Källor till elektrisk energi: beskrivning, typer och funktioner

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Källor för elektrisk energi på varje ort skiljer sig åt i hur den tas emot. Så i stäpperna är det mer ändamålsenligt att använda vindens kraft eller omvandla värme efter att ha förbränt bränsle, gas. I bergen, där det finns floder, byggs dammar och vattnet driver gigantiska turbiner. Den elektromotoriska kraften erhålls nästan överallt på bekostnad av andra naturliga energier.

Varifrån konsumentmaten kommer

Elektriska energikällor får spänning efter omvandling av vindkraft, kinetisk rörelse, vattenflöde, resultatet av en kärnreaktion, värme från förbränning av gas, bränsle eller kol. Termiska kraftverk och vattenkraftverk är utbredda. Antalet kärnkraftverk minskar gradvis eftersom de inte är helt säkra för människor som bor i närheten.

En kemisk reaktion kan användas, vi ser dessa fenomen i bilbatterier och hushållsapparater. Batterier för telefoner fungerar på samma princip. Vindavvisare används på platser med konstant vind, där elektriska energikällor innehåller en konventionell högeffektsgenerator i designen.

Ibland räcker det inte med en station för att driva hela staden,och elektriska energikällor kombineras. Så, solpaneler installeras på hustaken i varma länder, som matar enskilda rum. Gradvis kommer miljövänliga källor att ersätta stationer som förorenar atmosfären.

I bilar

Batteriet i transporter är inte den enda källan till elektrisk energi. Bilens kretsar är utformade på ett sådant sätt att processen att omvandla kinetisk energi till elektrisk energi börjar under körning. Detta beror på generatorn, där rotationen av spolarna inuti magnetfältet genererar uppkomsten av en elektromotorisk kraft (EMF).

En ström börjar flyta i nätverket och laddar batteriet, vars varaktighet beror på dess kapacitet. Laddningen startar omedelbart efter start av motorn. Det vill säga energi genereras genom att bränna bränsle. Den senaste utvecklingen inom bilindustrin har gjort det möjligt att använda EMF från en elektrisk energikälla för trafik.

I elfordon genererar kraftfulla kemiska batterier ström i en sluten krets och fungerar som en strömkälla. Här observeras den omvända processen: EMF genereras i drivsystemets spolar, vilket får hjulen att snurra. Strömmarna i sekundärkretsen är enorma, proportionella mot accelerationshastigheten och bilens vikt.

Principen för spolen med en magnet

Strömmen som flyter genom spolen orsakar ett alternerande magnetiskt flöde. Han utövar i sin tur en flytkraft på magneterna, vilket tvingar ramen med tvårotera med magneter med motsatt polaritet. Sålunda fungerar källorna till elektrisk energi som en nod för bilars rörelse.

Den omvända processen, när ramen med magneten roterar inuti lindningarna, på grund av kinetisk energi, gör att du kan omvandla det alternerande magnetiska flödet till spolarnas EMF. Vidare är spänningsstabilisatorer installerade i kretsen, vilket ger den erforderliga prestandan hos försörjningsnätverket. Enligt denna princip genereras elektricitet i vattenkraftverk, värmekraftverk.

EMF i kretsen visas också i en vanlig sluten krets. Den existerar så länge som en potentialskillnad appliceras på ledaren. Elektromotorisk kraft behövs för att beskriva egenskaperna hos en energikälla. Den fysiska definitionen av termen låter så här: EMF i en sluten krets är proportionell mot arbetet av yttre krafter som för en enda positiv laddning genom hela ledarens kropp.

Formel E=IR - total resistans tas med i beräkningen, bestående av strömkällans inre resistans och resultaten av att addera resistansen för den matade sektionen av kretsen.

Restriktioner för installation av transformatorstationer

Alla ledare som ström flyter genom genererar ett elektriskt fält. Energikällan är en utsändare av elektromagnetiska vågor. Runt kraftfulla installationer, i transformatorstationer eller nära generatoraggregat påverkas människors hälsa. Därför har åtgärder vidtagits för att begränsa byggprojekt nära bostadshus.

PåPå lagstiftningsnivå fastställs fasta avstånd till elektriska föremål, bortom vilka en levande organism är säker. Det är förbjudet att bygga kraftfulla transformatorstationer nära hus och på vägen för människor. Kraftfulla installationer måste ha staket och stängda ingångar.

Högspänningsledningar monteras högt ovanför byggnaderna och tas ut från bosättningarna. För att eliminera påverkan av elektromagnetiska vågor i bostadsområdet stängs energikällor med jordade metallskärmar. I det enklaste fallet används ett trådnät.

måttenheter

Varje värde för energikällan och kretsen beskrivs med kvantitativa värden. Detta underlättar uppgiften att designa och beräkna belastningen för en specifik strömförsörjning. Måttenheter är sammankopplade av fysiska lagar.

Enheterna för strömförsörjning är följande:

• Motstånd: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Reaktiv och impedans: X och Z - Ohm.
• Aktuellt: I - Amp.
• Voltage: U - Volt.
• Ström: P - Watt.

Bygga seriella och parallella strömkretsar

Kedjeberäkning blir mer komplicerad om flera typer av elektriska energikällor ansluts. Det interna motståndet för varje gren och strömriktningen genom ledarna beaktas. För att mäta EMF för varje källa separat, måste du öppna kretsen och mäta potentialen direkt vid polerna på matningsbatteriet med en enhet - en voltmeter.

När kretsen är sluten visar enheten ett spänningsfall som har ett mindre värde. Flera källor krävs ofta för att få den nödvändiga näringen. Beroende på uppgiften kan flera typer av anslutningar användas:

• Sekventiell. EMF för kretsen för varje källa läggs till. Så när två batterier med ett nominellt värde på 2 volt används, får de 4 V som ett resultat av anslutningen.
• Parallell. Denna typ används för att öka kapaciteten på källan, respektive det finns en längre batteritid. EMF för kretsen med denna anslutning ändras inte med samma batteriklassificering. Det är viktigt att observera anslutningens polaritet.
• Kombinerade anslutningar används sällan, men de förekommer i praktiken. Beräkningen av den resulterande EMF görs för varje enskild stängd sektion. Polariteten och riktningen för strömmen i grenarna tas med i beräkningen.

Strömförsörjning ohm

Den interna resistansen för den elektriska energikällan tas med i beräkningen för att bestämma den resulterande EMF. I allmänhet beräknas den elektromotoriska kraften med formeln E=IR + Ir. Här är R konsumentmotståndet och r är det inre motståndet. Spänningsfallet beräknas enligt följande samband: U=E - Ir.

Strömmen som flyter i kretsen beräknas enligt Ohms lag för hela kretsen: I=E/(R + r). Internt motstånd kan påverka strömstyrkan. För att förhindra att detta inträffar väljs källan för belastningen enlföljande regel: källans inre motstånd måste vara mycket mindre än konsumenternas totala resistans. Då är det inte nödvändigt att ta hänsyn till dess värde på grund av det lilla felet.

Hur mäter man strömförsörjningen ohm?

Eftersom källor och mottagare för elektrisk energi måste matchas, uppstår frågan omedelbart: hur mäter man källans inre resistans? När allt kommer omkring kan du inte ansluta med en ohmmeter till kontakter med potentialerna tillgängliga på dem. För att lösa problemet används en indirekt metod för att ta indikatorer - värdena för ytterligare kvantiteter krävs: ström och spänning. Beräkningen görs enligt formeln r=U/I, där U är spänningsfallet över det interna motståndet, och I är strömmen i kretsen under belastning.

Spänningsfallet mäts direkt över strömförsörjningsanslutningarna. Ett motstånd med känt värde R är ansluten till kretsen. Innan du gör mätningar är det nödvändigt att fixera källans EMF med en öppen krets - E med en voltmeter. Anslut sedan belastningen och registrera avläsningarna - U-belastning. och nuvarande I.

Önskat spänningsfall över det interna motståndet U=E − U belastning. Som ett resultat beräknar vi det erforderliga värdet r=(E − U load)/I.