Zdroje elektrické energie: popis, typy a funkce

Zdroje elektrické energie v každé lokalitě se liší způsobem, jakým jsou získány. Takže v stepích je výhodnější použít sílu větru nebo transformovat teplo po spálení paliva a plynu. Na horách, kde jsou řeky, jsou postavena hráze a voda se pohybuje v obřích turbínách. Elektromotorická síla se získává téměř všude díky jiným přírodním energiím.

Odkud pochází síla spotřebitelů?

Zdroje elektrické energie dostávají napětí po přeměně síly větru, kinetickém pohybu, průtoku vody, výsledku jaderné reakce, tepla z hořícího plynu, paliva nebo uhlí. Široce se používají tepelné elektrárny, vodní elektrárny. Počet jaderných elektráren se postupně snižuje, protože nejsou zcela bezpečné pro osoby žijící v okolí.

Mohou se použít chemické reakce, které pozorujeme v bateriích automobilů a domácích spotřebičů. Baterie pro telefony pracují na stejném principu. Větrné mlýny se používají v místech s trvalým větrem, kde zdroje elektrické energie obsahují konvenční vysokovýkonný generátor.

Pro napájení celého města někdy stačí jen jedna stanice a zdroje elektrické energie jsou kombinovány. Takže na střechách domů v teplých zemích jsou instalovány solární baterie, které napájejí oddělené místnosti. Postupně budou zdroje šetrné k životnímu prostředí nahrazovat stanice, které znečišťují atmosféru.

V autě

Baterie na dopravě není jediným zdrojem elektrické energie. Okruhy vozu jsou navrženy tak, aby během pohybu začal proces přeměny kinetické energie na elektrickou energii. To je způsobeno generátorem, ve kterém rotace cívky uvnitř magnetického pole vytváří vzhled elektromotorické síly (EMF).

Proud začíná nabíjet v síti nabíjení baterie, jejíž doba trvání závisí na její kapacitě. Nabíjení začíná bezprostředně po spuštění motoru. To znamená, že energie se vyrábí spalováním paliva. Nejnovější vývoj v automobilovém průmyslu umožnil využívat zdroj elektrické energie pro dopravu.

V elektrických vozidlech vyrábějí silné chemické baterie proud v uzavřeném obvodu a slouží jako zdroj energie. Zde je pozorován reverzní proces: EMF se vyrábí ve svitcích pohonného systému, což způsobuje otáčení kol. Proudy v sekundárním okruhu jsou obrovské, úměrné rychlosti zrychlení a hmotnosti vozu.

Princip fungování cívky s magnetem

Tok proudící cívkou způsobuje vzhled střídavého magnetického toku. Na druhé straně působí zvětšující se sílu na magnety, což způsobuje, že rám se dvěma polárními magnety se otáčí. Zdroje elektrické energie tak slouží jako uzel pro pohyb automobilů.

Reverzní proces, když se rám s magnetem otáčí uvnitř vinutí, díky kinetické energii umožňuje konvertovat střídavý magnetický tok na EMF cívky. Dále jsou v obvodu instalovány stabilizátory napětí, které zajišťují požadované parametry napájecí sítě. Tímto principem je výroba elektřiny ve vodních elektrárnách, tepelných elektrárnách.

EMF v obvodu se objevuje v obvyklém uzavřeném obvodu. Existuje, dokud se na vodič nepoužije potenciální rozdíl. Pro popis vlastností zdroje energie je zapotřebí elektromotorická síla. Fyzická definice termínu zní takto: EMF v uzavřeném obvodu je úměrná práci vnějších sil, které pohybují jediným kladným nábojem přes celé tělo vodiče.

Vzorec E = I * R - odpor zohledňuje celkovou hodnotu, která je tvořena vnitřním odporem zdroje energie a výsledkem přidání odporu napájecího úseku okruhu.

Omezení instalace rozvoden

Každý vodič, skrze který protéká proud, generuje elektrické pole. Zdrojem energie je emitor elektromagnetických vln. V okolí výkonných zařízení, v rozvodnách nebo v blízkosti generátorů, je dopad na lidské zdraví. Byla proto přijata opatření k omezení výstavby objektů v blízkosti obytných budov.

Na legislativní úrovni jsou stanoveny pevné vzdálenosti k elektrickým zařízením, mimo něž je živý organismus bezpečný. Výstavba silných rozvoden v blízkosti domů a na cestě lidí je zakázána. Silné instalace musí mít ploty a uzavřené vchody.

Vysokonapěťové vedení jsou umístěny vysoko nad budovami a jsou vyvedena z osad. Pro vyloučení vlivu elektromagnetických vln v obytné oblasti jsou zdroje energie pokryty uzemněnými kovovými clonami. V nejjednodušším případě se používá drátěná síť.

Jednotky měření

Každá hodnota zdroje energie a řetězce je popsána kvantitativními hodnotami. To usnadňuje práci při navrhování a výpočtu zatížení pro určité potraviny. Jednotky měření se vztahují na fyzické zákony.

Pro hodnoty napájení jsou nastaveny následující jednotky:

• Odolnost: R - Ohm.
• EMF: E je volt.
• Reaktivní a impedance: X a Z jsou ohmy.
• Aktuální: I - ampér.
• Napětí: U - volty.
• Výkon: P - watty.

Budování sériových a paralelních schémat napájení

Výpočet obvodu je komplikovaný, jestliže se používá spojení několika typů zdrojů elektrické energie. Zohledňuje se vnitřní odpor každé větve a směr proudu vodiči. Pro měření emf každého zdroje zvlášť je nutné otevřít obvod a měřit potenciál přímo na svorkách napájecí baterie voltmetrem.

Když je obvod uzavřen, zařízení zobrazí pokles napětí, který je nižší. K získání potřebné výživy je často potřeba několik zdrojů. V závislosti na úkolu lze použít několik typů připojení:

• Konzistentní. EMF obvodu každého zdroje se přidává. Takže při použití dvou baterií s jmenovitou hodnotou 2 volty jsou dosaženy v důsledku připojení 4 V.
• Paralelní. Tento typ se používá ke zvýšení kapacity zdroje, resp. K delší životnosti baterie. EMF okruhu se při tomto připojení nezmění za stejných jmenovitých hodnot baterie. Je důležité dodržovat polaritu připojení.
• Kombinovaná spojení jsou zřídka využívána, ale v praxi se vyskytují. Výpočet výsledného EMF se provádí pro každou jednotlivou uzavřenou oblast. Zohledňuje se polarita a směr proudu větví.

Napájecí vedení

Pro určení výsledného EMF je vzat v úvahu vnitřní odpor zdroje elektrické energie. Obecně platí, že elektromotorická síla se vypočítá podle vzorce E = I * R + I * r. Zde R je odpor spotřebitelů a r je vnitřní odpor. Pokles napětí se vypočítá z následujícího vztahu: U = E - Ir.

Proud protékající v obvodu se vypočítá podle Ohmova zákona celého obvodu: I = E / (R + r). Interní odpor může ovlivnit proud. Aby se tomu zabránilo, zdroj je vybrán pro nakládání podle následujícího pravidla: vnitřní odpor zdroje by měl být mnohem menší než celkový celkový odpor spotřebitelů. Pak není nutné vzít v úvahu jeho velikost kvůli malé chybě.

Jak měřit ohmy napájecí sítě?

Vzhledem k tomu, že zdroje a přijímače elektrické energie musí být koordinovány, nastává okamžitá otázka: jak měřit vnitřní odpor zdroje? Koneckonců se ohmmetr nepřipojí k kontaktům s potenciálem, který je k dispozici. Pro vyřešení problému je použita nepřímá metoda užití indexů - hodnoty dodatečných veličin budou zapotřebí: proud a napětí. Výpočet je proveden vzorcem r = U / I, kde U - pokles napětí na vnitřní odpor a I - proud v okruhu pod zatížením.

Úbytek napětí se měří přímo na svorkách napájecího zdroje. Na obvod je připojen odpor známého označení R. Před měřením je nutné elektromagnetický kompenzátor (EMF) zdroje napojit na otevřený obvod - E. Potom připojte zátěž a zaznamenejte hodnoty - U zatížení. A proud I.

Požadovaný pokles napětí na vnitřní odpor U = E - U zatížení. Výsledkem je výpočet požadované hodnoty r = (zatížení E-U) / I.