Elektros energijos š altiniai: aprašymas, rūšys ir savybės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Elektros energijos š altiniai kiekvienoje vietovėje skiriasi tuo, kaip ji gaunama. Taigi stepėse tikslingiau panaudoti vėjo jėgą arba konvertuoti šilumą deginant kurą, dujas. Kalnuose, kur teka upės, statomos užtvankos, vanduo varo milžiniškas turbinas. Elektrovaros jėga beveik visur gaunama kitų natūralių energijų sąskaita.

Iš kur gaunamas plataus vartojimo maistas

Elektros energijos š altiniai gauna įtampą po vėjo jėgos transformacijos, kinetinio judėjimo, vandens srauto, branduolinės reakcijos rezultato, šilumos, susidariusios deginant dujas, kurą ar anglis. Plačiai paplitusios šiluminės elektrinės ir hidroelektrinės. Atominių elektrinių skaičius palaipsniui mažėja, nes jos nėra visiškai saugios netoliese gyvenantiems žmonėms.

Galima panaudoti cheminę reakciją, šiuos reiškinius matome automobilių akumuliatoriuose ir buitiniuose prietaisuose. Tuo pačiu principu veikia ir telefonų baterijos. Vėjo deflektoriai naudojami vietose, kuriose pučia nuolatinis vėjas, kur elektros energijos š altiniuose yra įprastas didelės galios generatorius.

Kartais vienos stoties neužtenka visam miestui maitinti,ir elektros energijos š altiniai yra sujungti. Taigi ant šiltųjų šalių namų stogų įrengiamos saulės baterijos, kurios maitina atskiras patalpas. Palaipsniui atmosferą teršiančias stotis pakeis aplinką tausojantys š altiniai.

Automobiliuose

Transporto akumuliatorius nėra vienintelis elektros energijos š altinis. Automobilio grandinės suprojektuotos taip, kad važiuojant prasidėtų kinetinės energijos pavertimo elektros energija procesas. Taip yra dėl generatoriaus, kuriame ritės sukimasis magnetinio lauko viduje sukuria elektrovaros jėgą (EMF).

Tinkle pradeda tekėti srovė, kraunama baterija, kurios trukmė priklauso nuo jos talpos. Įkrovimas prasideda iškart užvedus variklį. Tai yra, energija gaunama deginant kurą. Naujausi automobilių pramonės įvykiai leido eismui naudoti elektros energijos š altinio EML.

Elektrinėse transporto priemonėse galingos cheminės baterijos sukuria srovę uždaroje grandinėje ir yra energijos š altinis. Čia stebimas atvirkštinis procesas: pavaros sistemos ritėse susidaro EMF, dėl kurios ratai sukasi. Srovės antrinėje grandinėje yra didžiulės, proporcingos įsibėgėjimo greičiui ir automobilio svoriui.

Ritės su magnetu principas

Per ritę tekanti srovė sukelia kintamąjį magnetinį srautą. Jis, savo ruožtu, veikia plūduriuojančią jėgą magnetams, o tai priverčia rėmą dviemsukasi priešingo poliškumo magnetais. Taigi elektros energijos š altiniai yra automobilių judėjimo mazgas.

Atvirkštinis procesas, kai rėmas su magnetu sukasi apvijų viduje, dėl kinetinės energijos, leidžia kintamąjį magnetinį srautą paversti ritių EMF. Be to, grandinėje yra sumontuoti įtampos stabilizatoriai, užtikrinantys reikiamą tiekimo tinklo veikimą. Pagal šį principą elektros energija gaminama hidroelektrinėse, šiluminėse elektrinėse.

EMF grandinėje taip pat atsiranda įprastoje uždaroje grandinėje. Jis egzistuoja tol, kol laidininkui taikomas potencialų skirtumas. Elektrovaros jėga reikalinga energijos š altinio charakteristikoms apibūdinti. Fizinis termino apibrėžimas skamba taip: EML uždaroje grandinėje yra proporcingas išorinių jėgų, kurios perkelia vieną teigiamą krūvį per visą laidininko kūną, darbui.

Formulė E=IR – atsižvelgiama į bendrą varžą, kurią sudaro maitinimo š altinio vidinė varža ir grandinės maitinimo sekcijos varžos pridėjimo rezultatai.

Pastotių įrengimo apribojimai

Bet koks laidininkas, kuriuo teka srovė, sukuria elektrinį lauką. Energijos š altinis yra elektromagnetinių bangų skleidėjas. Prie galingų įrenginių, pastotėse ar šalia generatorių nukenčia žmonių sveikata. Todėl imtasi priemonių apriboti statybos projektus prie gyvenamųjų pastatų.

ĮjungtaĮstatymų leidybos lygmeniu nustatomi fiksuoti atstumai iki elektros objektų, kuriuos viršijus gyvas organizmas yra saugus. Draudžiama statyti galingas pastotes prie namų ir žmonių trasoje. Galingi įrenginiai turi turėti tvoras ir uždarus įėjimus.

Aukštos įtampos linijos montuojamos aukštai virš pastatų ir išvedamos iš gyvenviečių. Siekiant panaikinti elektromagnetinių bangų įtaką gyvenamajame rajone, energijos š altiniai uždaromi įžemintais metaliniais ekranais. Paprasčiausiu atveju naudojamas vielos tinklelis.

Matavimo vienetai

Kiekviena energijos š altinio ir grandinės vertė apibūdinama kiekybinėmis reikšmėmis. Tai palengvina konkretaus maitinimo š altinio apkrovos projektavimo ir apskaičiavimo užduotį. Matavimo vienetai yra tarpusavyje susiję fizikiniais dėsniais.

Maitinimo blokai yra tokie:

• Atsparumas: R – Ohm.
• EMF: E – Volt.
• Reaktyvioji ir varža: X ir Z – Ohm.
• Srovė: I – Amp.
• Įtampa: U – voltas.
• Galingumas: P – vatas.

Nuosekliųjų ir lygiagrečiųjų maitinimo grandinių kūrimas

Grandinės skaičiavimas tampa sudėtingesnis, jei prijungiami kelių tipų elektros energijos š altiniai. Atsižvelgiama į kiekvienos šakos vidinę varžą ir srovės kryptį per laidininkus. Norėdami išmatuoti kiekvieno š altinio EML atskirai, turėsite atidaryti grandinę ir išmatuoti potencialą tiesiai maitinimo akumuliatoriaus gnybtuose su prietaisu - voltmetru.

Kai grandinė uždaroma, prietaisas rodys įtampos kritimą, kurio reikšmė mažesnė. Norint gauti reikiamą mitybą, dažnai reikia kelių š altinių. Atsižvelgiant į užduotį, gali būti naudojami kelių tipų jungtys:

• Nuoseklus. Pridedamas kiekvieno š altinio grandinės EMF. Taigi, naudojant dvi baterijas, kurių vardinė vertė 2 voltai, sujungus jos gauna 4 V.
• Lygiagrečiai. Šis tipas naudojamas siekiant padidinti š altinio talpą, atitinkamai, ilgesnis akumuliatoriaus veikimo laikas. Grandinės su šia jungtimi EMF nesikeičia esant vienodoms baterijos vertėms. Svarbu stebėti jungties poliškumą.
• Kombinuoti ryšiai naudojami retai, tačiau praktikoje pasitaiko. Gautas EML apskaičiavimas atliekamas kiekvienai atskirai uždarai sekcijai. Atsižvelgiama į šakų srovės poliškumą ir kryptį.

Maitinimo omi

Skaičiuojant gautą EML, atsižvelgiama į vidinę elektros energijos š altinio varžą. Apskritai elektrovaros jėga apskaičiuojama pagal formulę E=IR + Ir. Čia R yra vartotojo pasipriešinimas, o r yra vidinė varža. Įtampos kritimas apskaičiuojamas pagal tokį ryšį: U=E - Ir.

Srovė, tekanti grandinėje, apskaičiuojama pagal visos grandinės Ohmo dėsnį: I=E/(R + r). Vidinis pasipriešinimas gali turėti įtakos srovės stiprumui. Kad taip nenutiktų, apkrovos š altinis parenkamas pagalši taisyklė: š altinio vidinė varža turi būti daug mažesnė už bendrą vartotojų varžą. Tada nebūtina atsižvelgti į jo vertę dėl nedidelės klaidos.

Kaip išmatuoti maitinimo š altinio omus?

Kadangi elektros energijos š altiniai ir imtuvai turi būti suderinti, iškart kyla klausimas: kaip išmatuoti š altinio vidinę varžą? Galų gale, jūs negalite prijungti omometro prie kontaktų, kurių potencialas yra ant jų. Norėdami išspręsti problemą, naudojamas netiesioginis indikatorių paėmimo būdas - reikalingos papildomų dydžių reikšmės: srovė ir įtampa. Skaičiavimas atliekamas pagal formulę r=U/I, kur U – įtampos kritimas per vidinę varžą, o I – srovė grandinėje veikiant apkrovai.

Įtampos kritimas matuojamas tiesiai per maitinimo š altinio gnybtus. Prie grandinės prijungtas žinomos vertės rezistorius R. Prieš atliekant matavimus būtina voltmetru fiksuoti š altinio EMF su atvira grandine - E. Toliau prijungti apkrovą ir užrašyti rodmenis - U apkrova. ir dabartinis I.

Norimas įtampos kritimas per vidinę varžą U=E − U apkrova. Dėl to apskaičiuojame reikiamą reikšmę r=(E − U apkrova)/I.