แหล่งพลังงาน: ประเภทและประเภทอะไรคือตัวอย่างของแหล่งจ่ายไฟ

แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่มีการสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าปิด ปัจจุบันมีการคิดค้นแหล่งข้อมูลประเภทนี้เป็นจำนวนมาก แต่ละประเภทใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

ประเภทของแหล่งกระแสไฟฟ้า

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้:

  • เครื่องกล;
  • ความร้อน;
  • เบา;
  • สารเคมี.

แหล่งเครื่องจักรกล

แหล่งที่มาเหล่านี้จะแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักคือเครื่องกำเนิดกังหันซึ่งเครื่องไฟฟ้าใช้พลังงานจากก๊าซหรือกระแสไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำซึ่งจะแปลงพลังงานของน้ำที่ตกลงมาเป็นกระแสไฟฟ้า ไฟฟ้าส่วนใหญ่บนโลกผลิตได้อย่างแม่นยำโดยตัวแปลงเชิงกล

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

แหล่งความร้อน

พลังงานความร้อนจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้า การเกิดกระแสไฟฟ้าเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์สองคู่ - เทอร์โมคัปเปิล ในกรณีนี้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนจากบริเวณที่มีความร้อนไปยังบริเวณที่เย็น ขนาดของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิโดยตรงยิ่งความแตกต่างนี้มากเท่าใดกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ให้เทอร์โมพาวเวอร์มากกว่าไบเมทัลลิกถึง 1,000 เท่าดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อสร้างแหล่งกระแสไฟฟ้าได้ เทอร์โมคัปเปิลโลหะใช้สำหรับการวัดอุณหภูมิเท่านั้น

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

อ้างอิง! ในการสร้างเทอร์โมคัปเปิลคุณต้องเชื่อมต่อโลหะ 2 ชนิดที่แตกต่างกัน

ปัจจุบันองค์ประกอบใหม่ได้รับการพัฒนาโดยอาศัยการแปลงความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวตามธรรมชาติของไอโซโทปกัมมันตรังสี องค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่าเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกของไอโซโทป ในยานอวกาศเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ไอโซโทปพลูโตเนียม -238 ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่าดี ให้พลังงาน 470 W ที่แรงดันไฟฟ้า 30 V เนื่องจากครึ่งชีวิตของไอโซโทปนี้คือ 87.7 ปีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีอายุการใช้งานยาวนานมาก เทอร์โมคัปเปิล bimetallic ทำหน้าที่เป็นตัวแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดแสง

ด้วยการพัฒนาฟิสิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์ในตอนท้ายของศตวรรษที่ยี่สิบแหล่งกระแสใหม่ปรากฏขึ้น - แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งพลังงานของแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า พวกเขาใช้คุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับฟลักซ์ส่องสว่าง ผลกระทบนี้เด่นชัดโดยเฉพาะในสารกึ่งตัวนำซิลิกอน อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพขององค์ประกอบดังกล่าวไม่เกิน 15% แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมอวกาศและเริ่มถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน ราคาของอุปกรณ์จ่ายไฟดังกล่าวลดลงอย่างต่อเนื่อง แต่ยังคงค่อนข้างสูง: ประมาณ 100 รูเบิลต่อกำลังไฟ 1 วัตต์

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

แหล่งที่มาของสารเคมี

แหล่งที่มาของสารเคมีทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม:

  1. ไฟฟ้า
  2. แบตเตอรี่
  3. ความร้อน

เซลล์กัลวานิกทำงานบนพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์ของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งวางอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ องค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบต่างๆสามารถใช้เป็นโลหะและอิเล็กโทรไลต์ได้ ประเภทและลักษณะขององค์ประกอบขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

สำคัญ! เซลล์กัลวานิกใช้เพียงครั้งเดียวเช่น ไม่สามารถเรียกคืนได้หลังจากปลดประจำการ

แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (หรือแบตเตอรี่) มี 3 ประเภท:

  1. น้ำเกลือ;
  2. อัลคาไลน์;
  3. ลิเธียม

เกลือหรือแบตเตอรี่แบบ "แห้ง" ใช้อิเล็กโทรไลต์สีซีดที่ทำจากเกลือโลหะวางในถ้วยสังกะสี แคโทดคือแท่งแกรไฟต์ - แมงกานีสที่อยู่ตรงกลางแก้ว วัสดุราคาถูกและความสะดวกในการผลิตแบตเตอรี่เหล่านี้ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้มีราคาถูกที่สุด แต่ในแง่ของลักษณะแล้วพวกมันด้อยกว่าอัลคาไลน์และลิเธียมอย่างมีนัยสำคัญ

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

แบตเตอรี่อัลคาไลน์ใช้สารละลายด่าง - โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์แบบแปะเป็นอิเล็กโทรไลต์ ขั้วบวกของสังกะสีถูกแทนที่ด้วยสังกะสีผงซึ่งทำให้สามารถเพิ่มกระแสที่ส่งมาจากองค์ประกอบและเวลาในการทำงานได้ องค์ประกอบเหล่านี้ให้บริการนานกว่าน้ำเกลือ 1.5 เท่า

ในเซลล์ลิเธียมแอโนดทำจากลิเธียมซึ่งเป็นโลหะอัลคาไลซึ่งช่วยยืดเวลาการทำงานได้มาก แต่ในขณะเดียวกันราคาก็เพิ่มขึ้นเนื่องจากลิเธียมมีราคาสูง นอกจากนี้แบตเตอรี่ลิเธียมอาจมีแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัสดุของแคโทด แบตเตอรี่ผลิตด้วยแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 1.5 V ถึง 3.7 V.

แบตเตอรี่เป็นแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าที่สามารถเกิดขึ้นได้หลายรอบการคายประจุ แบตเตอรี่ประเภทหลัก ได้แก่ :

  1. กรดตะกั่ว
  2. ลิ - ไอออน;
  3. นิกเกิล - แคดเมียม

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดประกอบด้วยแผ่นตะกั่วที่แช่อยู่ในสารละลายกรดซัลฟิวริก เมื่อปิดวงจรไฟฟ้าภายนอกจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งสารตะกั่วจะถูกเปลี่ยนเป็นตะกั่วซัลเฟตที่ขั้วลบและขั้วบวกและน้ำก็เกิดขึ้นด้วย ในระหว่างการชาร์จตะกั่วซัลเฟตจะลดลงที่ขั้วบวกถึงตะกั่วและที่แคโทดเป็นตะกั่วไดออกไซด์

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

อ้างอิง! แบตเตอรี่ตะกั่ว - สังกะสีเซลล์หนึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้า 2 โวลต์โดยการเชื่อมต่อเซลล์เป็นอนุกรมคุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่เป็นผลคูณของ 2 ตัวอย่างเช่นในแบตเตอรี่รถยนต์แรงดันไฟฟ้าคือ 12 V เนื่องจาก มีการเชื่อมต่อ 6 องค์ประกอบ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าลิเธียมไอออนทำหน้าที่เป็นตัวพากระแสไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์ ไอออนเกิดขึ้นที่แคโทดซึ่งทำจากเกลือลิเธียมบนพื้นผิวอลูมิเนียมฟอยล์ ขั้วบวกทำจากวัสดุหลายชนิดเช่นกราไฟต์โคบอลต์ออกไซด์และสารประกอบอื่น ๆ บนพื้นผิวฟอยล์ทองแดง

แรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่ใช้อาจอยู่ระหว่าง 3 V ถึง 4.2 V เนื่องจากการคายประจุในตัวเองต่ำและรอบการคายประจุจำนวนมากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงได้รับความนิยมอย่างมากในเครื่องใช้ในครัวเรือน

สำคัญ! แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความไวต่อการชาร์จไฟมากเกินไป ดังนั้นในการชาร์จไฟคุณต้องใช้ที่ชาร์จที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับพวกเขาซึ่งมีวงจรพิเศษในตัวเพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกิน มิฉะนั้นแบตเตอรี่อาจถูกทำลายและติดไฟได้

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าประเภทใดบ้าง?

ในแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมแคโทดทำจากเกลือนิกเกิลบนตาข่ายเหล็กขั้วบวกของเกลือแคดเมียมบนตาข่ายเหล็กและอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนผสมของลิเธียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ แรงดันไฟฟ้าที่ระบุของแบตเตอรี่ดังกล่าวคือ 1.37 V. สามารถทนต่อรอบการชาร์จได้ 100 ถึง 900 รอบ

อ้างอิง! แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมสามารถเก็บไว้ในสถานะที่คายประจุได้ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

องค์ประกอบทางเคมีความร้อนทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรอง พวกเขาให้คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในแง่ของความหนาแน่นกระแสเฉพาะ แต่มีอายุการใช้งานสั้น (ไม่เกิน 1 ชั่วโมง) ส่วนใหญ่จะใช้ในร็อกเก็ตซึ่งต้องการความน่าเชื่อถือและการใช้งานระยะสั้น

สำคัญ! ในขั้นต้นแหล่งเคมีความร้อนไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ พวกเขามีอิเล็กโทรไลต์ในสถานะของแข็งและเพื่อให้แบตเตอรี่เข้าสู่สภาพการทำงานจำเป็นต้องได้รับความร้อนสูงถึง 500-600 ° C ความร้อนนี้ดำเนินการโดยส่วนผสมของดอกไม้ไฟพิเศษซึ่งจุดไฟในเวลาที่เหมาะสม

ความแตกต่างระหว่างแหล่งข้อมูลจริงและแหล่งที่มาในอุดมคติ

แหล่งที่มาในอุดมคติตามกฎของฟิสิกส์ต้องมีความต้านทานภายในที่ไม่สิ้นสุดเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าคงที่ในโหลด แหล่งที่มาจริงมีความต้านทานภายใน จำกัด ซึ่งหมายความว่ากระแสขึ้นอยู่กับทั้งภาระภายนอกและความต้านทานภายใน

กล่าวคือในระยะสั้นทุกอย่างเกี่ยวกับความหลากหลายของแหล่งกระแสไฟฟ้าที่ทันสมัย ดังที่เห็นได้จากการตรวจสอบจนถึงปัจจุบันมีการสร้างแหล่งข้อมูลที่น่าประทับใจจำนวนมากโดยมีลักษณะที่เหมาะสมกับการใช้งานทุกสาขา

กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ตามคำสั่งของประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าอาจแตกต่างกัน สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอิเล็กตรอนหรือไอออน (ประจุบวกหรือประจุลบ) ในการรับกระแสไฟฟ้าในตัวนำคุณต้องสร้างสนามไฟฟ้าในนั้น ภายใต้การกระทำของสนามประจุไฟฟ้าจะเริ่มเคลื่อนที่กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้น

ใส่ใจ!

เงื่อนไขสำหรับการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า:

•การปรากฏตัวของค่าไฟฟ้าฟรี

•การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ของประจุ

•ปิดวงจรไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า

แหล่งกระแสคืออุปกรณ์ที่แปลงพลังงานบางประเภทเป็นพลังงานไฟฟ้า

ในแหล่งกำเนิดใด ๆ ในปัจจุบันงานจะทำเพื่อแยกอนุภาคที่มีประจุบวกและลบซึ่งสะสมอยู่ที่ขั้วของแหล่งกำเนิด

แหล่งพลังงานมีหลายประเภท:

• แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้า - พลังงานกลจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้รวมถึง: เครื่องอิเล็กโทรโฟเรติกไดนาโมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ดาวน์โหลด files.jpg

ดิสก์ของเครื่องอิเล็กโทรโฟเรติกถูกขับเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้าม อันเป็นผลมาจากการเสียดสีของแปรงบนแผ่นดิสก์ประจุของเครื่องหมายตรงข้ามจะสะสมบนตัวนำของเครื่อง

• แหล่งกำเนิดความร้อน - พลังงานภายในถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า

  termopar.gif

ซึ่งรวมถึงเทอร์โมคัปเปิล ลวดโลหะสองเส้นที่แตกต่างกันถูกประสานจากปลายด้านหนึ่ง จากนั้นทางแยกจะถูกทำให้ร้อนจากนั้นแรงดันไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นระหว่างปลายอีกด้านของสายไฟเหล่านี้

• แหล่งกำเนิดแสงในปัจจุบัน - พลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงตาแมว

Nameless.png

เมื่อส่องสารกึ่งตัวนำพลังงานแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยโฟโตเซลล์

• แหล่งที่มาของสารเคมีในปัจจุบัน - อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีพลังงานภายในจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นเซลล์กัลวานิก

Nameless1.png

แท่งคาร์บอน Y ถูกสอดเข้าไปในภาชนะสังกะสี C ซึ่งมีฝาโลหะ M. ก้านวางอยู่ในถุงผ้าลินินที่มีส่วนผสมของแมงกานีสออกไซด์กับคาร์บอน C ช่องว่างระหว่างตัวสังกะสีและส่วนผสมของแมงกานีสออกไซด์ ด้วยถ่านหินจะเต็มไปด้วยสารละลายคล้ายวุ้นของเกลือ R อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีสังกะสีจะกลายเป็นประจุลบและแท่งคาร์บอนมีประจุบวก สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างแท่งประจุไฟฟ้ากับภาชนะสังกะสี ในแหล่งกระแสดังกล่าวคาร์บอนคือขั้วบวกและภาชนะสังกะสีเป็นขั้วลบ

แบตเตอรี่สามารถประกอบด้วยเซลล์กัลวานิกหลายเซลล์

baters.gifPreview_flachbatterie.png

แหล่งกระแสไฟฟ้าที่ใช้เซลล์กัลวานิกถูกใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีอยู่ในตัวเครื่องสำรองไฟ พวกเขาใช้แล้วทิ้ง ในชีวิตประจำวันมักใช้แบตเตอรี่ซึ่งสามารถชาร์จใหม่ได้หลายครั้ง พวกเขาเรียกว่าแบตเตอรี่

image0011.jpgNiCd_various.jpg 

แบตเตอรี่ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยภาชนะที่เต็มไปด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริกอ่อน ๆ ในน้ำซึ่งจุ่มแผ่นตะกั่ว (อิเล็กโทรด) ไว้สองแผ่น เพื่อให้แบตเตอรี่กลายเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะต้องชาร์จไฟ หากแผ่นทั้งสองเชื่อมต่อกับขั้วของแหล่งพลังงานไฟฟ้าบางส่วนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสารละลายจะชาร์จอิเล็กโทรดหนึ่งขั้วเป็นบวกและอีกขั้วหนึ่งเป็นลบ แบตเตอรี่ดังกล่าวเรียกว่ากรดหรือกรดตะกั่ว นอกจากนี้ยังมีแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือเหล็ก - นิกเกิล พวกเขาใช้สารละลายอัลคาไลและเพลท: หนึ่งทำจากผงเหล็กอัดและอีกอันทำจากนิกเกิลเปอร์ออกไซด์ แบตเตอรี่ถูกใช้ในรถยนต์ยานยนต์ไฟฟ้าโทรศัพท์เคลื่อนที่รถรางรถไฟและแม้แต่ดาวเทียมโลกเทียมนอกจากแหล่งที่มาในปัจจุบันยังมีผู้ใช้ไฟฟ้าหลายประเภทเช่นหลอดไฟเครื่องดูดฝุ่นคอมพิวเตอร์และอื่น ๆ ในการส่งกระแสไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้บริโภคจำเป็นต้องใช้ตัวนำเชื่อมต่อและเพื่อให้สามารถควบคุมการไหลได้จำเป็นต้องใช้สวิตช์สวิตช์ปุ่ม ฯลฯ

ใส่ใจ!

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าผู้ใช้ไฟฟ้าอุปกรณ์ปิดที่เชื่อมต่อกันด้วยสายไฟเรียกว่าวงจรไฟฟ้า

เพื่อให้กระแสไฟฟ้ามีอยู่ในวงจรต้องปิดเช่น ประกอบด้วยตัวนำไฟฟ้า หากที่ใดที่ลวดขาดกระแสไฟฟ้าในวงจรจะหยุดลง การทำงานของสวิตช์เป็นไปตามนี้

ใส่ใจ!

ภาพวาดที่แสดงวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรเรียกว่าแผนภาพ

6.jpg

อุปกรณ์บนไดอะแกรมถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ทั่วไป นี่คือบางส่วนของพวกเขา:

แหล่งที่มา:

ก. V. Peryshkin ฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 // DROFA, 2013.

http://www.fizika.ru/kniga/index.php?mode=paragraf&theme=09&id=9010http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba06a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_8 swf

แหล่งกระแสไฟฟ้าใช้สำหรับการบำรุงรักษาสนามไฟฟ้าในระยะยาวและเพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้า ทั้งหมดนี้สามารถมีหลักการทำงานลักษณะการออกแบบและขนาดที่แตกต่างกัน

แหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าคืออุปกรณ์: - สามารถสร้างและรักษากระแสไฟฟ้าได้ - ในนั้นกองกำลังภายนอกทำงานเพื่อเคลื่อนประจุไฟฟ้า ;- และพลังงานกลภายในเคมีหรืออื่น ๆ จะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

แหล่งพลังงานประเภทใดที่มีอยู่

พลังงานไม่สามารถมาจากความว่างเปล่า นี่เป็นหลักฐานโดยกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงาน ในทุกแหล่งโดยไม่มีข้อยกเว้นไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นด้วยค่าใช้จ่ายประเภทอื่น ๆ

ขึ้นอยู่กับประเภทของพลังงานที่เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าแหล่งที่มาประเภทต่อไปนี้จะแตกต่างกัน (รูปที่ 1):

  1. เครื่องจักรกล - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
  2. ความร้อน - เทอร์โมคัปเปิลเทอร์โมเจเนอเรเตอร์
  3. แสง (เซลล์แสงอาทิตย์) - แผงเซลล์แสงอาทิตย์และโฟโตเซลล์
  4. เคมี - เซลล์กัลวานิกและตัวสะสม
แหล่งที่มาปัจจุบันถูกจัดกลุ่มตามประเภทของพลังงาน

รูปที่. 1. ขึ้นอยู่กับประเภทของพลังงานที่แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าแหล่งที่มาจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่ม

ลองมาดูประเภทเหล่านี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น

แหล่งเครื่องจักรกล

เครื่อง Electrophoric - หนึ่งในแหล่งกำเนิดเชิงกลของกระแสไฟฟ้า (รูปที่ 2) ใช้มานานกว่าศตวรรษ

ด้วยอุปกรณ์นี้พลังงานกลของแผ่นหมุนจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ในกรณีนี้มีการแยกประจุบวกและลบ

หนึ่งในแหล่งที่มาเชิงกลของกระแสคือเครื่องอิเล็กโทรโฟเรติก

รูปที่. 2. พลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนได้โดยใช้เครื่องอิเล็กโทรฟอร์

การเปลี่ยนพลังงานหมุนเวียน (เชิงกล) เป็นพลังงานกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่างๆ

ในการออกแบบใด ๆ มีองค์ประกอบที่สร้างสนามแม่เหล็กในช่องว่างรอบตัวนำ

ตัวอย่างเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับจักรยาน (รูปที่ 3) ประกอบด้วยแม่เหล็กวงแหวนและขดลวดที่อยู่ข้างๆ

เครื่องปั่นไฟจักรยาน

รูปที่. 3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - แหล่งพลังงานสำหรับจักรยาน

ขณะที่จักรยานเคลื่อนที่แม่เหล็กที่อยู่ด้านในจะหมุน สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงจะบังคับให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปตามขดลวด หากคุณเชื่อมต่อหลอดไฟเข้ากับขั้วหลอดไฟจะสว่างขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านวงจร

ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของคนเพียงพอที่จะจุดตะเกียงเป็นไฟฉาย อย่างไรก็ตามมันไม่เพียงพอที่จะผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่นเพื่อให้เตารีดร้อนขึ้นและในเวลาเดียวกันก็จุดหลอดไส้ในครัวเรือนหลาย ๆ หลอด

ดังนั้นสำหรับความต้องการในประเทศและในภาคอุตสาหกรรมพลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าไม่ใช่พลังงานจากการหดตัวของกล้ามเนื้อ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพได้รับการติดตั้งที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนนิวเคลียร์และพลังน้ำ พวกเขาสามารถส่งกระแสจำนวนหลายพันแอมแปร์ไปยังผู้บริโภค และมวลบางส่วนถึงหลายสิบตัน

ที่โรงไฟฟ้าดังกล่าวการแปลงพลังงานเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ประการแรกพลังงานของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานภายในของน้ำร้อนจากนั้นเป็นพลังงานกลและในที่สุดก็เป็นพลังงานไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์สำหรับใช้ในประเทศ ตัวอย่างเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีน้ำหนักหลายกิโลกรัมพร้อมกับเครื่องยนต์เบนซิน (รูปที่ 4)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในครัวเรือนน้ำมันเบนซิน

รูปที่. 4. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในครัวเรือนพร้อมเครื่องยนต์เบนซิน

พวกเขายังแปลงพลังงานภายในของเชื้อเพลิงเป็นพลังงานกลจากการหมุนของเพลาเครื่องยนต์ซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากนั้นพลังงานหมุนเวียนจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แหล่งความร้อน

องค์ประกอบความร้อน ได้แก่ เทอร์โมเอเลเมนต์ต่างๆ เทอร์โมองค์ประกอบเป็นอุปกรณ์ที่พลังงานความร้อนที่ได้รับจากฮีตเตอร์จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานภายในของสารก่อนแล้วจึงเป็นพลังงานไฟฟ้า

หนึ่งในองค์ประกอบเหล่านี้เรียกว่าเทอร์โมคัปเปิล (รูปที่ 5) เทอร์โมคัปเปิลประกอบด้วยสายโลหะสองเส้นที่เชื่อมเข้าด้วยกัน หากคุณให้ความร้อนแก่สถานที่สัมผัสจากนั้นที่ปลายสายฟรีคุณสามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าได้ (ลิงค์)

สายโลหะสองเส้นที่แตกต่างกันเป็นเทอร์โมคัปเปิล

รูปที่. 5. สายไฟสองเส้นของโลหะที่แตกต่างกันสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรเมื่อได้รับความร้อน

หากปลายด้านฟรีของเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับผู้ใช้กระแสไฟฟ้าจากนั้นภายใต้อิทธิพลของพลังงานความร้อนอิเล็กตรอนจะทำงานในวงจรปิดนั่นคือกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้น

ดังนั้นการออกแบบที่เรียบง่ายนี้จะแปลงพลังงานภายในของโลหะร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

แหล่งไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

อะตอมของสารบางชนิดสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแสงที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่นซีลีเนียมซิลิกอนสังกะสีทองแดงบิสมัทออกไซด์ บนพื้นฐานของสารเหล่านี้และสารอื่น ๆ แหล่งที่มาจะถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าภายใต้การกระทำของแสง (รูปที่ 6)

รายชื่อสารที่สามารถสูญเสียอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแสง

รูปที่. 6. ออกไซด์บางชนิดเช่นเดียวกับสารบริสุทธิ์เมื่อส่องสว่างด้วยแสงที่มองเห็นสามารถบริจาคอิเล็กตรอนได้

แหล่งข้อมูลเหล่านี้ใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก (ย่อมาจากเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก) (ลิงค์) ในนั้นพลังงานแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า

โฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์มีสองประเภท - ภายในซึ่งใช้ในเซมิคอนดักเตอร์ (ลิงค์) และภายนอกที่ใช้ในเซลล์สุญญากาศที่ขึ้นอยู่กับโลหะหลายชนิด

ตาแมวสุญญากาศ

ในตาแมวสุญญากาศแสงจะกระทบกับแผ่นโลหะและทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากพื้นผิว จานนี้เรียกว่าแคโทด

อิเล็กตรอนที่หลุดออกไปจะถูกจับโดยอิเล็กโทรดอื่น เรียกว่าขั้วบวกและมักทำในรูปแบบของตาข่ายโลหะ

อิเล็กโทรดทั้งสองอยู่ในขวดแก้วที่เอาอากาศออก ข้อเท็จจริงก็คือโมเลกุลของอากาศอาจรบกวนการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแผ่นเปลือกโลก เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นอากาศจะถูกสูบออกจากกระบอกสูบ (รูปที่ 7)

อุปกรณ์ตาแมวสุญญากาศ

รูปที่. 7. แคโทดโลหะและแอโนดตาข่ายในกระบอกแก้วใสเป็นตาแมวสูญญากาศ

ดังนั้นภายใต้อิทธิพลของแสงระหว่างแคโทดและขั้วบวกในสุญญากาศการไหลของอนุภาคที่มีประจุจึงเกิดขึ้น พวกมันเคลื่อนที่อย่างมีทิศทางจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในตาแมวภายใต้อิทธิพลของแสง นี่คือวิธีที่พลังงานแสงเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

แหล่งที่มาของกระแสอื่นซึ่งกระแสเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานแสงคือสิ่งที่เรียกว่าแผงโซลาร์เซลล์ ทำจากเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ (รูปที่ 8)

เซลล์แสงอาทิตย์เซมิคอนดักเตอร์

รูปที่. 8. เซมิคอนดักเตอร์สามารถแปลงพลังงานแสงเป็นไฟฟ้าดังนั้นแผงโซลาร์เซลล์จะทำจากพวกเขา

แสงที่ตกลงมาจากอิเล็กตรอนเซมิคอนดักเตอร์ไม่ได้เคาะออกมา และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนเป็นรัฐที่พวกเขาปรากฏพลังงานเพิ่มเติมและพวกเขาสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยเซมิคอนดักเตอร์สร้างกระแสไฟฟ้า

แหล่งที่มาของสารเคมี

หากคุณละเว้นโลหะที่แตกต่างกันสองชิ้น (เช่นเหล็กและทองแดง) ลงในภาชนะที่มีของเหลวนำไฟฟ้าคุณสามารถรับแหล่งที่มาของสารเคมีได้

ในฐานะที่เป็นของเหลวนำไฟฟ้ามันสามารถใช้เช่นน้ำมะนาว ขับรถสองคาร์เนชั่นจากโลหะต่าง ๆ ไปยังมะนาว (รูปที่ 9) และเชื่อมต่อ Galvanometer กับพวกเขาก็สามารถพบได้ว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่าน Galvanometer

น้ำมะนาวเป็นอิเล็กโทรไลต์

รูปที่. 9. มะนาวและโลหะสองชิ้นที่แตกต่างกันจะช่วยสร้างแหล่งปัจจุบันที่ง่าย

การออกแบบนี้ถือได้ว่าเป็นแหล่งสารเคมีที่ง่ายที่สุดของปัจจุบัน คาร์เนชั่นในมันเป็นขั้วไฟฟ้าและกรดซิตริก - อิเล็กโทรไลต์

หมายเหตุ:

  1. ของเหลวนำไฟฟ้าเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์
  2. มีสิ่งที่เรียกว่าโลหะชนิดหนึ่งที่เข้มข้นทางเคมีไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าสูงสุดให้แหล่งที่มาที่สร้างขึ้นโดยใช้โลหะที่อยู่ที่ปลายต่าง ๆ ของซีรีส์นี้

แหล่งที่มาทางเคมีแห่งแรกของปัจจุบันคือโพสต์โวลต์

Alessandro Volta และองค์ประกอบ Galvanic ครั้งแรกของเขา

ความจริงก็คือก่อนการวิจัยที่ดำเนินการโดย A. Volta วิธีการรับกระแสไฟฟ้าเป็นที่รู้จักกัน อย่างไรก็ตามการทดลองกับไฟฟ้าที่ดำเนินการในห้องปฏิบัติการโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นได้สร้างกระแสทุกอย่างในการแยกวินาที แหล่งที่มาของการสร้างกระแสที่วางอย่างน้อยวินาทีไม่กี่วินาที

ในปี 1800 Alessandro Volta คิดค้นอุปกรณ์แรกสร้างกระแสไฟฟ้าเป็นเวลานาน อุปกรณ์นี้เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้สร้างเรียกว่าเสาโวลต์

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าเพื่อให้ได้ผล Galvanic (ไฟฟ้า) จำเป็นต้องใช้โลหะที่แตกต่างกันของโลหะและของเหลวที่แตกต่างกัน

เขาใช้เวลาในการทดลองเป็นเวลานานใช้โลหะต่าง ๆ และตรวจสอบคุณสมบัติของพวกเขา

ในระหว่างการทำงานของ Volta คอลัมน์แนวตั้งที่ทำวางเหรียญทองแดงสลับและแผ่นสังกะสี ระหว่างโลหะเขาวางแก้วหนังทาสีในน้ำเกลือ (รูปที่ 10)

Election Volta - แหล่งข้อมูลปัจจุบันในรูปแบบของคอลัมน์วงกลมโลหะ

รูปที่. 10. Wolt Post Design

ดังนั้นเขาจึงสร้างแบตเตอรี่ไฟฟ้าเครื่องแรกของโลก หลักการของงานคือการเปลี่ยนแปลงของพลังงานเคมีเป็นไฟฟ้า

การเชื่อมต่อลวดสองปลายของคอลัมน์ที่เก็บรวบรวมมันสังเกตความร้อนและกำหนดผลกระทบของกระแสไฟฟ้า

และเพื่อเปรียบเทียบมากขึ้นหรือน้อยกว่าการผลิตไฟฟ้าที่ผลิตหนึ่งหรืออีกหนึ่งคอลัมน์ Alessandro ใช้ลิ้นของเขา Simpar เกี่ยวข้องกับลิ้นของการค้นพบขององค์ประกอบ electroplated ที่สร้างขึ้นโดยพวกเขา

คอลัมน์ดังกล่าวที่ความสูงเท่ากับครึ่งเมตรผลิตแรงดันไฟฟ้าที่มีความไวมาก

ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1800 Volta ส่งจดหมายถึงสมาคมราชวงศ์ลอนดอนซึ่งผลงานของเขาที่อธิบายไว้ในรายละเอียด และในเดือนมิถุนายนมันได้รับการยอมรับว่าเป็นที่น่าตื่นเต้นในหมู่นักวิทยาศาสตร์ในเวลานั้น

นโปเลียนเชิญ A. Volta ไปยังปารีสและเข้าร่วมเป็นการส่วนตัวในช่วงรายงานและประสบการณ์ที่แสดงโดยเขาและหลังจากที่นักประดิษฐ์ได้รับรางวัล

สิ่งประดิษฐ์นี้ทำให้ผู้เขียนโด่งดัง และต้องขอบคุณเขาการค้นพบอื่น ๆ ในฟิสิกส์ได้ดำเนินการในไม่ช้า

การค้นพบสิ่งที่ทำด้วย Volta Post

ในปีเดียวกันด้วยความช่วยเหลือของคอลัมน์โวลตาอิกน้ำถูกย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน Carlisle และ Nicholson ทำมัน

และสามปีต่อมาในปี 1803 Vasily Petrov ได้สร้างเสาที่ใหญ่ที่สุดในโลก ให้แรงดันไฟฟ้า 1,700 โวลต์และมีวงกลมทองแดงและสังกะสีมากกว่า 4,000 ชิ้น เสานี้ช่วยในการสร้างส่วนโค้งไฟฟ้าซึ่งใช้ในการเชื่อมโลหะด้วยไฟฟ้า

หลังจากงานของ Petrov ในรัสเซียพวกเขาเริ่มใช้ฟิวส์ไฟฟ้าสำหรับวัตถุระเบิด

และสี่ปีต่อมาในปี 1807 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโพแทสเซียมโลหะโดยใช้ชื่อว่า Davy

ต้องขอบคุณความสามารถของเสาโวลตาอิกในการสร้างกระแสไฟฟ้าเป็นเวลานาน - เป็นเวลาหลายชั่วโมงการใช้ไฟฟ้าอย่างกว้างขวางจึงเริ่มขึ้น

หลังจากเวลานี้ออกไซด์ปรากฏบนโลหะป้องกันการเกิดกระแสไฟฟ้า จำเป็นต้องถอดชิ้นส่วนโครงสร้างและเช็ดโลหะกำจัดออกไซด์นี้ และชิ้นส่วนของผิวหนังจะต้องชุบน้ำเกลือเป็นครั้งคราว

เซลล์กัลวานิกแห้ง - แบตเตอรี่

ช้ากว่าการค้นพบของ Volta มากในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษ 1880 เซลล์กัลวานิกแห้งถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกรจากเยอรมนี Karl Gassner

เซลล์แห้งได้รับการตั้งชื่อเนื่องจากไม่ใช้ของเหลว แต่มีองค์ประกอบคล้ายเจลเป็นอิเล็กโทรไลต์ องค์ประกอบเหล่านี้สามารถเอียงและพลิกได้โดยไม่ต้องกลัวอิเล็กโทรไลต์หก ดังนั้นจึงสะดวกกว่าของเหลวมาก

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกิดขึ้นภายในองค์ประกอบ การเปลี่ยนรูปเหล่านี้เป็นการคายความร้อนเนื่องจากมีการปลดปล่อยพลังงานออกมา จากนั้นพลังงานภายในของแหล่งกำเนิดจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่นในเซลล์แห้งสมัยใหม่ (รูปที่ 11) สังกะสีทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมคลอไรด์จึงได้รับประจุไฟฟ้าลบ

อุปกรณ์เซลล์แห้ง

รูปที่. 11. เซลล์กัลวานิกแห้งในชีวิตประจำวันเรียกว่าแบตเตอรี่

ในขณะดำเนินการปฏิกิริยาดังกล่าวทำให้เกิดการบริโภคบางส่วนของแหล่งที่มา ตัวอย่างเช่นอิเล็กโทรดสังกะสี

ด้วยเหตุนี้ปฏิกิริยาทางเคมีในเซลล์กัลวานิกจึงไม่สามารถย้อนกลับได้ เนื่องจากเวลาผ่านไประยะหนึ่งจะไม่มีทรัพยากรเพียงพอสำหรับการแปรสภาพทางเคมีตามปกติ

เมื่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีช้าลงองค์ประกอบจะหยุดผลิตกระแสไฟฟ้า ในกรณีเช่นนี้พวกเขาบอกว่าเซลล์หมด -“ แบตเตอรี่หมด”

ต้องกำจัดเซลล์ไฟฟ้าเคมีเสีย วิธีนี้จะช่วยให้ส่วนประกอบบางส่วนสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

อุตสาหกรรมของโลกผลิตแบตเตอรี่ที่ได้มาตรฐานจำนวนมาก (รูปที่ 12)

แบตเตอรี่อุตสาหกรรมบางประเภท

รูปที่. 12. ประเภทของเซลล์ไฟฟ้าเคมีแห้งที่ผลิตโดยอุตสาหกรรม

ตัวอย่างเช่น AA เป็นแบตเตอรี่แบบใช้นิ้วหรือ AAA เป็นแบตเตอรี่แบบบางนิ้ว นอกจากนี้ยังมีขนาดมาตรฐานที่กำหนด C D และ N พวกเขามี EMF 1.5 โวลต์

มีประเภทอื่น ๆ เช่นแบตเตอรี่ 3R12 "สี่เหลี่ยม" ซึ่งมี EMF 4.5 โวลต์และใช้ในไฟฉาย และแบตเตอรี่ pp3 ขนาดเล็กที่มี EMF 9 โวลต์มักเรียกว่า "Krona" หรือ "Corundum"

เซลล์กัลวานิกบนวงจรไฟฟ้าแสดงด้วยไอคอนพิเศษ

แบตเตอรี่และประเภทของแบตเตอรี่

อุปกรณ์แบตเตอรี่ดูเหมือนอุปกรณ์เซลล์กัลวานิก มีบางกรณีที่มีแผ่นโลหะที่แตกต่างกันสองแผ่น หนึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและอีกขั้วหนึ่งเป็นขั้วลบ แผ่นเหล่านี้วางอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ (รูปที่ 13)

อุปกรณ์แบตเตอรี่

รูปที่. 13. แผ่นอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ในรูปแบบแบตเตอรี่

อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ซึ่งแตกต่างจากเซลล์กัลวานิกคืออุปกรณ์ที่ใช้ซ้ำได้

พวกเขาได้รับชื่อเนื่องจากสามารถสะสมได้นั่นคือการสะสมพลังงานไฟฟ้า จากนั้นให้พลังงานสะสมแก่ผู้บริโภค

ปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรี่สามารถดำเนินการได้สองทิศทาง (การชาร์จ - การคายประจุ)

ต้องชาร์จแบตเตอรี่ก่อนใช้งาน สำหรับสิ่งนี้จะใช้แหล่งจ่ายกระแสพิเศษซึ่งเรียกว่าเครื่องชาร์จ พวกเขาส่งกระแสชาร์จผ่านแบตเตอรี่

ภายใต้อิทธิพลของกระแสนี้ปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดขึ้นในแบตเตอรี่ซึ่งระหว่างนั้นจะสะสมประจุไฟฟ้า อิเล็กโทรดหนึ่งมีประจุเป็นบวกและอีกขั้วหนึ่งเป็นลบ

จากนั้นโดยการเชื่อมต่อผู้บริโภคปัจจุบันกับแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วคุณจะสามารถใช้พลังงานที่สะสมอยู่ได้

เป็นเรื่องปกติที่จะตั้งชื่อแบตเตอรี่: - ตามประเภทของของเหลวที่ใช้ - กรดด่าง - หรือตามชื่อของโลหะที่ใช้เป็นอิเล็กโทรด - ตะกั่วเหล็ก - นิกเกิลลิเธียม ฯลฯ

โลหะใช้เป็นแผ่น - อิเล็กโทรด: ตะกั่วเหล็กลิเธียมไทเทเนียมโคบอลต์แคดเมียมนิกเกิลสังกะสีเงินอลูมิเนียม

มีแบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรไลต์เจล แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถเอียงไปในทิศทางต่างๆได้โดยไม่ต้องกลัวว่าจะมีการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือ

บันทึก: ยิ่งขนาดทางเรขาคณิตของอิเล็กโทรดต้นทางมีขนาดใหญ่เท่าใดกระแสไฟฟ้าในน้ำหนักบรรทุกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ที่มี EMF 12 และ 24 โวลต์ซึ่งออกแบบมาสำหรับกระแสโหลดสูงมีมวล 10 กิโลกรัมขึ้นไป

การเปรียบเทียบระหว่างแหล่งจ่ายไฟและปั๊มน้ำ

การเปรียบเทียบการไหลของของไหลมักใช้กับกระแสไฟฟ้า

ไม่ว่าพลังงานประเภทใดจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าหลักการทำงานของแหล่งจ่ายไฟนั้นค่อนข้างคล้ายกับการทำงานของปั๊มน้ำ ความแตกต่างคือปั๊มต้นทางในปัจจุบันชาร์จไม่ใช่ของเหลว

พิจารณาวงปิดซึ่งประกอบด้วยท่อและปั๊มน้ำซึ่งสามารถกำหนดให้น้ำเคลื่อนที่ได้เพื่อให้น้ำเริ่มไหลเวียนผ่านท่อ (รูปที่ 14a)

แหล่งจ่ายไฟคล้ายกับปั๊มของเหลว

รูปที่. 14. การเปรียบเทียบระหว่างปั๊มของเหลวกับแหล่งกระแสไฟฟ้า

อนุภาคของน้ำจะเคลื่อนที่และการไหลของน้ำจะไหลเวียนเนื่องจากความแตกต่างของความดันที่ปั๊มจะสร้างและรักษา

ในรูปที่ 14 วงกลมที่มีสามเหลี่ยมหมายถึงปั๊ม ทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำแสดงด้วยลูกศร ทางด้านซ้ายของปั๊มความดันจะแสดงด้วย \ (\ large P_ {1} \) ทางด้านขวา - \ (\ large P_ {2} \) (รูปที่ 14a)

การใช้อสมการ

\ [\ ขนาดใหญ่ P_ {1}> P_ {2} \]

สังเกตว่าความดันทางด้านซ้ายของปั๊มจะมากกว่าแรงดันไปทางขวา

เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำประจุจะเคลื่อนที่และกระแสไฟฟ้าจะไหลเวียนในวงจรปิดเนื่องจากความต่างศักย์ซึ่งจะถูกสร้างขึ้นโดยแบตเตอรี่ที่รวมอยู่ในวงจรนี้ (รูปที่ 14b) - แหล่งกระแสไฟฟ้า

แรงที่เคลื่อนย้ายประจุในวงจรภายนอกปรากฏขึ้นเนื่องจากแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าสร้างความต่างศักย์ที่ขั้วและสนามไฟฟ้า

ทางด้านซ้ายและทางขวาของแหล่งที่มาจะมีการทำเครื่องหมายศักยภาพ \ (\ large \ varphi_ {1} \) และ \ (\ large \ varphi_ {2} \) ยิ่งไปกว่านั้นศักยภาพทางด้านซ้ายของแหล่งที่มานั้นมากกว่าศักยภาพทางด้านขวา

นี่คือเครื่องหมายอสมการ

\ [\ large \ varphi_ {1}> \ varphi_ {2} \]

โปรดทราบ: แหล่งที่มาในปัจจุบัน (แรงภายนอก) ทำให้อิเล็กตรอนซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุลบ - เคลื่อนที่จากจุดที่มีศักย์ต่ำไปยังจุดที่มีศักย์สูงกว่าและกระแสไฟฟ้าจะพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม - จาก "+" ถึง " - ".

ความต่างศักย์เรียกอีกอย่างว่าแรงดันไฟฟ้า

\ [\ large \ Delta \ varphi = \ varphi_ {2} - \ varphi_ {1} = U \]

\ (\ large \ varphi \ left (B \ right) \) - ศักยภาพวัดเป็นโวลต์

\ (\ u ขนาดใหญ่ซ้าย (B \ right) \) - แรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์

แหล่งพลังงานมีหลายประเภทแตกต่างกันไปตามธรรมชาติของแหล่งกำเนิดพลังงาน แต่ละประเภทเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเองโดยเฉพาะหลักการสร้างพลังงานไฟฟ้ารวมถึงการเปลี่ยนแปลง คุณสามารถกำหนดประเภทขององค์ประกอบที่ใช้โดยใช้การกำหนดกราฟิก

แหล่งที่มาในปัจจุบันคืออะไร

แหล่งที่มาของกระแสเป็นองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าที่รักษาพลังงานด้วยพารามิเตอร์ที่ระบุ ในเวลาเดียวกันแหล่งจ่ายไฟของวงจรไม่ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะขององค์ประกอบที่ประกอบขึ้นโดยเฉพาะความต้านทาน

อุปกรณ์สร้างกระแส

แยกแยะระหว่างอุปกรณ์ในอุดมคติและอุปกรณ์จริงสำหรับการสร้างกระแส:

  • คนในอุดมคติจะถูกกำหนดโดยสมมติฐานและการคำนวณทางทฤษฎีเท่านั้น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์มักจะกำหนดเงื่อนไขหลายประการที่กระแสมีค่าสูงสุดใกล้เคียงกับอุดมคติ นั่นคือมีการเลียนแบบแหล่งที่มาในอุดมคติ
  • เงื่อนไขจริงรักษาพารามิเตอร์กระแสไฟขาออกและแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์ใด ๆ รับรองการทำงานโดยมีเงื่อนไขว่าคุณสมบัติทางเทคนิคอนุญาต

สำคัญ! ดังนั้นค่าสูงสุดของกระแสและแรงดันทำให้สามารถระบุได้ว่าจะใช้แหล่งที่มาใดในวงจร - อุดมคติหรือจริง

ประเภทของแหล่งที่มา

มีอุปกรณ์หลายประเภทสำหรับการสร้างกระแสซึ่งแต่ละอุปกรณ์มีตัวบ่งชี้ลักษณะและคุณสมบัติหลักของตัวเองดังแสดงในตารางต่อไปนี้:

ประเภทแหล่งที่มา ลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ
เครื่องกล อุปกรณ์พิเศษ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ให้การเปลี่ยนแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัจจุบันมีการผลิตกระแสไฟฟ้าจำนวนมากอย่างแม่นยำด้วยความช่วยเหลือของแหล่งเครื่องจักรกล
ความร้อน การทำงานของหน่วยเป็นไปตามหลักการของการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสารกึ่งตัวนำที่สัมผัสกัน ปัจจุบันมีการพัฒนาแหล่งที่มาในปัจจุบันซึ่งพลังงานความร้อนถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการสลายตัวขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี
สารเคมี ตัวแปรทางเคมีสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มตามเงื่อนไข ได้แก่ กัลวานิกตัวสะสมและความร้อน·เซลล์กัลวานิกทำงานโดยการทำงานร่วมกันของโลหะ 2 ชนิดที่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์·แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ที่สามารถชาร์จและคายประจุได้หลายครั้ง มีแบตเตอรี่หลายประเภทที่มีเซลล์หลายประเภทรวมอยู่ในองค์ประกอบ·เคมี - ความร้อนใช้สำหรับการทำงานในระยะสั้นเท่านั้น พวกเขาส่วนใหญ่จะใช้ในด้านของจรวด
เบา ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 เซลล์แสงอาทิตย์ได้รับความนิยมอย่างมากซึ่ง "รวบรวม" อนุภาคแสงซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าในเวลาต่อมา เนื่องจากการส่งมอบแรงดันไฟฟ้าและเนื่องจากการกระทำของอนุภาคแสง

สำคัญ! แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเองซึ่งกำหนดโดยหลักการใช้งานเช่นเดียวกับตัวบ่งชี้เริ่มต้นของพลังงานที่สร้างขึ้น

แหล่งเครื่องจักรกล

หน่วยเครื่องกลเป็นหน่วยที่ง่ายที่สุดในแง่ของการใช้งานและการจัดเรียง ลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเข้าใจง่ายมาก ในอุปกรณ์พิเศษพลังงานจะถูกสร้างขึ้นซึ่งจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าในภายหลัง อุปกรณ์ดังกล่าวใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

เครื่องกล

แหล่งความร้อน

ตัวเลือกแหล่งความร้อนเป็นหลักการทำงานที่ไม่เหมือนใคร พลังงานถูกสร้างขึ้นโดยการก่อตัวของเทอร์โมคัปเปิลซึ่ง ซึ่งหมายความว่าความแตกต่างของอุณหภูมิที่คำนวณได้มีให้ที่ส่วนปลายของตัวนำองค์ประกอบต่างๆจะโต้ตอบกันทำให้เกิดสนามไฟฟ้า

ความร้อน

บันทึก ! เทอร์โมคัปเปิลกัมมันตภาพรังสีใช้ในอุตสาหกรรมอวกาศ ประสิทธิภาพของการใช้งานดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากอายุการใช้งานที่ยาวนานและตัวบ่งชี้ที่มีประสิทธิภาพของกำลังที่สร้างขึ้น

อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุเช่นนี้จากส่วนที่ร้อนของตัวนำไปยังส่วนที่เย็นจึงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิมากเท่าใดตัวบ่งชี้พลังงานที่มีประสิทธิผลก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในทางปฏิบัติเทอร์โมคัปเปิลมักรวมอยู่ในเครื่องมือวัด

แหล่งกำเนิดแสง

อุปกรณ์ส่องสว่างในการผลิตกระแสไฟฟ้าถือเป็นอุปกรณ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีประสิทธิภาพและราคาค่อนข้างถูก แผงพิเศษที่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์จะดูดซับอนุภาคของแสงซึ่งด้วยปฏิสัมพันธ์นี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน

เบา

ในเวลาเดียวกันแผงไฟมีปัจจัยประสิทธิภาพต่ำ - 15% แผงหน้าปัดประเภทนี้พบว่ามีการใช้งานอย่างกว้างขวางตั้งแต่เครื่องใช้ในครัวเรือนไปจนถึงการพัฒนานวัตกรรมในอุตสาหกรรมอวกาศ

สำคัญ! แหล่งกำเนิดแสงเริ่มถูกนำมาใช้แทนแบตเตอรี่ลิเธียมเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงในระยะหลัง แม้ว่าโรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งต้องการอุปกรณ์ใหม่จำนวนมากเพื่อเปลี่ยนไปใช้แหล่งกำเนิดแสง แต่การประหยัดขั้นสุดท้ายเกิดขึ้นในขั้นตอนเริ่มต้นของการดำเนินการ

แหล่งที่มาของสารเคมี

กลุ่มนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์หลัก 3 ชิ้นที่มีโครงสร้างและหลักการทำงานแตกต่างกัน:

  • เซลล์กัลวานิกเป็นทางเลือกหนึ่งในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่ใช้ได้ครั้งเดียว นั่นคือหลังจากการปลดปล่อยอย่างสมบูรณ์แล้วจะไม่สามารถสะสมประจุบนสารภายในได้อีก อุปกรณ์เหล่านี้ ได้แก่ น้ำเกลือลิเธียมหรือแบตเตอรี่อัลคาไลน์
  • แบตเตอรี่แบ่งออกเป็นหลายประเภท ได้แก่ กรดตะกั่วลิเธียมไอออนนิกเกิลแคดเมียม
  • องค์ประกอบความร้อน - ใช้ในอุตสาหกรรมอวกาศและนวัตกรรมสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าระยะสั้นที่มีประสิทธิภาพสูง การประยุกต์ใช้หน่วยในทางปฏิบัติขึ้นอยู่กับความต้องการอุปกรณ์จ่ายไฟที่ซ้ำซ้อน

สำคัญ! อุปกรณ์ Chemothermal ต้องการความร้อนเริ่มต้นสูงถึง 500–600 ° C เพื่อเปิดใช้งานอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง

สารเคมี

แต่ละอุตสาหกรรมใช้เวอร์ชันของตนเองพร้อมพารามิเตอร์เฉพาะ ในสภาพภายในบ้านจะใช้แบตเตอรี่เป็นหลัก ในห้องผลิต - แบตเตอรี่

การกำหนดแหล่งที่มาปัจจุบัน

ดังนั้นเมื่อเลือกไม่มีคำถามเกี่ยวกับประเภทของแหล่งที่มาปัจจุบันจะใช้การกำหนดพิเศษ ในฟิสิกส์มีการแสดงภาพกราฟิกที่แม่นยำซึ่งช่วยให้คุณระบุประเภทของแหล่งที่มาที่ใช้:

การกำหนด

ในแต่ละตำนานคุณจะเห็นตัวเลือกต่อไปนี้:

  • การกำหนดทั่วไปของแหล่งที่มาปัจจุบันและแรงผลักดันของ EMF
  • การแสดงภาพกราฟิกที่ไม่มี EMF
  • ประเภทสารเคมี;
  • แบตเตอรี่;
  • ความดันคงที่
  • แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ;
  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้า.

ด้วยตัวระบุกราฟิกบนแผนภาพวงจรไฟฟ้าคุณสามารถกำหนดประเภทที่ใช้ในสถานการณ์เฉพาะได้ตลอดเวลาและจะกำหนดได้อย่างไร นอกจากนี้ยังมีการกำหนดระหว่างประเทศซึ่งพบได้น้อยกว่าเล็กน้อยโดยปกติเมื่อดำเนินโครงการระหว่างประเทศ

หลักการทำงาน

การทำเครื่องหมายแหล่งจ่ายไฟแต่ละครั้งกำหนดหลักการทำงาน ในสถานการณ์มาตรฐานการผลิตพลังงานเกิดจากปฏิสัมพันธ์ของชิ้นส่วนที่เป็นส่วนประกอบ ได้แก่ :

  • ประเภทเครื่องกล. อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของชิ้นส่วนของกลไกการเสียดสีจึงเกิดขึ้น เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ไฟฟ้าสถิตจึงถูกสร้างขึ้นซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า
  • โครงสร้างทางกลทำงานโดยการสร้างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ตามลำดับ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบทางเคมีกับอิเล็กโทรไลต์ อนุภาคที่มีประจุจะออกจากโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลของโลหะและกลายเป็นส่วนหนึ่งของของเหลวที่นำไฟฟ้า
  • เซลล์แสงอาทิตย์ (แหล่งกำเนิดแสง) ทำงานโดยการเคาะอนุภาคที่มีประจุออกจากฐานอิเล็กทริก (ซิลิกอน) ภายใต้อิทธิพลของฟลักซ์แสง สิ่งนี้สร้างความตึงเครียดอย่างต่อเนื่อง
  • ความร้อน. ตามกฎแล้วนี่คือฐานโลหะ 2 อันที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม ส่วนหนึ่งร้อนขึ้นในขณะที่อีกส่วนหนึ่งยังคงแช่เย็น เมื่อระบบการปกครองของอุณหภูมิเปลี่ยนไปความแตกต่างของอุณหภูมิจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการที่อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่

สำคัญ! การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารใด ๆ อาจนำไปสู่ผลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งจะปรากฏให้เห็นในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์

ออกแบบ

การออกแบบองค์ประกอบมีผลต่อวิธีการทำงาน แต่ละแหล่งที่ผลิตกระแสไฟฟ้ามีการออกแบบเฉพาะ:

  • แบตเตอรี่สำหรับใช้ในครัวเรือนที่เรียบง่ายที่สุดประกอบด้วยกล่องโลหะซึ่งภายในมีการใช้สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง องค์ประกอบเพิ่มเติมคือแผ่นตะกั่วที่แคโทดและแอโนดสะสม
แบตเตอรี่
  • แบตเตอรี่สำหรับใช้ในครัวเรือนทั่วไปที่มีเซลล์แห้งรวมอยู่ในองค์ประกอบนั้นมีกล่องโลหะที่วางแท่งเก็บแคโทดไว้ ส่วนที่เหลือของช่องว่างจะเต็มไปด้วยเกลืออิเล็กโทรไลต์
แบตเตอรี่
  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยวงล้อหรือโครงโลหะ
หลักการทางกลของอุปกรณ์
  • แหล่งกระแสความร้อนที่รวมอยู่ในวงจรแล้ว นี่คือเฟรมปกติที่ติดตั้งบนขาตั้งอิเล็กทริก โดยปกติโครงสร้างจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วัดเช่นแอมป์มิเตอร์ แหล่งความร้อนคือเปลวไฟหรือแรงกระตุ้นไฟฟ้าภายนอก
อุปกรณ์ระบายความร้อน

สำคัญ! การออกแบบนี้ช่วยให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าพลังงานถูกสร้างขึ้นอย่างไรซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าในเวลาต่อมา โครงสร้างแต่ละรุ่นมักจะอยู่ในกรณีพิเศษที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริก

สภาพการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ

แหล่งที่มาปัจจุบันใด ๆ ทำงานภายใต้เงื่อนไขบางประการ ในกรณีที่ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีอนุภาคที่มีประจุจะไม่สามารถก่อตัวขึ้นภายในองค์ประกอบได้ หากไม่มีขั้วบวกและแคโทดการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะไม่เกิดขึ้นแม้ว่าจะมีปฏิกิริยาก็ตาม

ในแบตเตอรี่มีกระบวนการที่คล้ายกันเกิดขึ้น แต่แรงกระตุ้นสำหรับปฏิกิริยาเคมีคือการลัดวงจรในวงจรไฟฟ้าภายนอก องค์ประกอบที่มีประจุจะเริ่มเคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบและในทางกลับกันทำให้เกิดการไหลอย่างต่อเนื่อง

สมบูรณ์แบบและเป็นจริง

ประเภทของแสงไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีแหล่งกำเนิดแสง ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับชนิดขององค์ประกอบอิเล็กทริกที่ใช้ นอกจากนี้จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานที่ได้รับ

ตัวเลือกการระบายความร้อนจะไม่ทำงานหากใช้โลหะ 1 ชนิด หากไม่มีแหล่งความร้อนการปรากฏตัวของอนุภาคที่เคลื่อนที่ก็ไม่เป็นปัญหา

แหล่งที่มาของ

การผลิตพลังงานไฟฟ้าจำเป็นต้องเลือกแหล่งพลังงานที่ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชันของคุณ มีหลายตัวเลือกสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวซึ่งแต่ละตัวมีโครงสร้างเฉพาะหลักการทำงานและตัวบ่งชี้ทางเทคนิคส่วนบุคคล

รูปที่ 1 - แผนผังของแหล่งที่มาปัจจุบัน

[หนึ่ง]

รูปที่ 2.1 - การกำหนดไดอะแกรมแหล่งที่มาปัจจุบัน

แหล่งที่มาของกระแส (เช่นกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบัน ) เป็นสองขั้วซึ่งสร้างกระแส ฉัน = I_kโดยไม่ขึ้นกับความต้านทานของโหลดที่เชื่อมต่อ ในชีวิตประจำวันแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าใด ๆ (แบตเตอรี่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเต้าเสียบ) มักถูกเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่า "แหล่งที่มาของกระแส" แต่ในแง่ทางกายภาพอย่างเคร่งครัดนั้นไม่ใช่ยิ่งไปกว่านั้นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่มักใช้ในชีวิตประจำวันนั้นอยู่ใกล้กว่ามาก แหล่ง EMF มากกว่าแหล่งจ่ายไฟ

รูปที่ 1 แสดงวงจรเทียบเท่าของทรานซิสเตอร์สามขั้วที่มีแหล่งกระแส (ระบุ S U แบ้ ; ลูกศรในวงกลมแสดงทิศทางกระแสบวกของแหล่งที่มาปัจจุบัน) สร้าง S U ปัจจุบัน แบ้ นั่นคือกระแสขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าในส่วนอื่นของวงจร

คุณสมบัติ

แหล่งกระแสในอุดมคติ

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสในอุดมคติขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจรภายนอกเท่านั้น:

U = \ mathcal {I} \ cdot R

พลังงานที่จ่ายโดยแหล่งปัจจุบันไปยังเครือข่ายเท่ากับ:

P = \ mathcal {I} ^ 2 \ cdot R

เนื่องจากสำหรับแหล่งที่มาปัจจุบัน \ mathcal {I} = \ text {const}แรงดันไฟฟ้าและพลังงานที่จัดสรรให้จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ พร้อมกับความต้านทานที่เพิ่มขึ้น

แหล่งที่มาที่แท้จริงในปัจจุบัน

แหล่งที่มาของกระแสจริงเช่นเดียวกับแหล่งที่มาของ EMF ในการประมาณเชิงเส้นสามารถอธิบายได้โดยพารามิเตอร์เช่นความต้านทานภายใน ร... ความแตกต่างก็คือยิ่งความต้านทานภายในมากเท่าใดแหล่งกระแสก็จะยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากขึ้นเท่านั้น (ในทางกลับกันแหล่ง EMF ยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากเท่าใดความต้านทานภายในก็จะยิ่งลดลง) แหล่งกระแสจริงที่มีความต้านทานภายใน รเทียบเท่ากับแหล่ง EMF จริงที่มีความต้านทานภายใน รและ EMF \ mathcal {E} = \ mathcal {I} \ cdot r.

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสจริงคือ:

U = \ mathcal {I} \ frac {R \ cdot r} {R + r} = \ mathcal {I} \ frac {R} {1 + R / r}

กระแสในวงจรเท่ากับ:

ฉัน = \ mathcal {I} \ frac {r} {R + r} = \ mathcal {I} \ frac {1} {1 + R / r}

พลังงานที่จ่ายโดยแหล่งกระแสจริงให้กับเครือข่ายเท่ากับ:

P = \ mathcal {I} ^ 2 \ frac {R} {\ left (1 + R / r \ right) ^ 2}

ตัวอย่างของ

แหล่งกระแสเป็นขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งกระแสไหลจากแหล่งภายนอกเป็นระยะเวลาหนึ่ง ( t \ ll \ frac {L} {R}) หลังจากตัดการเชื่อมต่อแหล่งที่มา สิ่งนี้อธิบายถึงการจุดประกายของหน้าสัมผัสเมื่อโหลดอุปนัยถูกตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็ว: ความปรารถนาที่จะรักษากระแสด้วยความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ลักษณะของช่องว่างอากาศ) นำไปสู่การสลายของช่องว่าง

ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสซึ่งเป็นขดลวดปฐมภูมิซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับสาย AC ที่ทรงพลังถือได้ว่าเป็นแหล่งกระแสไฟฟ้าในอุดมคติไม่เพียง แต่ DC เท่านั้น แต่ยังรวมถึง AC ด้วย ดังนั้นการเปิดวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสจึงเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ แทนหากจำเป็นต้องทำการสับเปลี่ยนอีกครั้งในวงจรขดลวดทุติยภูมิโดยไม่ต้องตัดการเชื่อมต่อสายขดลวดนี้จะถูกปัดไว้ล่วงหน้า

แอปพลิเคชัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าจริงมีข้อ จำกัด หลายประการ (ตัวอย่างเช่นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต) รวมทั้งการพึ่งพาเงื่อนไขภายนอกแบบไม่เชิงเส้น ตัวอย่างเช่นเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าจริงจะสร้างกระแสไฟฟ้าในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเท่านั้นซึ่งเกณฑ์ด้านบนจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟที่แท้จริงจึงมีข้อ จำกัด ในการโหลด

แหล่งที่มาในปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรอะนาล็อกตัวอย่างเช่นสำหรับสะพานวัดกำลังไปยังขั้นตอนของเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกันโดยเฉพาะเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้

แนวคิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในปัจจุบันใช้เพื่อแสดงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จริงเป็นวงจรเทียบเท่า เพื่ออธิบายองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่จะมีการแนะนำวงจรที่เทียบเท่าซึ่งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ควบคุม:

  • แหล่งจ่ายกระแสควบคุมแรงดัน (ย่อว่า ITUN)
  • แหล่งที่มาของกระแสที่ควบคุมในปัจจุบัน (ย่อว่า ITUT)

หมายเหตุ (แก้ไข)

ดูสิ่งนี้ด้วย

วรรณคดี

  • Bessonov L.A. พื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้า วงจรไฟฟ้า. - М.: การ์ดาริกิ, 2545. - 638 น. - ISBN 5-8297-0026-3

Добавить комментарий