áramforrások
Mi az elektromos áram és annak szükségességét, hogy megjelenése és létezése szükséges idő alatt a számunkra?
A „aktuális” kifejezés mozgás vagy áramlás valami. Elektromos áram nevezzük egy rendezett (irányított) mozgás töltött részecskék. Ahhoz, hogy az elektromos áram egy vezetőt, szükséges létrehozni egy elektromos mező. Ahhoz, hogy az elektromos áram egy vezetőt létezett sokáig, meg kell minden alkalommal, hogy fenntartsák azt az elektromos mezőt. Az elektromos mezőt hoz létre a vezetőkre és tartható fenn sokáig forrásai elektromos áram.
Jelenleg az emberiség használ négy elsődleges energiaforrás: statikus, kémiai, mechanikai és félvezető (napelemek), de ezek közül bármelyik munkát az elkülönítés pozitív és negatív töltésű részecskéket. Elkülönítve részecskéket felhalmozódott pólusai áramforrás - úgynevezett hely, amelyre terminálokon keresztül vagy terminálok csatlakozik vezetékek. Az egyik pólus áramforrás pozitív töltésű, a másik - negatív. Ha a pólusok csatlakoztassa vezeték hatására területén ingyenes töltött részecskék mozognak a karmester, az elektromos áram lép fel.
Ezt megelőzően 1650 - amikor Európa felébredt nagy érdeklődés a villamosenergia - nem volt tudomása olyan módon, hogy könnyen hozzáférjenek a nagy elektromos töltések. Az egyre több tudós a kutatásban érdekeltek a villamos energia várható, hogy hozzon létre egy egyszerű és hatékony módszereket termelő elektromos díjakat.
Otto von Guericke feltalálta az első elektromos autó. Töltött olvadt kén belül üreges üveggolyó, majd amikor a kén is megszilárdult, törött üveg, nem tudva, hogy ő üvegtál azonos eredménnyel szolgálhat a célra. Ezután Guericke erősödött kén labdát, ahogy az 1. ábrán látható, úgy, hogy el tudja forgatni a fogantyút. A díjat kellett forgatni a labdát az egyik kezével, míg a másik -, hogy nyomja neki egy darab bőrt. Friction emelt Po-tial labdát az érték eléréséhez elegendő egy szikra több centiméter hosszúságú.
Ez a gép volt nagy segítség a kísérleti tanulmány az áram, de még nehezebb feladat, „tároló” és a „tároló” Az elektromos töltések lehet megoldani csak a későbbi fejlődés a fizika. Az a tény, hogy a nagy díjak
Ez lehet létrehozni a testükön keresztül elektrosztatikus
gép Guericke, gyorsan eltűnt. Kezdetben azt gondoltuk, hogy ennek az oka a „párolgása” a díjakat. megelőzése
„Párolgás” töltés ajánlottak töltött test zárt edényekben készült szigetelő anyag. Természetesen, mint például edények üvegpalackok választottak, és mint az elektromos anyag - víz, mert könnyen öntsük a palackot. Ahhoz, hogy töltse fel a vizet megnyitása nélkül az üveget, a parafa már áthaladt a köröm. Az ötlet jó volt, de ismeretlen okok miatt abban az időben, az egység működött nem olyan jól. Ennek eredményeként a széles körű kísérletezésre volt hamar felfedezték, hogy a tárolt töltés, és ezáltal befolyásolja az áramütés lehet nagymértékben növekszik, ha a belső és külső a palack borított egy vezető anyag, mint például a vékony fém fóliák. Továbbá, ha a köröm csatlakozni egy jó vezető egy réteg fém belsejében a palackot, azt találták, hogy lehetséges, hogy nem víz nélkül. Ez az új „bolt” villamosenergia találták 1745-ben a holland város Leiden és nevezték a leideni palack.
Az első, aki nyitott egy másik lehetőség, hogy villamos energiát, használata helyett a villamosítás súrlódással, volt, egy olasz tudós Luigi Galvani (1737-1798). Ő volt a biológus, de dolgozott a laboratóriumban, ahol kísérleteket végeztünk el villamos energiával. Galvani megfigyelhető a jelenség, amely ismert volt, hogy sok előtte; ez volt az a tény, hogy ha egy láb ideg döglött békát kezdeményezhet egy szikra a gép, az egész láb kezdett csökkenni. De ha egyszer Galvani észrevette, hogy a láb megindítani, ha egy ideg a láb érintkezik csak az acél szikével. A legmeglepőbb az volt, hogy a villamos gép és a szikét már nincs kapcsolat. Ez megdöbbentő felfedezés vezetett Galvani, hogy egy tesztsorozatot, hogy megtalálja az oka az elektromos áram. Az egyik kísérlet történt Galvani hogy megtudja, van-e ugyanazt a mozgást a láb villám elektromosság. Ehhez Galvani akasztható réz horgok néhány békacomb az ablakban, zárt vasrács. És ő talált, ellentétben a várakozásokat, hogy a csökkentés fülek előfordulhat bármikor, anélkül, hogy függőség az időjárási viszonyoktól. A jelenléte számos villamos gép vagy más áramforrást nem volt szükség. Galvani meghatározott, akkor lehetséges bármely két eltérő fém helyett a vas és a réz, egy kombinációja a réz és a cink jelenség, a legtöbb olvasható formában. Üveg, gumi, gyanta, kő és száraz fa nem ad semmilyen hatása. Így a jelenlegi megjelenése mindig rejtély maradt. Hol van egy aktuális - csak béka a test szöveteibe, csak különböző fémek, vagy egy fém és szövetek? Sajnos Galvani következtetésre jutott, hogy az áram csak a szövetekben a béka testébe. Ennek eredményeként a kortársai a „állati elektromosság” kezdett úgy tűnik, sokkal valóságosabb, mint a hatalom más eredetű.
Egy másik olasz tudós Alessandro Volta (1745-1827) véglegesen bizonyította, hogy ha a békacombokért helyezett vizes oldatok bizonyos anyagok, a galvánáramot merül fel béka szövetekben. Különösen ez igaz a kulcs, vagy akár a tiszta víz; Ez az áram jelenik meg, amikor vízhez adjuk, savak, sók vagy lúgok. Úgy tűnik, a legnagyobb áramot kombinációja volt a réz és a cink, elhelyezhetjük egy híg kénsav-oldattal. A kombináció a két lemez különböző fémek merítjük vizes alkáli-oldatot, savak vagy sók nevű bevont (vagy kémiai) elem.
Ha az eszköz megszerzéséhez elektromotoros erőt szolgált csak a súrlódás és a kémiai folyamatok galvánelemek, a villamos energia költsége működéséhez szükséges különféle gépek, rendkívül magas lenne. Ennek eredményeként nagyszámú kísérletek a tudósok különböző országokban került sor nyílt, amely lehetővé teszi, hogy hozzon létre mechanikai erőgép, hogy relatíve olcsó áram.
A 19. század elején, Hans Christian Oersted felfedezte egy teljesen új elektromos jelenség abban a tényben rejlik, hogy a folyosón keresztül folyó áram vezeték körül van kialakítva a mágneses mezőt. Néhány évvel később, 1831-ben, Faraday másik felfedezés, egyenrangú a felfedezés Oe. Faraday felfedezte, hogy ha a mozgó vezeték keresztezi a mágneses erővonalak, a vezetőt indukált elektromotoros erő, így az aktuális az áramkörben, amely magában foglalja a vezeték. Indukált elektromotoros erő egyenesen arányos a sebesség, a vezetékek száma, és az intenzitás a mágneses mező. Más szóval, az indukált elektromotoros erő egyenesen arányos a száma távvezetékek átkelés a vezető egységnyi idő alatt. Amikor a vezeték keresztezi 100000000 távvezetékek 1 másodpercig, egy indukált elektromotoros erő egyenlő 1 voltos. Manuálisan mozgó egyetlen huzal vagy vezeték tekercs olyan mágneses mezőben, nagy áram nem lehet beszerezni. A hatékonyabb módja az, hogy tekercselőhuzal egy nagy orsó vagy tekercs egy gyártási dobban. A tekercs ezután át van nyomva a tengelyre, között helyezkedik el a mágneses pólusok és egy forgatható erő víz vagy gőz. Tehát lényegében ez a rendezett és elektromos áram generátor, amely kapcsolódik a mechanikus elektromos áramforrás, és széles körben alkalmazzák az emberiség manapság.
Napenergia ember használja ősidők óta. További 212 BC. e. segítségével koncentrált napfény, gyújtottak szent tüzet a templomok. A legenda szerint körülbelül ugyanabban az időben, a görög tudós Archimedes, amikor védte szülővárosában felgyújtották vitorlázni hajó a római flotta.
A nap távol van a föld a parttól 149600000 kilométerre fúziós reaktor, kisugárzást energiát érkezik a Földre főleg elektromágneses sugárzás formájában. A legnagyobb része a napsugárzás energia koncentrálódik a látható és az infravörös része a spektrum. Napsugárzás - kimeríthetetlen megújuló tiszta energia. Sérelme nélkül a környezeti közeg is alkalmazható 1,5% a beeső napenergia a földön, azaz 1,62 * október 16 kilowatt \ óra évente, ami megegyezik az egy nagy szám a hagyományos üzemanyag - 2 x 10 12 tonna.
Az erőfeszítések tervezők felé a fotovillamos cellák közvetlen átalakítása napenergia elektromos árammá. Fényelektromosság, más néven napelemek, állnak egy sor napelem sorosan vagy párhuzamosan. Ha a konverter az akkumulátor töltésére, tápegység, mint például rádió a felhős időben, párhuzamosan van kötve, hogy a napelem terminálok (3.). A felhasznált elemek napelemek, kell egy nagyobb hatékonyságot, alacsony spektrális válasz, olcsó, egyszerű felépítésű és a kis súly. Sajnos, csak néhány a jelenleg ismert napelemek felelős, legalább részben ezeknek a követelményeknek. Ez különösen bizonyos típusú félvezető napelemek. A legegyszerűbb közülük - szelén. Sajnos, a legjobb hatásfok szelén fotocellák kicsi (0.1. 1%).
Az alapja szilícium napelemek fotó-transzmitterek, már formájában kerek vagy négyszögletes lemezek vastagsága 0,7-1 mm, területe 5-8 sq.cm. A tapasztalatok azt mutatják, hogy jó eredményeket az apró darabokra, egy olyan terület mintegy 1 négyzet. cm., amelynek hatékonysága mintegy 10%. Fotocellák is létre félvezető fémek egy elméleti hatásfoka 18%. Mellesleg, a gyakorlati hatékonyságát napelemek (mintegy 10%), mint a motor hatékonysága tekintetében (8%), a hatékonyságot a napenergia a növényi világban (1%), és a hatékonyság számos hidraulikus eszközök és a szél. Napelemek egy gyakorlatilag korlátlan élettartam. Összehasonlításképpen, a hatékonyságot a különböző forrásokból villamos energia (százalékban). Kapcsolt energiatermelés - 20-30, a termoelektromos átalakító - 6 - 8, a szelén fénysorompó - 0.1 - 1, akkor a napelem - 6 - 11, a tüzelőanyag-elem - 70, egy ólomakkumulátor - 80-90.
1989-ben, A Boeing (USA) létrehozott egy kétrétegű napelem amely két félvezetők - gallium-arzenid antimonidból - a napenergia átalakítási hatékonyság elektromos árammá, egyenlő 37%, ami hasonló a hatékonyságát modern hő- és atomerőművek. Nemrég sikerült bizonyítani, hogy a fotoelektromos eljárás átalakítására napenergia elméletileg használni a napenergiát hatásfoka akár 93% -os! De először azt hitték, hogy a felső határ a maximális hatékonyságot a napelemek nem több, mint 26%, azaz jóval a nagy hatásfokú hő motorok.
Napelemek míg elsősorban az űrben és a Földön csak autonóm energiaellátó fogyasztók kapacitása akár 1 kW teljesítményű rádió navigációs és alacsony fogyasztású elektronika, az elektromos hajtás és kísérleti repülőgép. Mivel a napenergia tökéletesség, ők fognak találni otthonában független áramellátás, azaz fűtés és meleg víz és elektromos áram világítás és a háztartási villamos energia.
Áramforrások - e az eszköz, átalakítására különböző formái energiát elektromos energiává alakítja. Típusa szerint átalakított energiaforrások villamosenergia osztható fizikai és kémiai. Információ az első elektrokémiai cellák (galvánelemek és akkumulátorok) 19. (Például Volt akkumulátor Leklanshe elem). Azonban, amíg a 40-es években. 20. A világ már kifejlesztett és megvalósított építési legfeljebb 5 típusú elektrokémiai párok. Mivel a közép-40-es. fejlődésének köszönhetően az elektronika és a széles körű használata önálló áramforrással létrehozott mintegy 25 több típusú elektrokémiai párok. Elméletileg a jelenlegi forrásokból valósítható szabad energia kémiai reakciók gyakorlatilag bármilyen oxidálószer és redukálószer, és ezért lehet végrehajtani több ezer galvanikus párok. Az alapelvek a legtermészetesebb rugók ismert már a 19. században. Ezt követően, mivel a gyors fejlődés, a fejlődés és hydro turbó generátor váltak a fő ipari áramforrás. Fizikai áramforrások más elven alapuló kapott ipari fejlődés csak a 50-60-es években. 20. során a megnövekedett és egészen különleges követelményeket a technológia.
A technikai haladás, a penetráció az elektrotechnika és az elektronika a közlekedésben, az élet, az orvostudomány, és így tovább. D. ösztönözzék a autonóm áramforrások, beleértve a kémiai források mennyiségileg elfoglalt kiemelkedő helyet javítva a tömeges fogyasztói termék. Hordozható világítási berendezés, magnetofont, rádiók, televíziók és hordozható orvosi berendezések, vágányszerszám közlekedés, autók, traktorok, repülőgépek, műholdak, űrhajók, kommunikációs és felszerelt, kis méretű áramforrást.