Dòng điện 1 chiều (DC) là gì ?

1. Khái niệm

DC là viết tắt của Direct Current: Hiểu một cách đơn giản là dòng điện chảy theo một hướng cố định, không hề thay đổi (là dòng chuyển động có hướng của các điện tích ). Cường độ có thể tăng hoặc giảm nhưng không hề thay đổi chiều.
Một điện áp DC có giá trị luôn luôn là dương hoặc là âm. Giá trị có thể tăng hoặc giảm nhưng không bị thay đổi giữa dương và âm. Ví dụ: nguồn DC +5V vì lý do gì đó bị giảm giá trị xuống 3V hoặc 1V nhưng không thể là -1V (lý do: chạm chập 2 cực âm và dương, sụt áp, ...)

Gợn sóng dòng điện DC

Các mạch điện thường yêu cầu một nguồn cung cấp DC có giá trị không đổi hoặc là tín hiệu DC có một chút gợn sóng như hình trên.
Các bộ nguồn/pin/ắc quy thì cung cấp điện áp DC không đổi, là sự chọn lựa tốt cho các mạch điện của chúng ta. Nguyên tắc chung của các bộ nguồn này là chuyển đổi điện áp AC ngõ vào lớn thành một điện áp AC có biên độ nhỏ hơn. Tiếp đó thì sử dụng cầu diode để chuyển đổi AC thành DC kết hợp với các tụ lọc nhiễu để tạo ra một điện áp DC ở ngõ ra với một chút gợn sóng. Tùy vào chất lượng nguồn mà giá trị DC ngõ ra có gợn sóng nhiều hay ít. Nhưng đa phần là đáp ứng tốt cho hầu hết các mạch điện. Chú ý thêm là: tùy vào từng loại thiết bị yêu cầu độ ổn định (gợn sóng) thì chúng ta cho loại nguồn cho phù hợp (Vì bộ nguồn DC ổn định thường có giá thành cao hơn).

2. Cấu trúc nguyên tử
Để hiểu về bản chất dòng điện ta biết rằng (kiến thức PTTH) tất cả các nguyên tố đều được cấu tạo lên từ các nguyên tử và mỗi nguyên tử của một chất được cấu tạo bởi hai phần là :

Một hạt nhân ở giữa các hạt mang điện tích dương gọi là Proton và các hạt trung hoà điện gọi là Neutron.
Các Electron (điện tử ) mang điện tích âm chuyển động xung 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.

3. Bản chất và chiều của dòng điện

Khi các điện tích tập trung với mật độ cao chúng tạo lên hiệu ứng tích điện

Dòng điện chính là dòng chuyển động của các hạt mang điện như : điện tích , ion.
Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương sang âm ( ngược với chiều chuyển động của các điện tích - đi từ âm sang dương )

4. Tác dụng của dòng điện

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

Ta thấy rằng dòng điện đã tạo ra một từ trường xung quanh để làm lệch hướng của nam châm, khi đổi chiều dòng điện thì từ trường cũng đổi hướng => làm nam châm lệch theo hướng ngược lại.

Dòng điện chạy qua bóng đèn làm bóng đèn phát sáng và sinh ra nhiệt năng
Dòng điện chạy qua động cơ làm quay động cơ quay 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.

5. Nguồn điện 1 chiều
Là nguồn phát ra dòng điện 1 chiều, dòng điện này có chiều xác định, độ lớn có thể vẫn biến thiên 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: