Ang isang electric current source ay isang aparato kung saan ang isang electric current ay nilikha sa isang closed electrical circuit. Sa kasalukuyan, ang isang malaking bilang ng mga uri ng naturang mga mapagkukunan ay naimbento. Ang bawat uri ay ginagamit para sa mga tiyak na layunin.
Nilalaman
Mga uri ng pinagmumulan ng kuryente
Mayroong mga sumusunod na uri ng mga pinagmumulan ng electric current:
- mekanikal;
- thermal;
- liwanag;
- kemikal.
Mga mapagkukunang mekanikal
Ang mga mapagkukunang ito ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Ang conversion ay isinasagawa sa mga espesyal na aparato - mga generator. Ang mga pangunahing generator ay turbo generators, kung saan ang electric machine ay hinihimok ng gas o steam flow, at hydro generators, na nagpapalit ng enerhiya ng bumabagsak na tubig sa kuryente. Karamihan sa kuryente sa Earth ay eksaktong ginawa ng mga mechanical converter.
Mga pinagmumulan ng init
Dito, ang thermal energy ay na-convert sa kuryente. Ang paglitaw ng isang electric current ay dahil sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang pares ng pakikipag-ugnay sa mga metal o semiconductors - thermocouples. Sa kasong ito, ang mga sisingilin na particle ay inililipat mula sa isang pinainit na lugar patungo sa isang malamig. Ang magnitude ng kasalukuyang ay direktang nakasalalay sa pagkakaiba ng temperatura: mas malaki ang pagkakaibang ito, mas malaki ang electric current. Ang mga thermocouple na nakabatay sa semiconductor ay nagbibigay ng thermoelectric na kapangyarihan na 1000 beses na mas malaki kaysa sa mga bimetallic, kaya ang mga kasalukuyang pinagkukunan ay maaaring gawin mula sa kanila. Ang mga metal thermocouple ay ginagamit lamang upang sukatin ang temperatura.
SANGGUNIAN! Upang makakuha ng thermocouple, kailangan mong ikonekta ang 2 magkaibang metal.
Sa kasalukuyan, ang mga bagong elemento ay binuo batay sa conversion ng init na inilabas sa panahon ng natural na pagkabulok ng radioactive isotopes. Ang ganitong mga elemento ay tinatawag na radioisotope thermoelectric generator. Sa spacecraft, isang generator na gumagamit ng plutonium-238 isotope ay napatunayang mabuti ang sarili nito. Nagbibigay ito ng kapangyarihan na 470 W sa boltahe na 30 V. Dahil ang kalahating buhay ng isotope na ito ay 87.7 taon, ang buhay ng generator ay napakatagal. Ang bimetal thermocouple ay ginagamit upang i-convert ang init sa kuryente.
ilaw na pinagmumulan
Sa pag-unlad ng semiconductor physics sa pagtatapos ng ika-20 siglo, lumitaw ang mga bagong kasalukuyang mapagkukunan - mga solar na baterya, kung saan ang liwanag na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya. Ginagamit nila ang pag-aari ng semiconductors upang makagawa ng boltahe kapag nalantad sa isang liwanag na pagkilos ng bagay. Ang epektong ito ay lalong malakas sa silicon semiconductors. Ngunit gayon pa man, ang kahusayan ng naturang mga elemento ay hindi hihigit sa 15%.Ang mga solar panel ay naging kailangang-kailangan sa industriya ng espasyo, at nagsimulang gamitin sa pang-araw-araw na buhay. Ang presyo ng naturang mga supply ng kuryente ay patuloy na bumababa, ngunit nananatiling medyo mataas: mga 100 rubles bawat 1 watt ng kapangyarihan.
Mga Pinagmumulan ng Kemikal
Ang lahat ng mga mapagkukunan ng kemikal ay maaaring nahahati sa 3 pangkat:
- Galvanic
- Mga baterya
- Thermal
Ang mga galvanic cell ay gumagana batay sa pakikipag-ugnayan ng dalawang magkaibang metal na inilagay sa isang electrolyte. Ang iba't ibang elemento ng kemikal at ang kanilang mga compound ay maaaring magsilbi bilang mga pares ng mga metal at isang electrolyte. Ang uri at katangian ng elemento ay nakasalalay dito.
MAHALAGA! Ang mga galvanic cell ay ginagamit nang isang beses lamang, i.e. Kapag na-discharge na, hindi na maibabalik ang mga ito.
Mayroong 3 uri ng galvanic na pinagmumulan (o mga baterya):
- asin;
- alkalina;
- Lithium.
Ang asin, o kung hindi man ay "tuyo", ang mga baterya ay gumagamit ng isang mala-paste na electrolyte mula sa isang asin ng isang metal, na inilagay sa isang tasa ng zinc. Ang cathode ay isang graphite-manganese rod na matatagpuan sa gitna ng tasa. Ang mga murang materyales at kadalian ng paggawa ng naturang mga baterya ay ginawa silang pinakamura sa lahat. Ngunit sa mga tuntunin ng mga katangian, ang mga ito ay makabuluhang mas mababa sa alkalina at lithium.
Gumagamit ang mga alkaline na baterya ng pasty solution ng alkali, potassium hydroxide, bilang electrolyte. Ang zinc anode ay pinalitan ng powdered zinc, na naging posible upang madagdagan ang kasalukuyang output ng elemento at ang oras ng pagpapatakbo. Ang mga elementong ito ay nagsisilbi ng 1.5 beses na mas mahaba kaysa sa asin.
Sa isang lithium cell, ang anode ay gawa sa lithium, isang alkali metal, na lubhang nadagdagan ang tagal ng operasyon. Ngunit sa parehong oras, ang presyo ay tumaas dahil sa mataas na halaga ng lithium. Bilang karagdagan, ang isang baterya ng lithium ay maaaring magkaroon ng ibang boltahe depende sa materyal na cathode.Gumagawa sila ng mga baterya na may boltahe na 1.5 V hanggang 3.7 V.
Ang mga baterya ay pinagmumulan ng electric current na maaaring sumailalim sa maraming cycle ng charge-discharge. Ang mga pangunahing uri ng mga baterya ay:
- Lead acid;
- Lithium-ion;
- Nickel-cadmium.
Ang mga lead-acid na baterya ay binubuo ng mga lead plate na inilubog sa isang solusyon ng sulfuric acid. Kapag ang isang panlabas na de-koryenteng circuit ay sarado, ang isang kemikal na reaksyon ay nangyayari, bilang isang resulta kung saan ang lead ay na-convert sa lead sulfate sa katod at anode, at ang tubig ay nabuo din. Sa panahon ng pagsingil, ang lead sulfate sa anode ay nababawasan sa lead, at sa cathode upang humantong dioxide.
SANGGUNIAN! Ang isang elemento ng lead-zinc na baterya ay bumubuo ng boltahe na 2 V. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga elemento sa serye, maaari kang makakuha ng anumang boltahe na isang multiple ng 2. Halimbawa, sa mga baterya ng kotse, ang boltahe ay 12 V, dahil. konektado 6 na elemento.
Ang baterya ng lithium-ion ay nakuha ang pangalan nito mula sa katotohanan na ang mga lithium ions ay nagsisilbing isang carrier ng kuryente sa electrolyte. Ang mga ion ay nagmula sa katod, na gawa sa lithium salt sa isang aluminum foil substrate. Ang anode ay gawa sa iba't ibang mga materyales: grapayt, cobalt oxides at iba pang mga compound sa isang copper foil substrate.
Ang boltahe, depende sa mga sangkap na ginamit, ay maaaring mula sa 3 V hanggang 4.2 V. Dahil sa mababang self-discharge at isang malaking bilang ng mga cycle ng pag-charge-discharge, ang mga baterya ng lithium-ion ay naging napakapopular sa mga gamit sa bahay.
MAHALAGA! Ang mga baterya ng Lithium-ion ay napaka-sensitibo sa sobrang pagsingil.Samakatuwid, upang singilin ang mga ito, kailangan mong gumamit ng mga charger na idinisenyo lamang para sa kanila, na may built-in na mga espesyal na circuit na pumipigil sa labis na pagsingil. Kung hindi, ang baterya ay maaaring masira at mag-apoy.
Sa mga baterya ng nickel-cadmium, ang cathode ay gawa sa nickel salt sa isang steel mesh, ang anode ay gawa sa cadmium salt sa isang steel mesh, at ang electrolyte ay pinaghalong lithium hydroxide at potassium hydroxide. Ang nominal na boltahe ng naturang baterya ay 1.37 V. Ito ay makatiis mula 100 hanggang 900 charge-discharge cycle.
SANGGUNIAN! Ang mga baterya ng nikel-cadmium ay maaaring maimbak sa isang discharged na estado, hindi katulad ng lithium-ion.
Ang mga elemento ng thermal chemical ay nagsisilbing backup na pinagmumulan ng kuryente. Nagbibigay sila ng mahusay na mga katangian sa mga tuntunin ng tiyak na kasalukuyang density, ngunit may isang maikling buhay ng serbisyo (hanggang sa 1 oras). Pangunahing ginagamit ang mga ito sa teknolohiya ng rocket, kung saan kailangan ang pagiging maaasahan at panandaliang operasyon.
MAHALAGA! Sa una, ang mga pinagmumulan ng thermal chemical ay hindi makagawa ng electric current. Sa kanila, ang electrolyte ay nakapaloob sa isang solidong estado, at upang dalhin ang baterya sa kondisyon ng pagtatrabaho, ang pag-init sa 500-600 ° C ay kinakailangan. Ang ganitong pag-init ay isinasagawa ng isang espesyal na pinaghalong pyrotechnic, na nag-aapoy sa tamang oras.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang tunay na pinagmulan at isang perpektong isa
Ang isang mainam na mapagkukunan, ayon sa mga batas ng pisika, ay dapat na may walang katapusang panloob na pagtutol upang matiyak ang isang pare-parehong electric current sa load. Ang mga tunay na mapagkukunan ay may hangganan na panloob na pagtutol, na nangangahulugan na ang kasalukuyang ay nakasalalay sa parehong panlabas na pagkarga at ang panloob na pagtutol.
Narito ang isang maikling buod ng iba't ibang mga modernong pinagmumulan ng electric current. Tulad ng makikita mula sa pagsusuri, hanggang ngayon, isang kahanga-hangang bilang ng mga mapagkukunan ang nilikha na may mga katangian na angkop para sa anumang aplikasyon.
Mga katulad na artikulo:
