mật độ các điện tử tập trung không đều tại hai điểm A và B nếu ta nối một dây dẫn từ A sang B sẽ xuất hiện dòng chuyển động của các điện tích từ nơi có mật độ cao sang nơi có mật độ thấp, như vậy người ta gọi hai điểm A và B có chênh lệch về điện áp và áp chênh lệch chính là hiệu điện thế.
  – Điện áp tại điểm A gọi là UA
  – Điện áp tại điểm B gọi là UB.
  – Chênh lệch điện áp giữa hai điểm A và B gọi là hiệu điện thế UAB
             UAB = UA – UB
  – Đơn vị của điện áp là Vol  ký hiệu là U hoặc E,

Đơn vị điện áp

• Kilo Vol ( KV) = 1000 Vol
• Mini Vol (mV) = 1/1000 Vol
• Micro Vol = 1/1000.000 Vol

Điện áp một chiều là hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện qua mạch một chiều. Để đo điện áp một chiều, có thể sử dụng vôn kế một chiều.

Các bước đo điện áp một chiều:

• Mắc vôn kế song song với mạch cần đo điện áp.
• Có thể mắc song song trực tiếp vôn kế với nguồn điện như mạch phải hở.
• Đọc số (hoặc kim) chỉ thị trên vôn kế.
• Lưu ý: mắc chốt dương của vôn kế hướng đến cực dương của nguồn điện và ngược lại.

Nguồn điện một chiều

Nguồn điện một chiều là nguồn điện phát ra dòng điện một chiều có chiều xác định, độ lớn có thể vẫn thay đổi nhưng trị số của nó luôn nằm giới hạn trong 1 phía của trục thời gian Ox, nghĩa là hoặc luôn dương (+), hoặc luôn âm (-) và không đi qua giá trị “0”. Các nguồn cấp một chiều có thể là:

• Các loại pin, ắc quy, pin mặt trời
• Đầu ra các bộ chỉnh lưu từ dòng xoay chiều sang dòng một chiều sử dụng điốt, cầu điốt hoặc thyristor. Với yêu cầu dòng điện lớn cần dùng các thyristor.