Curent electric, surse de curent electric: definiție și esență

Din cursul fizicii, toată lumea știe că un curent electric înseamnă o mișcare comandată ordonată de particule care poartă o încărcătură. Pentru a le produce, se formează un câmp electric în conductor. Același lucru este necesar pentru ca curentul electric să continue să existe mult timp.

• static;
• chimice;
• mecanice;
• semiconductoare.

În fiecare dintre ele se efectuează lucrări, în care se separă particulele încărcate diferit, adică se creează câmpul electric al sursei de curent. Când sunt separate, se acumulează la poli, în locurile unde sunt conectate conductorii. Când polii sunt conectați printr-un conductor, particulele cu sarcină încep să se miște și se formează un curent electric.

Surse de curent electric: invenția mașinii electrice

Până la mijlocul secolului al XVII-lea, pentru a obține un curent electric, a fost nevoie de mult efort. În același timp, un număr tot mai mare de oameni de știință se ocupă de această problemă. Și Otto von Guericke a inventat prima mașină electrică din lume. Într-un experiment cu sulf, se topea într-o minge de sticlă goală, se solidifică și se sparge paharul. Gerike a întărit mingea astfel încât să poată fi răsucite. Rotirea ei și apăsarea unei bucăți de piele a primit o scânteie. Această frecare a redus considerabil recepția de energie electrică pe termen scurt. Dar problemele mai dificile au fost rezolvate numai cu dezvoltarea în continuare a științei.

Problema era că acuzațiile lui Gerica au dispărut repede. Pentru a mări lungimea corpului încărcăturii este plasată în recipiente închise (sticle de sticlă), și electrificată imagini de apă efectuate cu un cui. Experimentul a fost optimizat atunci când sticla de pe ambele fețe a fost acoperită cu material conductiv (de exemplu foi de folie). Ca rezultat, am realizat că am putea face fără apă.

Broască picioare ca o sursă de curent

O altă modalitate de a obține energie electrică a fost descoperită pentru prima dată de Luigi Galvani. Ca biolog, a lucrat într-un laborator unde a experimentat electricitatea. El a văzut că o broască moartă și-a tăiat piciorul atunci când a fost excitat de o scânteie din mașină. Dar într-o zi același efect a fost atins în mod accidental, când omul de știință la atins cu un bisturiu din oțel.

A început să caute motivele apariției unui curent electric. Sursele de curent electric, conform concluziei sale finale, se aflau în țesuturile unei broaște.

Un alt italian, Alessandro Volta, a dovedit inconsistența naturii "broască" a apariției curentului. Se observă că cel mai mare curent a apărut când s-au adăugat cupru și zinc la o soluție de acid sulfuric. Această combinație se numește un element galvanic sau chimic.

Dar utilizarea unui astfel de instrument pentru producerea CEM ar fi prea costisitoare. Prin urmare, oamenii de stiinta au lucrat la un alt mod mecanic de extragere a energiei electrice.

Cum este aranjat un generator convențional?

La începutul secolului al XIX-lea, G.Kh. Oersted a descoperit că, pe măsură ce curentul a trecut prin conductor, a apărut un câmp de origine magnetică. Puțin mai târziu, Faraday a descoperit că atunci când traversează liniile de forță ale acestui câmp, un inductor electromagnetic este indus în conductor, ceea ce provoacă un curent. EMF variază în funcție de viteza de mișcare și de conductorii înșiși, precum și de intensitatea câmpului. La trecerea a 100 de milioane de linii de forță pe secundă, EMF indus a devenit egal cu un volt. Este clar că comportamentul manual într-un câmp magnetic nu este capabil să producă un curent electric mare. Sursele de curent electric de acest tip s-au arătat mult mai eficient prin înfășurarea sârmei pe o bobină mare sau prin producerea acesteia sub formă de tambur. Bobina a fost montată pe arbore între magnet și apa rotativă sau abur. O astfel de sursă de curent mecanic este inerentă generatoarelor convenționale.

Marele Tesla

Un om de știință ingenios din Serbia Nikola Tesla, care și-a dedicat viața electricității, a făcut numeroase descoperiri, pe care le folosim astăzi. Mai multe faze electrice mașini asincrone motoare electrice, transmiterea energiei printr-un curent alternativ polifazic - aceasta nu este întreaga listă de invenții ale marelui om de știință.

Mulți sunt siguri că fenomenul din Siberia, numit meteoritul Tunguska, a provocat de fapt Tesla. Dar, probabil, una dintre cele mai enigmatice invenții este un transformator capabil să primească o tensiune de până la cincisprezece milioane de volți. Este neobișnuit atât dispozitivul, cât și calculele care nu sunt cunoscute din punct de vedere legal. Dar în acele zile au început să dezvolte tehnologie de vid, în care nu existau ambiguități. Prin urmare, invenția omului de știință pentru timpul uitat.

Dar astăzi, odată cu apariția fizicii teoretice, lucrarea lui a reînnoit din nou interesul. Eterul a fost recunoscut ca gaz, la care se aplică toate legile mecanicii gazelor. De acolo marele Tesla a atras energia. Este demn de remarcat faptul că teoria eterică a fost foarte frecventă în trecut printre mulți oameni de știință. Numai cu apariția STR - teoria specială a relativității lui Einstein, în care a respins existența eterului - a fost uitată, deși teoria generală formulată mai târziu nu la provocat ca atare.

Dar pentru moment, să ne ocupăm mai mult de curentul electric și dispozitivele care sunt omniprezente astăzi.

Dezvoltarea aparatelor tehnice - surse curente

Astfel de dispozitive servesc la transformarea energiei diferite în energie electrică. În ciuda faptului că metodele fizice și chimice de obținere a energiei electrice au fost descoperite de mult timp, ele au devenit răspândite pretutindeni numai din a doua jumătate a secolului al XX-lea, când electronica radio a început să se dezvolte rapid. Primele cinci perechi galvanice au fost completate cu încă 25 de tipuri. Teoretic, perechile galvanice pot număra câteva mii, deoarece energia liberă poate fi realizată pe orice oxidant și agent reducător.

Sursa fizică a curentului

Sursa fizică a curentului a început să se dezvolte puțin mai târziu. Tehnologia modernă a făcut cerințe din ce în ce mai stricte, iar generatoarele industriale termo-termionice s-au confruntat cu succes cu sarcini tot mai mari. Sursele fizice de curent sunt dispozitivele în care energia termică, electromagnetică, mecanică și energia radiației radiațiilor și a decăderii nucleare este transformată în energie electrică. Pe lângă cele de mai sus, ele includ și generatoare electrice, MHD, precum și angajați pentru conversia radiației solare și a decăderii atomice.

Pentru ca curentul electric din conductor să nu dispară, este necesară o sursă externă pentru a menține diferența de potențial la capetele conductorului. Pentru a face acest lucru, există surse de energie care au unele forța electromotoare pentru a crea și a menține o diferență potențială. EMF a sursei de curent electric este măsurată prin lucrul efectuat la transportarea încărcării plus prin întreg circuitul închis.

Rezistența din interiorul sursei curente îl caracterizează cantitativ, determinând cantitatea de pierdere de energie pe măsură ce trece prin sursă.

Puterea și eficiența sunt egale cu raportul dintre tensiunea din circuitul electric extern și EMF.

Surse chimice de curent

O sursă de curent chimic în circuitul electric al unui EMF este un dispozitiv în care energia reacțiilor chimice este transformată în reacții electrice.

Se bazează pe doi electrozi: un reducător încărcat negativ și un oxidant încărcat pozitiv care intră în contact cu electrolitul. Între electrozii există o diferență de potențial, EMF.

În dispozitivele moderne folosite adesea:

• ca agent reducător - plumb, cadmiu, zinc și altele;
• oxidant - hidroxid de nichel, oxid de plumb, mangan și altele;
• electroliți - soluții de acizi, baze sau săruri.

Elemente uscate folosite în mare măsură din zinc și mangan. Luați un vas de zinc (cu un electrod negativ). În interior, puneți un electrod pozitiv cu un amestec de dioxid de mangan cu cărbune sau praf de grafit, care reduc rezistența. Electrolitul este o pastă de amoniac, amidon și alți constituenți.

Un acumulator acid de plumb este cel mai adesea o sursă secundară de curent chimic într-un circuit electric care are o putere mare, funcționează stabil și are un cost redus. Bateriile de acest tip sunt utilizate într-o varietate de domenii. Acestea sunt adesea preferate pentru bateriile de pornire, care sunt deosebit de valoroase pentru autoturisme, în cazul în care sunt în general monopolisti.

O altă baterie comună constă din fier (anod), oxid de nichel hidratat (catod) și electrolit - o soluție apoasă de potasiu sau de sodiu. Materialul activ este dispus în tuburi din oțel nichelat.

Utilizarea acestei specii a scăzut după un incendiu la uzina din Edison în 1914. Cu toate acestea, dacă vom compara caracteristicile primului și al doilea tip de baterie, se dovedește că funcționarea fier-nichel poate fi semnificativ mai mare de acid de plumb.

Generatoare de curent alternativ și alternativ

Generatoarele sunt dispozitive care vizează transformarea energiei mecanice în energie electrică.

Cel mai simplu generator de curent continuu poate fi reprezentat ca un cadru al unui conductor, care este plasat între polii magnetici, iar capetele sunt conectate la semireturi izolate (colector). Pentru ca dispozitivul să funcționeze, este necesar să se asigure rotirea cadrului cu colectorul. Apoi va induce un curent electric care își schimbă direcția sub influența liniilor magnetice de forță. În lanțul extern, el va merge într-o singură direcție. Se pare că colectorul va îndrepta curentul alternativ, care este produs de cadru. Pentru a realiza un curent constant, colectorul este format din treizeci și șase sau mai multe plăci, iar conductorul constă dintr-o multitudine de cadre sub forma unei înfășurări a armăturii.

Luați în considerare scopul sursei de curent în circuitul electric. Vom afla ce alte surse de curent există.

Lanț electric: electric curent, curent, sursă de curent

Circuitul electric constă dintr-o sursă de curent care, împreună cu alte obiecte, creează o cale pentru curent. Iar conceptele de EMF, curent și tensiune relevă procesele electromagnetice care au loc în același timp.

Circuitul electric cel mai simplu constă dintr-o sursă de curent (baterie, un generator de celule electrochimice, și așa mai departe), consumatorii de energie (încălzitoare electrice, motoare electrice și altele), precum și firele de legătură bornele sursei de tensiune și consumator.

Circuitul electric are o parte internă (sursă de energie electrică) și exterioară (cabluri, întrerupătoare și întrerupătoare de cuțit, instrumente de măsurare).

Acesta va funcționa și va avea o valoare pozitivă numai dacă este prevăzut un circuit închis. Orice rupere face ca curentul să nu mai curgă.

Circuitul electric constă dintr - o sursă de curent sub formă de celule galvanice, electroacumulatoare, electromecanice și electromagnetice generatoare termoelectrice, fotocelule și așa mai departe.

Receptoarele electrice sunt motoare electrice care transformă energia în dispozitive mecanice, de iluminat și încălzire, instalații de electroliză și așa mai departe.

Echipamentele auxiliare sunt aparatele pentru pornire și oprire, dispozitivele de măsurare și mecanismele de protecție.

Toate componentele sunt împărțite în:

• activ (în cazul în care circuitul electric constă dintr-o sursă de curent electric, motoare electrice, baterii etc.);
• Pasive (care includ receptoare electrice și cabluri de conectare).

Lanțul poate fi de asemenea:

• liniar, unde rezistența elementului este întotdeauna caracterizată printr-o linie dreaptă;
• Nonlinear, unde rezistența depinde de tensiune sau curent.

Aici este cea mai simplă schemă, unde în circuit sunt incluse o sursă de curent, o cheie, o lampă electrică, un reostat.

În ciuda utilizării pe scară largă pe scară largă a unor astfel de dispozitive tehnice, în special în ultimii ani, oamenii au cerut tot mai multe întrebări legate de instalarea surselor alternative de energie.

Diversitatea surselor de energie electrică

Ce surse de curent electric încă mai există? Nu numai soarele, vântul, pământul și mareele. Ele au devenit deja așa-numitele surse oficiale alternative de energie electrică.

Trebuie să spun că există o mulțime de surse alternative. Ele nu sunt comune, deoarece nu sunt încă practice și convenabile. Dar, cine știe, poate viitorul va fi doar în spatele lor.

Deci, energia electrică poate fi obținută din apă sărată. În Norvegia, a fost deja înființată o centrală electrică care utilizează această tehnologie.

Stațiile electrice pot funcționa, de asemenea, pe celulele de combustie cu electrolit de oxid solid.

generatoare piezoelectrice cunoscute primesc energia prin energia cinetică (există deja cu trotuare astfel de tehnologie, incetinitoare, turnicheti și chiar ringuri de dans).

Există, de asemenea, nano-generatoare, care vizează convertirea energiei în corpul uman într-una electrică.

Ce se poate spune despre algele care încălzirea locuințelor, săbiile lor de fotbal, generatoare de electricitate, biciclete, gadget-uri electronice poate fi încărcat, și chiar tocat hârtie, folosit ca sursă de energie?

Perspective mari, bineînțeles, aparțin dezvoltării energiei vulcanice.

Toate acestea sunt realitatea de astăzi, pe care lucrează oamenii de știință. Este posibil ca unii dintre ei să devină foarte curând un fenomen complet familiar, cum ar fi electricitatea în casele de astăzi.

Sau poate cineva va dezvălui secretele omului de știință Nikola Tesla și omenirea va putea să primească cu ușurință energie electrică din aer?