Elektriskās enerģijas avoti: apraksts, veidi un īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Elektriskās enerģijas avoti katrā vietā atšķiras atkarībā no tā, kā tā tiek saņemta. Tātad stepēs lietderīgāk ir izmantot vēja spēku vai pārveidot siltumu pēc degvielas, gāzes sadedzināšanas. Kalnos, kur ir upes, tiek būvēti dambji un ūdens dzenā milzu turbīnas. Elektromotora spēks gandrīz visur tiek iegūts uz citu dabas enerģiju rēķina.

No kurienes nāk plaša patēriņa pārtika

Elektriskās enerģijas avoti saņem spriegumu pēc vēja spēka transformācijas, kinētiskās kustības, ūdens plūsmas, kodolreakcijas rezultāta, gāzes, degvielas vai ogļu sadegšanas siltuma. Plaši izplatītas ir termoelektrostacijas un hidroelektrostacijas. Atomelektrostaciju skaits pakāpeniski samazinās, jo tās nav pilnīgi drošas tuvumā dzīvojošajiem cilvēkiem.

Var izmantot ķīmisku reakciju, šīs parādības redzam automašīnu akumulatoros un sadzīves tehnikā. Tālruņu akumulatori darbojas pēc tāda paša principa. Vēja deflektorus izmanto vietās ar pastāvīgu vēju, kur elektriskās enerģijas avoti satur tradicionālo lieljaudas ģeneratoru.

Dažreiz ar vienu staciju nepietiek, lai darbinātu visu pilsētu,un elektroenerģijas avoti ir apvienoti. Tātad uz māju jumtiem siltajās zemēs tiek uzstādīti saules paneļi, kas baro atsevišķas telpas. Pakāpeniski videi draudzīgi avoti aizstās stacijas, kas piesārņo atmosfēru.

Automašīnās

Akumulators transportā nav vienīgais elektroenerģijas avots. Automašīnas shēmas ir veidotas tā, lai, braucot, sākas kinētiskās enerģijas pārvēršanas process elektroenerģijā. Tas ir saistīts ar ģeneratoru, kurā spoļu rotācija magnētiskajā laukā rada elektromotora spēka (EMF) izskatu.

Tīklā, uzlādējot akumulatoru, sāk plūst strāva, kuras ilgums ir atkarīgs no tā ietilpības. Uzlāde sākas uzreiz pēc dzinēja iedarbināšanas. Tas ir, enerģija tiek iegūta, sadedzinot degvielu. Jaunākie notikumi automobiļu rūpniecībā ir ļāvuši izmantot elektroenerģijas avota EMF satiksmē.

Elektriskos transportlīdzekļos jaudīgi ķīmiskie akumulatori ģenerē strāvu slēgtā ķēdē un kalpo kā strāvas avots. Šeit tiek novērots apgrieztais process: piedziņas sistēmas spoles rodas EML, kas izraisa riteņu griešanos. Strāvas sekundārajā ķēdē ir milzīgas, proporcionālas paātrinājuma ātrumam un automašīnas svaram.

Spoles ar magnētu princips

Strāva, kas plūst caur spoli, izraisa mainīgu magnētisko plūsmu. Viņš savukārt iedarbojas uz magnētiem peldošu spēku, kas piespiež rāmi ar diviempagriezt ar pretējās polaritātes magnētiem. Tādējādi elektriskās enerģijas avoti kalpo kā mezgls automašīnu kustībai.

Apgrieztais process, kad rāmis ar magnētu griežas tinumu iekšpusē kinētiskās enerģijas dēļ, ļauj pārveidot mainīgo magnētisko plūsmu spoļu EMF. Turklāt ķēdē tiek uzstādīti sprieguma stabilizatori, kas nodrošina nepieciešamo barošanas tīkla veiktspēju. Saskaņā ar šo principu elektroenerģiju ražo hidroelektrostacijās, termoelektrostacijās.

EMF ķēdē parādās arī parastā slēgtā ķēdē. Tas pastāv tik ilgi, kamēr vadītājam tiek piemērota potenciālu starpība. Elektromotora spēks ir nepieciešams, lai aprakstītu enerģijas avota īpašības. Termina fiziskā definīcija izklausās šādi: EML slēgtā ķēdē ir proporcionāls ārējo spēku darbam, kas pārvieto vienu pozitīvu lādiņu cauri visam vadītāja ķermenim.

Formula E=IR - tiek ņemta vērā kopējā pretestība, kas sastāv no strāvas avota iekšējās pretestības un ķēdes padeves sekcijas pretestības saskaitīšanas rezultātiem.

Ierobežojumi apakšstaciju uzstādīšanai

Jebkurš vadītājs, caur kuru plūst strāva, rada elektrisko lauku. Enerģijas avots ir elektromagnētisko viļņu izstarotājs. Apkārt jaudīgām iekārtām, apakšstacijās vai ģeneratoru tuvumā tiek ietekmēta cilvēku veselība. Tāpēc ir veikti pasākumi, lai ierobežotu būvniecības projektus dzīvojamo ēku tuvumā.

IeslēgtsLikumdošanas līmenī ir noteikti fiksēti attālumi līdz elektriskiem objektiem, pēc kuriem dzīvs organisms ir drošībā. Jaudīgu apakšstaciju būvniecība pie mājām un cilvēku maršrutā ir aizliegta. Spēcīgām instalācijām jābūt ar žogiem un slēgtām ieejām.

Augstsprieguma līnijas tiek montētas augstu virs ēkām un izņemtas no apdzīvotām vietām. Lai novērstu elektromagnētisko viļņu ietekmi dzīvojamajā rajonā, enerģijas avoti tiek slēgti ar iezemētiem metāla ekrāniem. Vienkāršākajā gadījumā izmanto stiepļu sietu.

Mērvienības

Katra enerģijas avota un ķēdes vērtība ir aprakstīta ar kvantitatīvām vērtībām. Tas atvieglo konkrēta barošanas avota slodzes projektēšanu un aprēķināšanu. Mērvienības ir savstarpēji saistītas ar fiziskiem likumiem.

Strāvas padeves vienības ir šādas:

• Pretestība: R - omi.
• EMF: E - Volt.
• Reaktīvais un pretestība: X un Z - omi.
• Strāva: I - Amp.
• Spriegums: U - Volt.
• Jauda: P - vats.

Seriālo un paralēlo barošanas ķēžu izbūve

Ķēdes aprēķins kļūst sarežģītāks, ja tiek pieslēgti vairāku veidu elektroenerģijas avoti. Tiek ņemta vērā katra atzara iekšējā pretestība un strāvas virziens caur vadītājiem. Lai izmērītu katra avota EML atsevišķi, jums būs jāatver ķēde un jāizmēra potenciāls tieši pie barošanas akumulatora spailēm ar ierīci - voltmetru.

Kad ķēde ir aizvērta, ierīce rādīs sprieguma kritumu, kam ir mazāka vērtība. Lai iegūtu nepieciešamo uzturu, bieži ir nepieciešami vairāki avoti. Atkarībā no uzdevuma var izmantot vairākus savienojumu veidus:

• Secīgi. Tiek pievienots katra avota ķēdes EMF. Tātad, izmantojot divus akumulatorus, kuru nominālvērtība ir 2 volti, pievienošanas rezultātā tie iegūst 4 V.
• Paralēli. Šis veids tiek izmantots, lai palielinātu avota jaudu, attiecīgi, ir ilgāks akumulatora darbības laiks. Ķēdes EMF ar šo savienojumu nemainās ar vienādiem akumulatora jaudas rādītājiem. Ir svarīgi ievērot savienojuma polaritāti.
• Kombinētie savienojumi tiek izmantoti reti, taču praksē tie notiek. Iegūtā EML aprēķins tiek veikts katrai atsevišķai slēgtai sadaļai. Tiek ņemta vērā atzaru strāvas polaritāte un virziens.

Strāvas padeves omi

Elektriskās enerģijas avota iekšējā pretestība tiek ņemta vērā, lai noteiktu iegūto EML. Kopumā elektromotora spēku aprēķina pēc formulas E=IR + Ir. Šeit R ir patērētāja pretestība un r ir iekšējā pretestība. Sprieguma kritumu aprēķina pēc šādas attiecības: U=E - Ir.

Šķēdē plūstošo strāvu aprēķina saskaņā ar Ohma likumu par visu ķēdi: I=E/(R + r). Iekšējā pretestība var ietekmēt strāvas stiprumu. Lai tas nenotiktu, avots tiek izvēlēts slodzei atbilstošišāds noteikums: avota iekšējai pretestībai jābūt daudz mazākai par kopējo patērētāju kopējo pretestību. Tad nav jāņem vērā tā vērtība nelielas kļūdas dēļ.

Kā izmērīt strāvas padeves omi?

Tā kā elektroenerģijas avoti un uztvērēji ir jāsaskaņo, uzreiz rodas jautājums: kā izmērīt avota iekšējo pretestību? Galu galā jūs nevarat izveidot savienojumu ar ommetru ar kontaktiem ar tiem pieejamajiem potenciāliem. Lai atrisinātu problēmu, tiek izmantota netieša indikatoru ņemšanas metode - ir nepieciešamas papildu lieluma vērtības: strāva un spriegums. Aprēķins tiek veikts pēc formulas r=U/I, kur U ir sprieguma kritums pāri iekšējai pretestībai, un I ir strāva ķēdē zem slodzes.

Sprieguma kritums tiek mērīts tieši pāri barošanas avota spailēm. Ķēdei ir pieslēgts zināmas vērtības rezistors R. Pirms mērījumu veikšanas nepieciešams ar voltmetru fiksēt avota EMF ar atvērtu ķēdi - E. Tālāk pievienojiet slodzi un pierakstiet rādījumus - U slodzi. un pašreizējā I.

Vēlamais sprieguma kritums pāri iekšējai pretestībai U=E − U slodze. Rezultātā mēs aprēķinām nepieciešamo vērtību r=(E − U slodze)/I.