Sumber tenaga elektrik: penerangan, jenis dan ciri

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Sumber tenaga elektrik di setiap lokaliti berbeza dalam cara ia diterima. Jadi, di padang rumput adalah lebih suai manfaat untuk menggunakan kuasa angin atau menukar haba selepas membakar bahan api, gas. Di pergunungan, di mana terdapat sungai, empangan dibina dan air memacu turbin gergasi. Daya gerak elektrik diperoleh hampir di mana-mana dengan mengorbankan tenaga semula jadi yang lain.

Dari mana asal makanan pengguna

Sumber tenaga elektrik menerima voltan selepas perubahan daya angin, pergerakan kinetik, aliran air, hasil tindak balas nuklear, haba daripada pembakaran gas, bahan api atau arang batu. Loji kuasa haba dan loji kuasa hidroelektrik meluas. Bilangan loji tenaga nuklear semakin berkurangan kerana ia tidak sepenuhnya selamat untuk orang yang tinggal berdekatan.

Tindak balas kimia boleh digunakan, kita melihat fenomena ini dalam bateri kereta dan perkakas rumah. Bateri untuk telefon berfungsi pada prinsip yang sama. Pemesong angin digunakan di tempat yang mempunyai angin tetap, di mana sumber tenaga elektrik mengandungi penjana kuasa tinggi konvensional dalam reka bentuk.

Kadangkala satu stesen tidak mencukupi untuk menggerakkan seluruh bandar,dan sumber tenaga elektrik digabungkan. Oleh itu, panel solar dipasang di atas bumbung rumah di negara-negara hangat, yang memberi makan kepada bilik individu. Secara beransur-ansur, sumber mesra alam akan menggantikan stesen yang mencemarkan atmosfera.

Dalam kereta

Bateri dalam pengangkutan bukan satu-satunya sumber tenaga elektrik. Litar kereta direka sedemikian rupa sehingga apabila memandu, proses menukar tenaga kinetik kepada tenaga elektrik bermula. Ini disebabkan oleh penjana, di mana putaran gegelung di dalam medan magnet menghasilkan rupa daya gerak elektrik (EMF).

Arus mula mengalir dalam rangkaian, mengecas bateri, yang tempohnya bergantung pada kapasitinya. Pengecasan dimulakan serta-merta selepas menghidupkan enjin. Iaitu, tenaga dijana dengan membakar bahan api. Perkembangan terkini dalam industri automotif telah memungkinkan untuk menggunakan EMF sumber tenaga elektrik untuk trafik.

Dalam kenderaan elektrik, bateri kimia yang berkuasa menjana arus dalam litar tertutup dan berfungsi sebagai sumber kuasa. Di sini proses sebaliknya diperhatikan: EMF dijana dalam gegelung sistem pemacu, yang menyebabkan roda berputar. Arus dalam litar sekunder adalah besar, berkadar dengan kelajuan pecutan dan berat kereta.

Prinsip gegelung dengan magnet

Arus yang mengalir melalui gegelung menyebabkan fluks magnet berselang-seli. Dia, seterusnya, mengenakan daya apungan pada magnet, yang memaksa bingkai dengan duaberputar dengan magnet kekutuban bertentangan. Oleh itu, sumber tenaga elektrik berfungsi sebagai nod untuk pergerakan kereta.

Proses terbalik, apabila bingkai dengan magnet berputar di dalam belitan, disebabkan tenaga kinetik, membolehkan anda menukar fluks magnet berselang-seli kepada EMF gegelung. Selanjutnya, penstabil voltan dipasang dalam litar, memberikan prestasi rangkaian bekalan yang diperlukan. Mengikut prinsip ini, tenaga elektrik dijana dalam loji janakuasa hidroelektrik, loji kuasa haba.

EMF dalam litar juga muncul dalam litar tertutup biasa. Ia wujud selagi beza keupayaan digunakan pada konduktor. Daya gerak elektrik diperlukan untuk menerangkan ciri-ciri sumber tenaga. Takrif fizikal istilah ini berbunyi seperti ini: EMF dalam litar tertutup adalah berkadar dengan kerja daya luar yang menggerakkan satu cas positif melalui seluruh badan konduktor.

Formula E=IR - jumlah rintangan diambil kira, yang terdiri daripada rintangan dalaman sumber kuasa dan hasil penambahan rintangan bahagian suapan litar.

Sekatan pada pemasangan pencawang

Mana-mana konduktor yang mengalir arus menghasilkan medan elektrik. Sumber tenaga adalah pemancar gelombang elektromagnet. Sekitar pemasangan berkuasa, di pencawang atau berhampiran set penjana, kesihatan manusia terjejas. Oleh itu, langkah telah diambil untuk mengehadkan projek pembinaan berhampiran bangunan kediaman.

HidupDi peringkat perundangan, jarak tetap ke objek elektrik ditetapkan, di mana organisma hidup selamat. Pembinaan pencawang berkuasa berhampiran rumah dan di laluan orang ramai adalah dilarang. Pemasangan berkuasa mesti mempunyai pagar dan pintu masuk tertutup.

Talian voltan tinggi dipasang tinggi di atas bangunan dan dibawa keluar dari penempatan. Untuk menghapuskan pengaruh gelombang elektromagnet di kawasan kediaman, sumber tenaga ditutup dengan skrin logam yang dibumikan. Dalam kes paling mudah, jaringan dawai digunakan.

Unit ukuran

Setiap nilai sumber tenaga dan litar diterangkan oleh nilai kuantitatif. Ini memudahkan tugas mereka bentuk dan mengira beban untuk bekalan kuasa tertentu. Unit ukuran saling berkaitan oleh undang-undang fizikal.

Unit untuk bekalan kuasa adalah seperti berikut:

• Rintangan: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Reaktif dan impedans: X dan Z - Ohm.
• Semasa: I - Amp.
• Voltan: U - Volt.
• Kuasa: P - Watt.

Membina Litar Kuasa Bersiri dan Selari

Pengiraan rantaian menjadi lebih rumit jika beberapa jenis sumber tenaga elektrik disambungkan. Rintangan dalaman setiap cawangan dan arah arus melalui konduktor diambil kira. Untuk mengukur EMF setiap sumber secara berasingan, anda perlu membuka litar dan mengukur potensi terus pada terminal bateri bekalan dengan peranti - voltmeter.

Apabila litar ditutup, peranti akan menunjukkan penurunan voltan, yang mempunyai nilai yang lebih kecil. Pelbagai sumber selalunya diperlukan untuk mendapatkan nutrisi yang diperlukan. Bergantung pada tugas, beberapa jenis sambungan boleh digunakan:

• Berurutan. EMF litar setiap sumber ditambah. Jadi, apabila menggunakan dua bateri dengan nilai nominal 2 volt, ia mendapat 4 V hasil penyambungan.
• Sejajar. Jenis ini digunakan untuk meningkatkan kapasiti sumber, masing-masing, terdapat hayat bateri yang lebih lama. EMF litar dengan sambungan ini tidak berubah dengan penilaian bateri yang sama. Adalah penting untuk memerhatikan kekutuban sambungan.
• Sambungan gabungan jarang digunakan, tetapi ia berlaku dalam amalan. Pengiraan EMF yang terhasil dibuat untuk setiap bahagian tertutup individu. Kekutuban dan arah arus dahan diambil kira.

Bekalan kuasa ohm

Rintangan dalaman sumber tenaga elektrik diambil kira untuk menentukan EMF yang terhasil. Secara amnya, daya gerak elektrik dikira dengan formula E=IR + Ir. Di sini R ialah rintangan pengguna dan r ialah rintangan dalaman. Penurunan voltan dikira mengikut hubungan berikut: U=E - Ir.

Arus yang mengalir dalam litar dikira mengikut hukum Ohm bagi litar lengkap: I=E/(R + r). Rintangan dalaman boleh menjejaskan kekuatan semasa. Untuk mengelakkan ini daripada berlaku, sumber dipilih untuk beban mengikutperaturan berikut: rintangan dalaman sumber mestilah lebih kurang daripada jumlah rintangan pengguna. Maka tidak perlu mengambil kira nilainya kerana ralat kecil.

Bagaimana untuk mengukur ohm bekalan kuasa?

Memandangkan sumber dan penerima tenaga elektrik mesti dipadankan, persoalan segera timbul: bagaimana untuk mengukur rintangan dalaman sumber? Lagipun, anda tidak boleh menyambung dengan ohmmeter ke kenalan dengan potensi yang ada pada mereka. Untuk menyelesaikan masalah itu, kaedah tidak langsung untuk mengambil penunjuk digunakan - nilai kuantiti tambahan diperlukan: arus dan voltan. Pengiraan dibuat mengikut formula r=U/I, di mana U ialah penurunan voltan merentasi rintangan dalaman, dan I ialah arus dalam litar di bawah beban.

Penurunan voltan diukur terus merentasi terminal bekalan kuasa. Perintang dengan nilai R yang diketahui disambungkan ke litar. Sebelum mengambil ukuran, perlu menetapkan EMF sumber dengan litar terbuka - E dengan voltmeter. Seterusnya, sambungkan beban dan rekod bacaan - beban U. dan I semasa.

Penurunan voltan yang dikehendaki merentasi rintangan dalaman U=E − beban U. Hasilnya, kami mengira nilai yang diperlukan r=(E − U beban)/I.