Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրներ՝ նկարագրություն, տեսակներ և առանձնահատկություններ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրները յուրաքանչյուր բնակավայրում տարբերվում են այն ստանալու եղանակով: Այսպիսով, տափաստաններում ավելի նպատակահարմար է օգտագործել քամու ուժը կամ փոխակերպել ջերմությունը վառելիքը, գազը այրելուց հետո։ Լեռներում, որտեղ գետեր կան, ամբարտակներ են կառուցվում, և ջուրը քշում է հսկա տուրբիններ։ Էլեկտրաշարժիչ ուժը ստացվում է գրեթե ամենուր՝ այլ բնական էներգիաների հաշվին։

Որտեղից է գալիս սպառողական սնունդը

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրները լարում են ստանում քամու ուժի, կինետիկ շարժման, ջրի հոսքի, միջուկային ռեակցիայի արդյունքում, գազի, վառելիքի կամ ածուխի այրման արդյունքում ստացվող լարման փոխակերպումից հետո: Տարածված են ջերմաէլեկտրակայանները և հիդրոէլեկտրակայանները։ Ատոմակայանների թիվն աստիճանաբար նվազում է, քանի որ դրանք լիովին անվտանգ չեն մոտակայքում ապրող մարդկանց համար։

Քիմիական ռեակցիա կարելի է օգտագործել, այս երեւույթները տեսնում ենք մեքենաների մարտկոցներում և կենցաղային տեխնիկայում։ Հեռախոսների մարտկոցներն աշխատում են նույն սկզբունքով։ Քամու շեղիչները օգտագործվում են մշտական քամի ունեցող վայրերում, որտեղ էլեկտրական էներգիայի աղբյուրները նախագծում պարունակում են սովորական բարձր էներգիայի գեներատոր:

Երբեմն մեկ կայանը բավարար չէ ամբողջ քաղաքը սնուցելու համար,իսկ էլեկտրական էներգիայի աղբյուրները համակցված են։ Այսպիսով, տաք երկրների տների տանիքներին արևային մարտկոցներ են տեղադրվում, որոնք կերակրում են առանձին սենյակներ։ Աստիճանաբար էկոլոգիապես մաքուր աղբյուրները կփոխարինեն մթնոլորտը աղտոտող կայաններին։

Մեքենաներում

Տրանսպորտում մարտկոցը էլեկտրական էներգիայի միակ աղբյուրը չէ։ Մեքենայի շղթաներն այնպես են նախագծված, որ վարելիս սկսվում է կինետիկ էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու գործընթացը։ Դա պայմանավորված է գեներատորով, որի դեպքում մագնիսական դաշտի ներսում պարույրների պտույտը առաջացնում է էլեկտրաշարժիչ ուժի տեսք (EMF):

Ցանցում սկսում է հոսել՝ լիցքավորելով մարտկոցը, որի տեւողությունը կախված է դրա հզորությունից։ Լիցքավորումը սկսվում է շարժիչը գործարկելուց անմիջապես հետո: Այսինքն՝ էներգիան առաջանում է վառելիքի այրման արդյունքում։ Ավտոմոբիլային արդյունաբերության վերջին զարգացումները հնարավորություն են տվել օգտագործել երթևեկության համար էլեկտրական էներգիայի աղբյուրի EMF-ը:

Էլեկտրական մեքենաներում հզոր քիմիական մարտկոցները հոսանք են առաջացնում փակ շղթայում և ծառայում են որպես էներգիայի աղբյուր: Այստեղ նկատվում է հակառակ պրոցեսը. EMF առաջանում է շարժիչ համակարգի պարույրներում, ինչը հանգեցնում է անիվների պտտմանը: Երկրորդային շղթայում հոսանքները հսկայական են՝ համաչափ արագացման արագությանը և մեքենայի քաշին:

Մագնիսի հետ կծիկի սկզբունքը

Հոսանքը, որը հոսում է կծիկի միջով, առաջացնում է փոփոխական մագնիսական հոսք: Նա, իր հերթին, լողացող ուժ է գործադրում մագնիսների վրա, որը ստիպում է շրջանակին երկուսովպտտել հակառակ բևեռականության մագնիսներով: Այսպիսով, էլեկտրական էներգիայի աղբյուրները ծառայում են որպես մեքենաների շարժման հանգույց։

Հակադարձ գործընթացը, երբ մագնիսի շրջանակը պտտվում է ոլորունների ներսում, կինետիկ էներգիայի շնորհիվ, թույլ է տալիս փոխակերպել փոփոխական մագնիսական հոսքը կծիկների EMF-ի: Այնուհետև, միացումում տեղադրվում են լարման կայունացուցիչներ, որոնք ապահովում են մատակարարման ցանցի պահանջվող կատարումը: Այս սկզբունքով էլեկտրաէներգիան արտադրվում է հիդրոէլեկտրակայաններում, ջերմաէլեկտրակայաններում։

EMF շղթայում հայտնվում է նաև սովորական փակ շղթայում: Այն գոյություն ունի այնքան ժամանակ, քանի դեռ դիրիժորի նկատմամբ կիրառվում է պոտենցիալ տարբերություն: Էներգիայի աղբյուրի բնութագրերը նկարագրելու համար անհրաժեշտ է էլեկտրաշարժիչ ուժ: Տերմինի ֆիզիկական սահմանումը հնչում է այսպես. EMF փակ շղթայում համաչափ է արտաքին ուժերի աշխատանքին, որոնք մեկ դրական լիցք են տեղափոխում հաղորդիչի ամբողջ մարմնի միջով:

Բանաձև E=IR - հաշվի է առնվում ընդհանուր դիմադրությունը, որը բաղկացած է էներգիայի աղբյուրի ներքին դիմադրությունից և շղթայի սնվող հատվածի դիմադրության ավելացման արդյունքներից:

Ենթակայանների տեղադրման սահմանափակումներ

Ցանկացած հաղորդիչ, որի միջով հոսում է հոսանք, առաջացնում է էլեկտրական դաշտ: Էներգիայի աղբյուրը էլեկտրամագնիսական ալիքների արտանետողն է։ Հզոր կայանքների շուրջ, ենթակայաններում կամ գեներատորների մոտակայքում, ազդում է մարդու առողջության վրա: Ուստի միջոցներ են ձեռնարկվել բնակելի շենքերի մոտ շինարարական նախագծերը սահմանափակելու համար։

Միացված էՕրենսդրական մակարդակում սահմանվում են ֆիքսված հեռավորություններ դեպի էլեկտրական օբյեկտներ, որոնցից այն կողմ կենդանի օրգանիզմն ապահով է։ Արգելվում է հզոր ենթակայանների կառուցումը տների մոտ և մարդկանց երթուղու վրա։ Հզոր կառույցները պետք է ունենան ցանկապատեր և փակ մուտքեր։

Բարձրավոլտ գծերը տեղադրվում են շենքերից բարձր և դուրս են բերվում բնակավայրերից։ Բնակելի տարածքում էլեկտրամագնիսական ալիքների ազդեցությունը վերացնելու համար էներգիայի աղբյուրները փակվում են հողակցված մետաղական էկրաններով։ Ամենապարզ դեպքում օգտագործվում է մետաղական ցանց։

Չափման միավորներ

Էներգիայի աղբյուրի և շղթայի յուրաքանչյուր արժեք նկարագրվում է քանակական արժեքներով: Սա հեշտացնում է կոնկրետ էլեկտրամատակարարման համար բեռը նախագծելու և հաշվարկելու խնդիրը: Չափման միավորները փոխկապակցված են ֆիզիկական օրենքներով:

Էլեկտրամատակարարման ագրեգատները հետևյալն են.

• դիմադրություն՝ R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Ռեակտիվ և դիմադրություն՝ X և Z - Ohm.
• Ընթացիկ՝ I - Ամպեր.
• Լարում. U - Վոլտ.
• Հզորությունը՝ P - Watt.

Սերիական և զուգահեռ էլեկտրական սխեմաների կառուցում

Շղթայի հաշվարկը դառնում է ավելի բարդ, եթե միացված են մի քանի տեսակի էլեկտրական էներգիայի աղբյուրներ: Հաշվի են առնվում յուրաքանչյուր ճյուղի ներքին դիմադրությունը և հոսանքի ուղղությունը հաղորդիչների միջով: Յուրաքանչյուր աղբյուրի EMF-ն առանձին-առանձին չափելու համար ձեզ հարկավոր է բացել շղթան և չափել պոտենցիալը անմիջապես մատակարարման մարտկոցի տերմինալներում սարքով՝ վոլտմետրով:

Երբ միացումը փակ է, սարքը ցույց կտա լարման անկում, որն ավելի փոքր արժեք ունի: Անհրաժեշտ սնուցում ստանալու համար հաճախ պահանջվում են բազմաթիվ աղբյուրներ: Կախված առաջադրանքից, կարող են օգտագործվել մի քանի տեսակի կապեր՝

• Հաջորդական. Յուրաքանչյուր աղբյուրի շղթայի EMF-ն ավելացվում է: Այսպիսով, 2 վոլտ անվանական արժեքով երկու մարտկոց օգտագործելիս միացման արդյունքում ստանում են 4 Վ։
• Զուգահեռ. Այս տեսակը օգտագործվում է աղբյուրի հզորությունը մեծացնելու համար, համապատասխանաբար, կա մարտկոցի ավելի երկար կյանք: Այս միացումով շղթայի EMF-ը չի փոխվում մարտկոցի հավասար գնահատականներով: Կարևոր է դիտարկել կապի բևեռականությունը:
• Համակցված կապերը հազվադեպ են օգտագործվում, բայց դրանք գործնականում լինում են: Ստացված EMF-ի հաշվարկը կատարվում է յուրաքանչյուր առանձին փակ հատվածի համար: Հաշվի են առնվում ճյուղերի հոսանքի բևեռականությունը և ուղղությունը։

Էներգամատակարարում ohms

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրի ներքին դիմադրությունը հաշվի է առնվում ստացված EMF-ը որոշելու համար: Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրաշարժիչ ուժը հաշվարկվում է E=IR + Ir բանաձեւով։ Այստեղ R-ը սպառողի դիմադրությունն է, իսկ r-ը ներքին դիմադրությունն է: Լարման անկումը հաշվարկվում է հետևյալ հարաբերությամբ՝ U=E - Ir.

Շղթայում հոսող հոսանքը հաշվարկվում է ամբողջական շղթայի Օհմի օրենքի համաձայն՝ I=E/(R + r): Ներքին դիմադրությունը կարող է ազդել ընթացիկ ուժի վրա: Որպեսզի դա տեղի չունենա, աղբյուրը ընտրվում է բեռի համար ըստհետևյալ կանոնը. աղբյուրի ներքին դիմադրությունը պետք է շատ ավելի քիչ լինի, քան սպառողների ընդհանուր դիմադրությունը: Այնուհետև պետք չէ հաշվի առնել դրա արժեքը փոքր սխալի պատճառով։

Ինչպե՞ս չափել էլեկտրամատակարարման ohms:

Քանի որ էլեկտրական էներգիայի աղբյուրներն ու ստացողները պետք է համընկնեն, անմիջապես հարց է ծագում՝ ինչպե՞ս չափել աղբյուրի ներքին դիմադրությունը: Ի վերջո, դուք չեք կարող օմմետրով միացնել դրանց վրա առկա պոտենցիալներով կոնտակտներին: Խնդիրը լուծելու համար օգտագործվում է ցուցիչների ընդունման անուղղակի մեթոդ - պահանջվում են լրացուցիչ քանակությունների արժեքներ՝ ընթացիկ և լարման: Հաշվարկը կատարվում է ըստ r=U/I բանաձևի, որտեղ U-ն ներքին դիմադրության լարման անկումն է, իսկ I-ը բեռի տակ գտնվող շղթայի հոսանքն է։

Լարման անկումը չափվում է անմիջապես էլեկտրամատակարարման տերմինալներում: Շղթային միացված է R հայտնի արժեքի ռեզիստոր: Չափումներ կատարելուց առաջ անհրաժեշտ է վոլտմետրով ամրացնել աղբյուրի EMF-ը բաց շղթայով - E: Այնուհետև միացնել բեռը և գրանցել ընթերցումները՝ U load: և ընթացիկ I.

Ցանկալի լարման անկում ներքին դիմադրության U=E − U բեռի վրա: Արդյունքում մենք հաշվարկում ենք պահանջվող արժեքը r=(E − U բեռնում)/I.