Điều gì nếu dòng điện AC và DC chạm nhau

Về dòng điện DC và AC có khá nhiều thông tin cũng như kiến thức để có thể đọc biết thêm. Tuy nhiên, mọi người đã bao giờ đặt câu hỏi nếu như dòng điện AC và DC gặp nhau mà không qua thiết bị chuyển đổi sẽ như thế nào chưa?.

Mục lục

Nếu như dòng điện AC gặp dòng điện DC sẽ thế nào?

Có một số thiết bị hoạt động trên cả điện áp và dòng điện AC và DC, chẳng hạn như động cơ vạn năng (động cơ quấn nối tiếp), động cơ máy hút bụi, quạt chạy bằng AC và DC, v.v. Những thiết bị này có thể chạy trên DC nhanh hơn AC tại cùng cấp điện áp.

Ngoài ra, tín hiệu AC và DC được trộn lẫn và sử dụng cho nhiều mục đích khi cần thiết. Ví dụ, trong kẹp (bằng cách sử dụng mạch kẹp) để khuếch đại. Trong quá trình này, nếu điện áp DC dương được thêm vào sóng hình sin, nó sẽ dịch chuyển lên trên (với trục giao nhau bằng 0 tham chiếu). Nếu thêm DC âm, điều ngược lại sẽ xảy ra.

Trong các tình huống trên (tức là khi AC trộn với DC)

Phương trình dòng điện xoay chiều thuần túy: i = I _m Sin ωt + θ

Ý nghĩa:

i = Giá trị tức thời của dòng điện
I _m = Giá trị cực đại hoặc cực đại của dòng điện
ω = 2 π f = Tần số góc
θ = Độ lệch góc pha

Bây giờ, nếu trộn DC với AC, nó sẽ trở thành: i = I _m Sin ωt + θ ± I’

Trong đó I’ = là Dòng điện một chiều và chúng tôi sử dụng nó cho nhiều mục đích. Nhưng hãy nhớ rằng không phải lúc nào cũng vậy. Tức là bạn không thể áp dụng cùng một hỗn hợp AC và DC cho tất cả các thiết bị và dụng cụ điện và điện tử. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta áp dụng DC cho thiết bị AC và ngược lại và kết quả là gì.

Nói chung, điện áp cung cấp cho khu dân cư và gia đình là 120V AC (230V ở EU) và 3-18V DC trong trường hợp mạch điện tử. Nếu vô tình dòng AC chạm vào dòng DC kết nối với mạch điện tử và các thành phần, kết quả có thể là khói có mùi hôi, ngọn lửa hoặc thậm chí tệ hơn.

Điều này là do các thiết bị trên cáp DC được thiết kế để hoạt động ở điện áp và dòng điện DC cụ thể và thuần túy. Trong trường hợp các thành phần AC khi DC kết nối với nó. Và điều này có thể không hoạt động bình thường (đó là lý do tại sao máy biến áp không thể hoạt động ở điện áp DC ) hoặc thậm chí bắt đầu bốc khói và cháy.

Nội dung bạn có thể cần: Điện AC và DC cái nào nguy hiểm hơn

Điều gì xảy ra khi các thiết bị AC hoạt động trên DC?

Chúng ta biết rằng hầu hết các máy AC sử dụng cuộn cảm và cuộn dây như: động cơ, máy biến áp,… Trở kháng (điện trở tổng thể) của máy AC phụ thuộc vào tần số của điện áp nguồn.

Điện trở trong mạch điện xoay chiều: Z = V / I tính bằng Ω

Ký hiệu:

Z = tổng trở của AC = Z = √ (R ² + (X _L + X _C ) ²
X _L = Điện kháng cảm ứng tính bằng Ω
X _C = phản ứng điện dung tính bằng Ω
V = Điện áp tính bằng Vôn
I = Dòng điện tính bằng Ampe

Nhưng X _L và X _C phụ thuộc vào tần số tức là

X _L = 2 π f L
X _L = 1/ 2 π f C

Bây giờ, chúng tôi biết rằng không có tần số trong DC. tức là f = 0 trong mạch điện một chiều. Bây giờ điện trở tổng thể của DC sẽ quá thấp so với AC. Do đó, dòng điện quá mức sẽ chạy trong cuộn dây trường hoặc cuộn cảm có thể làm cháy hoặc nổ toàn bộ mạch.

Ví dụ

Có thông tin đơn giản bên dưới với điện áp đặt vào là 50V và 10Ω ở cả AC và DC:

Dòng điện trong mạch điện xoay chiều:

I = V/Z
I = 50V / 10Ω
I = 5A

Dòng điện trong mạch DC:

Z = 0 vì tần số 0 (đặt X _L = 2 π f L = 0 vì f = 0)
I = V/Z
I = 50V/0Ω
I = ∞ (Vô cực).

Điều này cho thấy dòng điện quá mức sẽ chạy trong mạch nếu chúng ta kết nối máy hoặc thiết bị AC với nguồn DC dẫn đến cháy cuộn dây rôto hoặc stato. Nếu chúng sống sót, chúng sẽ không thể hoạt động ở điều kiện bình thường.

Một trường hợp khác là các mạch điện xoay chiều sử dụng tụ điện mà chúng ta biết rằng tụ điện chặn DC và cho dòng điện xoay chiều đi qua nó. Đây là một lý do khác khiến thiết bị AC không hoạt động hoàn hảo trên nguồn DC.

Kiến thức liên quan: Các loại đầu nối, bộ ghép nối năng lượng mặt trời

Nếu chúng ta kết nối thiết bị AC với nguồn DC:

Một số máy như động cơ có thể không hoạt động bình thường hoặc thậm chí bị hỏng (ngoại trừ động cơ vạn năng hoạt động trên cả AC và DC).
Máy biến áp có thể bắt đầu bốc khói và cháy nếu nguồn DC được kết nối với sơ cấp của máy biến áp. Tương tự là trường hợp của máy phát điện.
Cuộn dây và điện từ có thể bị cháy nhanh chóng nếu được kết nối với nguồn DC.
Trong một số trường hợp, các bộ lọc chỉnh lưu AC và cung cấp DC. Một số thiết bị chỉ cần giá trị cực đại của AC cao hơn 40% so với giá trị RMS của AC. Nếu hoạt động với điện áp DC cao, hoạt động có thể chấp nhận được.
Nếu DC được áp dụng cho các thiết bị được xếp hạng AC, một số thiết bị có thể bị cháy, bắt đầu bốc khói, hoạt động một phần hoặc hoàn toàn không hoạt động theo thiết kế và hoạt động.

Điều gì xảy ra khi các thiết bị DC hoạt động trên AC?

Nếu chúng tôi kết nối nguồn AC với các thiết bị và thiết bị DC:

Điện áp dương và âm sẽ phá hủy (điều này không phải lúc nào cũng đúng) một số linh kiện điện tử như bóng bán dẫn và tụ điện. Trong trường hợp điện áp xoay chiều cao hơn, chúng có thể cháy nổ và bắt lửa.
Pin chỉ sạc trên DC, Nếu bạn kết nối nguồn AC với pin . Nó sẽ không sạc và mong đợi một vụ nổ và cháy.
Trong các thiết bị rơle và khuếch đại âm thanh, sự thay đổi tín hiệu AC tạo ra tiếng vo ve không thể chấp nhận được.
Một số thành phần có thể không được đặt lại hoặc hoạt động bình thường ngay cả khi chúng tồn tại trong nửa chu kỳ âm.
Bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý trong máy tính kỹ thuật số hoạt động trên logic kỹ thuật số “1” và “0” là BẬT/TẮT. AC sẽ tạo ra nhiều tín hiệu BẬT/TẮT, trong đó bộ vi xử lý sẽ không thể quyết định hướng là BẬT hay TẮT dẫn đến hệ thống hoạt động khó chịu hoặc vô ích.

Kiến thức đọc thêm: Sự khác biệt giữa đường dây truyền tải AC và DC là gì?

Điều gì sẽ xảy ra khi dây AC kết nối với dây DC?

Tất cả các kịch bản được thảo luận ở trên sẽ xảy ra cùng một lúc. Nếu vô tình một đường dây AC chạm vào một đường dây DC được kết nối với các thiết bị và linh kiện định mức DC, chúng có thể bị hỏng như thyristor, bóng bán dẫn, điện trở, tụ điện, cuộn cảm, vi mạch, IC. Nếu mức điện áp thấp và thời lượng ngắn, cầu chì hoặc bộ ngắt mạch có thể nổ và ngắt kết nối mạch khỏi nguồn điện. Bạn có thể nhận thấy một tia lửa điện và khói có mùi hôi.

Tóm tắc

Nếu bạn từng thắc mắc rằng điều gì sẽ xảy ra khi nối AC với DC và ngược lại, hãy ghi nhớ định luật Murphy (bất cứ điều gì có thể sai sẽ sai). Tức là thiết bị AC sẽ không hoạt động bình thường trên DC và thiết bị DC có thể không hoạt động tốt trên AC.

Vì vậy, hãy đảm bảo an toàn và đừng bao giờ thử điều này ở nhà (tức là chạm vào đường dây AC với đường dây DC). Vì có thể xảy ra thương tích nghiêm trọng do điện giật và hỏa hoạn. Giữ an toàn. Nếu không có thiết bị bảo vệ phù hợp được lắp đặt trên hệ thống, điều này có thể làm hỏng cả thiết bị và linh kiện được xếp hạng AC và DC.

Với nhu cầu sử dụng điện nhiều hiện nay thì việc lắp điện mặt trời trả góp không còn xa lạ với mỗi gia đình để có thể tiết kiệm chi phí và tự chủ trong nguồn điện sử dụng.