Surse de energie electrică: descriere, tipuri și caracteristici

De unde vine puterea consumatorilor?

Poate fi utilizată o reacție chimică, aceste fenomene observăm în bateriile mașinilor și aparatelor de uz casnic. Bateriile pentru telefoane funcționează pe același principiu. Mori de vânt sunt utilizați în locuri cu vânt constant, unde sursele de energie electrică conțin în construirea unui generator convențional de mare putere.

Pentru alimentarea întregului oraș, uneori o stație nu este suficientă, iar sursele de energie electrică sunt combinate. Deci, pe acoperișurile caselor din țările calde, sunt instalate baterii solare, care alimentează camere separate. Treptat, sursele ecologice vor înlocui stațiile care poluează atmosfera.

În mașini

Bateria de pe transport nu este singura sursă energie electrică. Circuitele mașinii sunt proiectate cu speranța că atunci când mișcarea începe procesul de transformare a energiei cinetice în energie electrică. Acest lucru se datorează unui generator în care rotația bobinelor din interiorul câmpului magnetic generează apariția unei forțe electromotive (EMF).

Curentul începe să se încarce în rețea, încărcând bateria, durata acesteia depinzând de capacitatea sa. Încărcarea începe imediat după pornirea motorului. Adică, energia este produsă prin arderea combustibilului. Cele mai recente evoluții din industria automobilelor au făcut posibilă utilizarea sursei de energie electrică pentru trafic.

În vehiculele electrice, bateriile chimice puternice produc un curent într-un circuit închis și servesc sursa de putere. Aici se observă procesul invers: EMF este produs în bobinele sistemului de acționare, ceea ce determină rotirea roților. Curenții din circuitul secundar sunt imens, proporțional cu accelerația și greutatea automobilului.

Principiul de funcționare a unei bobine cu un magnet

Curentul care trece prin bobină produce apariția unui flux magnetic alternativ. Aceasta, la rândul său, exercită asupra magneților o forță de împingere, care determină rama cu doi magneți diferiți pentru a se roti. Astfel, sursele de energie electrică servesc drept nod pentru mișcarea autovehiculelor.

Procesul invers, atunci când cadrul cu magnetul se rotește în interiorul bobinelor, datorită energiei cinetice, face posibilă conversia fluxului magnetic alternativ în EMF a bobinelor. În plus, regulatoarele de tensiune sunt instalate în circuit, care asigură parametrii necesari ai rețelei de alimentare. Prin acest principiu, energia electrică este generată în centrale hidroelectrice, termocentrale.

EMF în circuit apare în circuitul închis uzual. Există atât timp cât se aplică o diferență de potențial conductorului. Forța electromotoare este necesară pentru a descrie caracteristicile sursei de energie. Definiția fizică a termenului sună astfel: EMF într-un circuit închis este proporțional cu activitatea forțelor externe care mișcă o singură sarcină pozitivă pe întreg corpul conductorului.

Formula E = I * R - rezistență ia în considerare totalul, format din rezistența internă a sursei de alimentare și rezultatele adăugării rezistenței secțiunii de alimentare a circuitului.

Restricții privind instalarea stațiilor

Orice conductor, prin care curge curentul, produce un câmp electric. Sursa de energie este emițătorul undelor electromagnetice. În jurul unor instalații puternice, la substații sau dispozitive aproape generatoare, există un impact asupra sănătății umane. Prin urmare, s-au luat măsuri pentru restrângerea construcției de obiecte în apropierea clădirilor rezidențiale.

La nivel legislativ se stabilesc distanțe fixe la instalațiile electrice, dincolo de care organismul viu este sigur. Construcția de substații puternice în apropierea caselor și pe traseul oamenilor este interzisă. Instalațiile puternice trebuie să aibă garduri și intrări închise.

Liniile de înaltă tensiune sunt montate deasupra clădirilor și sunt scoase din așezări. Pentru a exclude efectul undelor electromagnetice într-o zonă rezidențială, sursele de energie sunt acoperite de ecrane de metal îngropate. În cel mai simplu caz, este utilizată o plasă de sârmă.

Unități de măsură

Fiecare valoare a sursei de energie și a lanțului este descrisă prin valori cantitative. Aceasta facilitează proiectarea și calcularea sarcinii pentru o anumită hrană. Unitățile de măsură sunt legate de legile fizice.

Următoarele unități sunt setate pentru valorile sursei de alimentare:

• Rezistență: R - Ohm.
• EMF: E este volt.
• Reactive și impedanță: X și Z sunt Ohms.
• Curent: I - ampere.
• Tensiune: U - volt.
• Putere: P - Watți.

Construirea schemelor de alimentare în serie și paralel

Calculul circuitului este complicat dacă se utilizează o conexiune a mai multor tipuri de surse de energie electrică. Rezistența internă a fiecărei ramuri este luată în considerare și direcția curentă prin conductori. Pentru a măsura emf-ul fiecărei surse separat, este necesar să deschideți circuitul și să măsurați potențialul direct pe bornele bateriei de alimentare cu un voltmetru.

Cu un circuit închis, instrumentul va afișa o scădere de tensiune mai mică. Câteva surse sunt adesea necesare pentru a obține nutriția necesară. În funcție de sarcină, pot fi utilizate mai multe tipuri de conexiuni:

• Consecvent. Se adaugă EMF a circuitului fiecărei surse. Astfel, atunci când se utilizează două baterii cu o valoare nominală de 2 volți se obțin ca urmare a conectării a 4 V.
• Paralel. Acest tip este folosit pentru a crește capacitatea sursei, respectiv, există o durată mai lungă de viață a bateriei. EMF-ul circuitului nu se modifică cu această conexiune la ratinguri egale ale bateriilor. Este important să se respecte polaritatea conexiunii.
• Legăturile combinate sunt rareori utilizate, dar în practică acestea se întâlnesc. Calcularea EMF rezultat este efectuată pentru fiecare zonă închisă individuală. Sunt luate în considerare polaritatea și direcția curentului ramificațiilor.

Surse de alimentare cu energie electrică

Rezistența internă a sursei de energie electrică este luată în considerare pentru a determina EMF rezultat. În general, forța electromotive este calculată prin formula E = I * R + I * r. Aici, R este rezistența consumatorilor, iar r este rezistența internă. Căderea de tensiune se calculează din următoarea relație: U = E - Ir.

Curentul care curge în circuit se calculează în conformitate cu legea lui Ohm a circuitului complet: I = E / (R + r). Rezistența internă poate influența puterea curentă. Pentru a evita acest lucru, sursa este selectată pentru încărcare conform următoarei reguli: rezistența internă a sursei trebuie să fie mult mai mică decât rezistența totală totală a consumatorilor. Apoi nu este necesar să țineți cont de amploarea sa datorită unei erori mici.

Cum se măsoară ohmurile rețelei de alimentare?

Deoarece sursele și receptoarele de energie electrică trebuie să fie coordonate, se pune imediat întrebarea: cum se măsoară rezistența internă a unei surse? La urma urmei, un ohmmetru nu se conectează la contactele cu potențialele disponibile pe ele. Pentru a rezolva problema, se utilizează o metodă indirectă de eliminare a indicatorilor - vor fi necesare valori suplimentare: curent și tensiune. Calculul se face prin formula r = U / I, unde U - scăderea tensiunii pe rezistența internă și I - curentul în circuitul sub sarcină.

Căderea de tensiune se măsoară direct la bornele sursei de alimentare. Un rezistor cu denumirea R este conectat la circuit. Înainte de măsurare, este necesar să fixați EMF-ul sursei cu circuitul deschis - E. Apoi conectați sarcina și înregistrați citirile - U ale sarcinii. și curent I.

Căderea de tensiune necesară la rezistența internă U = E minus-U sarcină. În final, vom calcula valoarea dorită r = (E minus-U sarcină) / I.