Surse de energie electrică: descriere, tipuri și caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Sursele de energie electrică din fiecare localitate diferă prin modul în care este recepţionată. Deci, în stepă este mai convenabil să folosiți puterea vântului sau să convertiți căldura după arderea combustibilului, a gazului. La munte, unde sunt râuri, se construiesc baraje, iar apa antrenează turbine gigantice. Forța electromotoare se obține aproape peste tot în detrimentul altor energii naturale.

De unde provine alimentele de consum

Sursele de energie electrică primesc tensiune după transformarea forței vântului, mișcării cinetice, debitului de apă, rezultat al unei reacții nucleare, căldură din arderea gazului, combustibilului sau cărbunelui. Centralele termice și hidrocentralele sunt răspândite. Numărul de centrale nucleare scade treptat, deoarece acestea nu sunt în totalitate sigure pentru oamenii care locuiesc în apropiere.

Se poate folosi o reacție chimică, vedem aceste fenomene la bateriile auto și la aparatele electrocasnice. Bateriile pentru telefoane funcționează pe același principiu. Deflectoarele de vânt sunt utilizate în locuri cu vânt constant, unde sursele de energie electrică conțin un generator convențional de mare putere în proiectare.

Uneori o stație nu este suficientă pentru a alimenta întreg orașul,iar sursele de energie electrică sunt combinate. Deci, panourile solare sunt instalate pe acoperișurile caselor din țările calde, care alimentează camere individuale. Treptat, sursele ecologice vor înlocui stațiile care poluează atmosfera.

În mașini

Bateria din transport nu este singura sursă de energie electrică. Circuitele mașinii sunt proiectate astfel încât în timpul conducerii să înceapă procesul de transformare a energiei cinetice în energie electrică. Acest lucru se datorează generatorului, în care rotația bobinelor în interiorul câmpului magnetic generează apariția unei forțe electromotoare (EMF).

În rețea începe să curgă un curent, încărcând bateria, a cărei durată depinde de capacitatea acesteia. Încărcarea începe imediat după pornirea motorului. Adică, energia este generată prin arderea combustibilului. Evoluțiile recente din industria auto au făcut posibilă utilizarea EMF a unei surse de energie electrică pentru trafic.

În vehiculele electrice, bateriile chimice puternice generează curent într-un circuit închis și servesc ca sursă de energie. Aici se observă procesul invers: EMF este generat în bobinele sistemului de antrenare, ceea ce face ca roțile să se învârtească. Curenții din circuitul secundar sunt uriași, proporționali cu viteza de accelerație și cu greutatea mașinii.

Principiul bobinei cu magnet

Curentul care curge prin bobină determină un flux magnetic alternativ. El, la rândul său, exercită o forță de plutire asupra magneților, care forțează cadrul cu doise rotesc cu magneți cu polaritate opusă. Astfel, sursele de energie electrică servesc drept nod pentru deplasarea mașinilor.

Procesul invers, când cadrul cu magnetul se rotește în interiorul înfășurărilor, datorită energiei cinetice, vă permite să convertiți fluxul magnetic alternant în EMF al bobinelor. În plus, stabilizatorii de tensiune sunt instalați în circuit, oferind performanța necesară rețelei de alimentare. Conform acestui principiu, electricitatea este generată în centrale hidroelectrice, centrale termice.

EMF în circuit apare și într-un circuit închis obișnuit. Ea există atâta timp cât se aplică conductorului o diferență de potențial. Forța electromotoare este necesară pentru a descrie caracteristicile unei surse de energie. Definiția fizică a termenului sună astfel: EMF într-un circuit închis este proporțională cu munca forțelor externe care mișcă o singură sarcină pozitivă prin întregul corp al conductorului.

Formula E=IR - se ia în considerare rezistența totală, constând din rezistența internă a sursei de alimentare și rezultatele adunării rezistenței secțiunii alimentate a circuitului.

Restricții privind instalarea substațiilor

Orice conductor prin care trece curentul generează un câmp electric. Sursa de energie este un emițător de unde electromagnetice. În preajma instalațiilor puternice, în substații sau în apropierea grupurilor electrogene, sănătatea umană este afectată. Prin urmare, au fost luate măsuri pentru limitarea proiectelor de construcții în apropierea clădirilor rezidențiale.

ActivatLa nivel legislativ se stabilesc distante fixe fata de obiectele electrice, dincolo de care un organism viu este in siguranta. Construirea de substații puternice în apropierea caselor și pe traseul oamenilor este interzisă. Instalațiile puternice trebuie să aibă garduri și intrări închise.

Liniile de în altă tensiune sunt montate deasupra clădirilor și scoase din așezări. Pentru a elimina influența undelor electromagnetice în zona rezidențială, sursele de energie sunt închise cu ecrane metalice împământate. În cel mai simplu caz, se folosește o plasă de sârmă.

Unități de măsură

Fiecare valoare a sursei de energie și a circuitului este descrisă prin valori cantitative. Acest lucru facilitează sarcina de proiectare și calculare a sarcinii pentru o anumită sursă de alimentare. Unitățile de măsură sunt interconectate prin legi fizice.

Unitățile pentru surse de alimentare sunt după cum urmează:

• Rezistență: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Reactiv și impedanță: X și Z - Ohm.
• Curentul: I - Amp.
• Tensiune: U - Volt.
• Putere: P - Watt.

Clădire de circuite de alimentare în serie și paralele

Calculul lanțului devine mai complicat dacă sunt conectate mai multe tipuri de surse de energie electrică. Se ia în considerare rezistența internă a fiecărei ramuri și direcția curentului prin conductori. Pentru a măsura EMF-ul fiecărei surse separat, va trebui să deschideți circuitul și să măsurați potențialul direct la bornele bateriei de alimentare cu un dispozitiv - un voltmetru.

Când circuitul este închis, dispozitivul va arăta o cădere de tensiune, care are o valoare mai mică. Adesea sunt necesare surse multiple pentru a obține nutriția necesară. În funcție de sarcină, pot fi utilizate mai multe tipuri de conexiuni:

• Secvenţial. Se adaugă EMF-ul circuitului fiecărei surse. Deci, atunci când utilizați două baterii cu o valoare nominală de 2 volți, acestea obțin 4 V ca urmare a conectării.
• Paralel. Acest tip este folosit pentru a crește capacitatea sursei, respectiv, există o durată de viață mai lungă a bateriei. EMF-ul circuitului cu această conexiune nu se modifică cu valori egale ale bateriei. Este important să respectați polaritatea conexiunii.
• Conexiunile combinate sunt rareori folosite, dar ele apar în practică. Calculul EMF rezultat se face pentru fiecare secțiune închisă individuală. Se iau în considerare polaritatea și direcția curentului ramurilor.

Ohmi de alimentare

Rezistența internă a sursei de energie electrică este luată în considerare pentru a determina EMF rezultat. În general, forța electromotoare se calculează prin formula E=IR + Ir. Aici R este rezistența consumatorului și r este rezistența internă. Căderea de tensiune se calculează conform următoarei relații: U=E - Ir.

Curentul care curge în circuit este calculat conform legii lui Ohm a circuitului complet: I=E/(R + r). Rezistența internă poate afecta puterea curentului. Pentru a preveni acest lucru, sursa este selectată pentru încărcare conformurmătoarea regulă: rezistenţa internă a sursei trebuie să fie mult mai mică decât rezistenţa totală totală a consumatorilor. Atunci nu este necesar să se țină cont de valoarea sa din cauza erorii mici.

Cum se măsoară ohmii sursei de alimentare?

Deoarece sursele și receptorii de energie electrică trebuie potriviți, imediat apare întrebarea: cum se măsoară rezistența internă a sursei? La urma urmei, nu vă puteți conecta cu un ohmmetru la contactele cu potențialele disponibile pe acestea. Pentru a rezolva problema, se utilizează o metodă indirectă de luare a indicatorilor - sunt necesare valorile cantităților suplimentare: curent și tensiune. Calculul se face după formula r=U/I, unde U este căderea de tensiune pe rezistența internă și I este curentul din circuitul sub sarcină.

Căderea de tensiune este măsurată direct la bornele de alimentare. La circuit este conectat un rezistor cu valoare cunoscută R. Înainte de a efectua măsurători, este necesar să fixați EMF-ul sursei cu un circuit deschis - E cu un voltmetru. Apoi, conectați sarcina și înregistrați citirile - sarcina U. și actualul I.

Căderea de tensiune dorită pe rezistența internă U=E − U sarcină. Ca rezultat, calculăm valoarea necesară r=(E − U sarcină)/I.