Trong lý thuyết mạch điện, dạng sóng cơ bản mà bạn cần hiểu rõ là sóng hình sin hay sóng sin. Sóng AC này được đặc trưng bởi tính chu kỳ, trong đó nguồn điện tạo ra một lực điện từ (EMF) có chiều ngược với chu kỳ. Thời gian để hoàn thành một chu kỳ ngược của sóng được gọi là chu kỳ.
Dòng điện một chiều, hay DC (Direct Current), dịch chuyển theo một hướng duy nhất trong mạch điện, khiến nó trở thành nguồn điện một chiều. Dòng điện và điện áp DC thường được tạo ra bởi các nguồn khác nhau như nguồn cấp điện, pin, động cơ điện, và pin năng lượng mặt trời. DC có cường độ cố định (biên độ) và một hướng cụ thể. Ví dụ, +12V biểu thị 12 volt theo hướng dương, trong khi -5V biểu thị 5 volt theo hướng âm.
Cần hiểu rằng nguồn cấp điện DC duy trì một giá trị cố định theo thời gian, luôn giữ ở trạng thái ổn định, liên tục. DC giữ nguyên giá trị trong suốt quá trình hoạt động trừ khi các kết nối bị đảo ngược vật lý. Một mạch điện DC đơn giản được minh họa dưới đây.
Mạch và Sóng DC
Sóng điện xoay chiều (AC) thể hiện sự biến đổi về cả cường độ và hướng trong thời gian, khiến nó trở thành sóng 2 chiều. Sóng AC có thể đại diện cho một nguồn cấp điện hoặc nguồn tín hiệu, thường ở dạng sóng hình sin: A(t) = Amax*sin(2πƒt).
AC, viết tắt của Alternating Current, thường đề cập đến sóng hình thay đổi theo thời gian, với phổ biến nhất là sóng hình sin hoặc sóng sin. Sóng sin có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật điện.
Biểu đồ thể hiện giá trị điện áp hoặc dòng điện tại một thời điểm cụ thể so với thời gian được gọi là sóng hình AC. Sóng hình AC liên tục thay đổi giữa các giá trị tối đa dương và âm theo thời gian, như thấy trong nguồn cấp điện áp chính trong nhà.
Đặc điểm này khiến sóng AC trở thành "tín hiệu phụ thuộc vào thời gian", với loại phổ biến nhất là Sóng Định Kỳ, được tạo ra bởi một máy phát điện quay.
Nhìn chung, sóng định kỳ có thể được tạo ra bằng cách kết hợp một tần số cơ bản với tín hiệu hài có tần số và biên độ khác nhau. Chủ đề này sẽ được thảo luận trong một bài hướng dẫn khác.
Khác với DC, điện áp và dòng điện xoay chiều không thể được lưu trữ trong ắc quy hoặc pin. Việc tạo ra các đại lượng này bằng cách sử dụng máy phát hoặc máy tạo sóng là một phương pháp thực tế và hiệu quả về chi phí khi cần thiết.
Loại và hình dạng của sóng AC phụ thuộc vào thiết bị tạo sóng, nhưng tất cả sóng AC đều có các đặc điểm chung:
Đặc Điểm của Sóng AC
- Chu Kỳ (T): Thời gian (tính bằng giây) để sóng hoàn thành một chu trình đầy đủ.
- Tần số (ƒ): Số lần sóng hoàn thành một chu kỳ trong một giây (ƒ = 1/T), được đo bằng đơn vị Hertz (Hz).
- Biên Độ (A): Độ lớn hoặc cường độ của sóng tín hiệu, được đo bằng đơn vị volt hoặc amp.
Trong bài hướng dẫn về dạng sóng, chúng tôi đã thảo luận về các loại sóng khác nhau, mô tả chúng dưới dạng đồ thị trực quan về sự thay đổi điện áp hoặc dòng điện theo thời gian.
Đối với sóng hình AC, đường cơ sở ngang biểu thị điều kiện điện áp hoặc dòng điện bằng 0. Bất kỳ phần nào của sóng ở trên đường cơ sở này biểu thị dòng điện hoặc điện áp đang dịch chuyển theo một hướng. Ngược lại, bất kỳ phần nào ở dưới đường cơ sở biểu thị dòng điện hoặc điện áp đang chảy theo hướng ngược lại. Trong khi sóng hình sin AC thể hiện tính đối xứng ở trên và dưới trục 0, điều này có thể không đúng đối với tín hiệu AC không phải là điện năng, bao gồm sóng âm thanh.
Sóng tín hiệu định kỳ phổ biến trong Kỹ thuật Điện và Điện tử chủ yếu là sóng hình sin. Tuy nhiên, sóng AC xoay chiều có thể có nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm Sóng Phức, Sóng Vuông và Sóng Tam Giác.
Bằng cách nắm vững các khái niệm cơ bản này, bạn sẽ có hiểu biết vững chắc về sóng AC và DC trong kỹ thuật điện.
