Электр энергиясының көздері: сипаттамасы, түрлері және ерекшеліктері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Әр елді мекендегі электр энергиясының көздері оны алу тәсілімен ерекшеленеді. Демек, далада желдің күшін пайдалану немесе отын, газды жағудан кейінгі жылуды түрлендіру мақсатқа сай. Өзендері бар тауларда бөгеттер салынып, су алып турбиналарды қозғайды. Электр қозғаушы күш барлық жерде дерлік басқа табиғи энергиялар есебінен алынады.

Тұтынатын тағам қайдан келеді

Электр энергиясының көздері жел күші, кинетикалық қозғалыс, су ағыны, ядролық реакция нәтижесінде, газдың, отынның немесе көмірдің жануынан жылуды түрлендіруден кейін кернеуді алады. Жылу электр станциялары мен су электр станциялары кең таралған. Атом электр станцияларының саны бірте-бірте азайып келеді, өйткені олар жақын жерде тұратын адамдар үшін мүлдем қауіпсіз емес.

Химиялық реакцияны қолдануға болады, біз бұл құбылыстарды автомобиль батареялары мен тұрмыстық техникада көреміз. Телефондарға арналған батареялар бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Жел дефлекторлары тұрақты жел болатын жерлерде пайдаланылады, мұнда электр энергиясы көздерінде конструкцияда әдеттегі жоғары қуат генераторы бар.

Кейде бір станция бүкіл қаланы қуаттандыруға жеткіліксіз,және электр энергиясының көздері біріктірілген. Сонымен, жылы елдердегі үйлердің шатырларына жеке бөлмелерді тамақтандыратын күн батареялары орнатылады. Біртіндеп экологиялық таза көздер атмосфераны ластайтын станцияларды ауыстырады.

Көліктерде

Көліктегі батарея электр энергиясының жалғыз көзі емес. Автокөліктің тізбектері қозғалыс кезінде кинетикалық энергияны электр энергиясына айналдыру процесі басталатындай етіп жасалған. Бұл магнит өрісінің ішіндегі катушкалардың айналуы электр қозғаушы күштің (ЭМӨ) көрінісін тудыратын генераторға байланысты.

Батареяны зарядтайтын желіде ток келе бастайды, оның ұзақтығы оның сыйымдылығына байланысты. Зарядтау қозғалтқышты іске қосқаннан кейін бірден басталады. Яғни, энергия отынды жағу арқылы пайда болады. Автомобиль өнеркәсібіндегі соңғы жаңалықтар электр энергиясы көзінің ЭҚК-ін қозғалыс үшін пайдалануға мүмкіндік берді.

Электр көліктерінде қуатты химиялық батареялар тұйық тізбекте ток жасап, қуат көзі ретінде қызмет етеді. Мұнда кері процесс байқалады: ЭҚК жетек жүйесінің катушкаларында пайда болады, бұл дөңгелектердің айналуын тудырады. Екінші тізбектегі токтар үлкен, үдеу жылдамдығына және автомобиль салмағына пропорционалды.

Магнитпен катушка принципі

Катушка арқылы өтетін ток айнымалы магнит ағынын тудырады. Ол, өз кезегінде, магниттерге қалқымалы күшпен әсер етеді, ол жақтауды екімен мәжбүрлейдіқарама-қарсы полярлық магниттермен айналады. Осылайша, электр энергиясының көздері автомобильдердің қозғалысы үшін түйін ретінде қызмет етеді.

Кинетикалық энергия есебінен магниті бар жақтау орамалардың ішінде айналғанда, кері процесс айнымалы магнит ағынын катушкалардың ЭҚК-іне түрлендіруге мүмкіндік береді. Әрі қарай тізбекте кернеу тұрақтандырғыштары орнатылып, қоректендіру желісінің қажетті өнімділігін қамтамасыз етеді. Бұл принцип бойынша электр энергиясы су электр станцияларында, жылу электр станцияларында өндіріледі.

Тізбектегі ЭҚК кәдімгі тұйық контурда да пайда болады. Ол өткізгішке потенциалдар айырмасы қолданылғанша бар. Электр қозғаушы күш энергия көзінің сипаттамаларын сипаттау үшін қажет. Терминнің физикалық анықтамасы келесідей естіледі: тұйық контурдағы ЭҚК өткізгіштің бүкіл денесі арқылы бір оң зарядты жылжытатын сыртқы күштердің жұмысына пропорционал.

Формула E=IR - қуат көзінің ішкі кедергісі және тізбектің қоректенетін бөлігінің кедергісін қосу нәтижелерінен тұратын жалпы кедергі ескеріледі.

Қосалқы станцияларды орнатуға шектеулер

Ток өтетін кез келген өткізгіш электр өрісін тудырады. Энергия көзі электромагниттік толқындардың эмитенті болып табылады. Қуатты қондырғылардың айналасында, қосалқы станцияларда немесе генераторлық қондырғылардың жанында адам денсаулығына әсер етеді. Сондықтан тұрғын үйлердің маңындағы құрылыс нысандарын шектеу шаралары қабылданды.

ҚосулыЗаңнамалық деңгейде электр объектілеріне дейін белгіленген қашықтықтар белгіленеді, олардан тыс тірі организм қауіпсіз. Үйлердің жанында және адамдар жүретін жолдарда қуатты қосалқы станцияларды салуға тыйым салынады. Қуатты қондырғылардың қоршаулары және жабық кіреберістері болуы керек.

Жоғары вольтты желілер ғимараттардың үстінен жоғары орнатылып, елді мекендерден шығарылады. Тұрғын ауданда электромагниттік толқындардың әсерін жою үшін энергия көздері жерге тұйықталған металл экрандармен жабылады. Ең қарапайым жағдайда сым тор пайдаланылады.

Өлшем бірліктері

Энергия көзі мен тізбектің әрбір мәні сандық мәндермен сипатталады. Бұл белгілі бір қуат көзі үшін жүктемені жобалау және есептеу міндетін жеңілдетеді. Өлшем бірліктері өзара физикалық заңдармен байланысты.

Қуат көздеріне арналған блоктар келесідей:

• Қарсылық: R - Ом.
• ЭМӨ: E - Вольт.
• Реактивті және кедергі: X және Z - Ом.
• Ағымдағы: I - Амп.
• Кернеу: U - Вольт.
• Қуат: P - Ватт

Тізбекті және параллель қуат тізбектерін құру

Электр энергиясының бірнеше түрі қосылған болса, тізбекті есептеу қиындай түседі. Әрбір тармақтың ішкі кедергісі және өткізгіштер арқылы өтетін ток бағыты ескеріледі. Әрбір көздің ЭҚК-ін бөлек өлшеу үшін тізбекті ашып, потенциалды тікелей қоректендіру батареясының терминалдарында құрылғы - вольтметр арқылы өлшеу керек.

Тізбек жабылған кезде құрылғы кернеудің төмендеуін көрсетеді, оның мәні кішірек. Қажетті қоректік заттарды алу үшін жиі бірнеше көздер қажет. Тапсырмаға байланысты қосылымдардың бірнеше түрін пайдалануға болады:

• Тізбекті. Әрбір көздің тізбегінің ЭҚК қосылады. Сонымен, номиналды мәні 2 вольт болатын екі батареяны пайдаланған кезде олар қосылу нәтижесінде 4 В алады.
• Параллель. Бұл түрі көздің сыйымдылығын арттыру үшін қолданылады, сәйкесінше батареяның қызмет ету мерзімі ұзағырақ болады. Осы қосылымы бар тізбектің ЭҚК аккумулятордың тең рейтингтерімен өзгермейді. Байланыстың полярлығын сақтау маңызды.
• Біріккен қосылымдар сирек пайдаланылады, бірақ олар іс жүзінде кездеседі. Алынған ЭҚК есебі әрбір жеке жабық секция үшін жүргізіледі. Тармақтардың ток күшінің полярлығы мен бағыты ескеріледі.

Қуат көзі Ом

Алынған ЭҚК анықтау үшін электр энергиясы көзінің ішкі кедергісі есепке алынады. Жалпы алғанда электр қозғаушы күш E=IR + Ir формуласымен есептеледі. Мұндағы R – тұтынушы кедергісі, r – ішкі кедергі. Кернеудің төмендеуі келесі қатынасқа сәйкес есептеледі: U=E - Ir.

Тізбекте өтетін ток толық тізбектің Ом заңы бойынша есептеледі: I=E/(R + r). Ішкі кедергі ток күшіне әсер етуі мүмкін. Бұған жол бермеу үшін жүктемеге сәйкес көз таңдаладыкелесі ереже: көздің ішкі кедергісі тұтынушылардың жалпы қарсылығынан әлдеқайда аз болуы керек. Одан кейін оның мәнін ескеру қажет емес, себебі қателік аз.

Қуат көзінің Омдарын қалай өлшеуге болады?

Электр энергиясының көздері мен қабылдағыштары сәйкес болуы керек болғандықтан, бірден сұрақ туындайды: көздің ішкі кедергісін қалай өлшеуге болады? Ақыр соңында, сіз омметрмен олардағы потенциалдары бар контактілерге қосыла алмайсыз. Мәселені шешу үшін индикаторларды қабылдаудың жанама әдісі қолданылады - қосымша шамалардың мәндері қажет: ток және кернеу. Есептеу r=U/I формуласы бойынша жүргізіледі, мұндағы U - ішкі кедергідегі кернеудің төмендеуі, ал I - жүктеме кезіндегі тізбектегі ток.

Кернеудің төмендеуі қуат көзінің терминалдары арқылы тікелей өлшенеді. Тізбекке белгілі R шамасындағы резистор қосылады. Өлшеулерді жүргізер алдында көздің ЭҚК-ін ашық тізбекпен – Е вольтметрмен бекіту керек. Одан кейін жүктемені қосып, көрсеткіштерін жазу – U жүктеме. және ағымдағы I.

Ішкі кедергідегі қажетті кернеудің төмендеуі U=E − U жүктемесі. Нәтижесінде біз қажетті мәнді есептейміз r=(E − U жүктеме)/I.