Nguồn năng lượng điện: mô tả, loại và tính năng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nguồn năng lượng điện ở mỗi địa phương khác nhau về cách nhận. Vì vậy, ở thảo nguyên, việc sử dụng sức mạnh của gió hoặc chuyển hóa nhiệt sau khi đốt cháy nhiên liệu, khí đốt là điều thuận lợi hơn. Trên núi, nơi có sông, các con đập được xây dựng và nước tạo động lực cho các tuabin khổng lồ. Sức điện động thu được hầu như ở khắp mọi nơi với chi phí của các năng lượng tự nhiên khác.

Thực phẩm tiêu dùng đến từ đâu

Các nguồn năng lượng điện nhận được điện áp sau sự biến đổi của lực gió, chuyển động động học, dòng nước, kết quả của phản ứng hạt nhân, nhiệt từ quá trình đốt cháy khí, nhiên liệu hoặc than đá. Các nhà máy nhiệt điện, thủy điện tràn lan. Số lượng các nhà máy điện hạt nhân đang giảm dần vì chúng không hoàn toàn an toàn cho những người sống gần đó.

Có thể dùng phản ứng hóa học, chúng ta thấy những hiện tượng này ở ắc quy ô tô và đồ gia dụng. Pin cho điện thoại hoạt động trên nguyên tắc tương tự. Bộ làm lệch hướng gió được sử dụng ở những nơi có gió liên tục, nơi có nguồn năng lượng điện có máy phát điện công suất lớn thông thường trong thiết kế.

Đôi khi một trạm không đủ cung cấp điện cho cả thành phố,và các nguồn năng lượng điện được kết hợp. Vì vậy, các tấm pin mặt trời được lắp đặt trên mái nhà của các ngôi nhà ở các nước ấm áp, cung cấp năng lượng cho các phòng riêng lẻ. Dần dần, các nguồn thân thiện với môi trường sẽ thay thế các trạm gây ô nhiễm bầu không khí.

Trong ô tô

Pin trong phương tiện giao thông không phải là nguồn năng lượng điện duy nhất. Các mạch của xe được thiết kế theo cách mà khi lái xe, quá trình chuyển đổi động năng thành năng lượng điện sẽ bắt đầu. Điều này là do máy phát điện, trong đó chuyển động quay của các cuộn dây bên trong từ trường tạo ra sự xuất hiện của sức điện động (EMF).

Dòng điện bắt đầu chạy trong mạng, sạc pin, thời lượng của dòng điện này phụ thuộc vào dung lượng của nó. Quá trình sạc bắt đầu ngay sau khi khởi động động cơ. Đó là, năng lượng được tạo ra bằng cách đốt cháy nhiên liệu. Những phát triển gần đây trong ngành công nghiệp ô tô đã cho phép sử dụng EMF của một nguồn năng lượng điện cho giao thông.

Trong xe điện, pin hóa học mạnh tạo ra dòng điện trong một mạch kín và đóng vai trò như một nguồn điện. Ở đây quan sát thấy quá trình ngược lại: EMF được tạo ra trong các cuộn dây của hệ thống truyền động, làm cho các bánh xe quay. Dòng điện trong mạch thứ cấp rất lớn, tỉ lệ với tốc độ gia tốc và khối lượng của ô tô.

Nguyên tắc của cuộn dây với nam châm

Dòng điện chạy qua cuộn dây gây ra từ thông xoay chiều. Đến lượt mình, anh ta tác dụng một lực nổi lên các nam châm, lực này sẽ ép khung bằng haiquay với nam châm phân cực ngược nhau. Do đó, các nguồn năng lượng điện đóng vai trò như một nút cho chuyển động của ô tô.

Quá trình ngược lại, khi khung có nam châm quay bên trong cuộn dây, do động năng, cho phép bạn chuyển đổi từ thông xoay chiều thành EMF của cuộn dây. Hơn nữa, các bộ ổn định điện áp được lắp đặt trong mạch, cung cấp hiệu suất cần thiết của mạng lưới cung cấp. Theo nguyên lý này, điện được tạo ra trong các nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện.

EMF trong mạch cũng xuất hiện trong mạch kín thông thường. Nó tồn tại miễn là một sự khác biệt tiềm năng được áp dụng cho dây dẫn. Sức điện động là cần thiết để mô tả các đặc tính của nguồn năng lượng. Định nghĩa vật lý của thuật ngữ này nghe như sau: EMF trong một mạch điện kín tỷ lệ với công của các lực bên ngoài di chuyển một điện tích dương duy nhất qua toàn bộ thân của vật dẫn.

Công thức E=IR - tổng trở được tính đến, bao gồm điện trở bên trong của nguồn điện và kết quả của việc cộng thêm điện trở của đoạn mạch được cấp nguồn.

Hạn chế lắp đặt trạm biến áp

Bất kỳ vật dẫn nào mà dòng điện chạy qua đều tạo ra điện trường. Nguồn năng lượng là chất phát ra sóng điện từ. Xung quanh các vị trí lắp đặt mạnh, trong trạm biến áp hoặc gần tổ máy phát điện, sức khỏe con người bị ảnh hưởng. Vì vậy, các biện pháp đã được thực hiện để hạn chế các công trình xây dựng gần các công trình dân cư.

BậtỞ cấp độ lập pháp, khoảng cách cố định đến các vật thể điện được thiết lập, ngoài ra còn có thể an toàn cho cơ thể sống. Việc xây dựng các trạm biến áp mạnh gần nhà và trên tuyến đường có người qua lại đều bị cấm. Các công trình lắp đặt mạnh mẽ phải có hàng rào và lối vào kín.

Đường dây cao thế được gắn trên cao của các tòa nhà và đưa ra khỏi các khu định cư. Để loại bỏ ảnh hưởng của sóng điện từ trong khu dân cư, các nguồn năng lượng được đóng bằng các tấm chắn kim loại nối đất. Trong trường hợp đơn giản nhất, lưới thép được sử dụng.

Đơn vị đo

Mỗi giá trị của nguồn năng lượng và mạch được mô tả bằng các giá trị định lượng. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho nhiệm vụ thiết kế và tính toán phụ tải cho một nguồn cung cấp điện cụ thể. Các đơn vị đo lường được kết nối với nhau theo quy luật vật lý.

Các đơn vị cung cấp điện như sau:

• Kháng: R - Ohm.
• EMF: E - Volt.
• Phản kháng và trở kháng: X và Z - Ohm.
• Hiện tại: I - Amp.
• Điện áp: U - Volt.
• Công suất: P - Watt.

Xây dựng Mạch Nguồn Nối tiếp và Song song

Tính toán chuỗi trở nên phức tạp hơn nếu một số loại nguồn năng lượng điện được kết nối với nhau. Điện trở bên trong của mỗi nhánh và hướng của dòng điện qua các dây dẫn được tính đến. Để đo EMF của từng nguồn riêng biệt, bạn sẽ cần mở mạch và đo điện thế trực tiếp tại các cực của pin nguồn bằng một thiết bị - vôn kế.

Khi đóng mạch, thiết bị sẽ hiển thị sụt áp, có giá trị nhỏ hơn. Nhiều nguồn thường được yêu cầu để có được dinh dưỡng cần thiết. Tùy thuộc vào nhiệm vụ, một số loại kết nối có thể được sử dụng:

• Tuần tự. EMF của mạch của mỗi nguồn được thêm vào. Vì vậy, khi sử dụng hai pin có giá trị danh định là 2 vôn, chúng nhận được 4 V do kết nối.
• Song hành. Loại này dùng để tăng công suất của nguồn lên tương ứng có thời lượng pin lâu hơn. EMF của mạch có kết nối này không thay đổi với xếp hạng pin bằng nhau. Điều quan trọng là phải quan sát cực của kết nối.
• Kết nối kết hợp hiếm khi được sử dụng, nhưng chúng vẫn xảy ra trong thực tế. Việc tính toán EMF kết quả được thực hiện cho từng phần đã đóng riêng lẻ. Phân cực và hướng của dòng điện của các nhánh được tính đến.

Ôm nguồn điện

Điện trở bên trong của nguồn năng lượng điện được tính đến để xác định EMF thu được. Nói chung, sức điện động được tính theo công thức E=IR + Ir. Ở đây R là điện trở tiêu dùng và r là điện trở bên trong. Điện áp rơi được tính theo mối quan hệ sau: U=E - Ir.

Cường độ dòng điện chạy trong mạch được tính theo định luật Ôm của mạch hoàn chỉnh: I=E / (R + r). Nội trở có thể ảnh hưởng đến cường độ hiện tại. Để ngăn điều này xảy ra, nguồn được chọn cho tải theoQuy tắc sau: điện trở bên trong của nguồn phải nhỏ hơn nhiều so với tổng điện trở của các hộ tiêu thụ. Sau đó, không cần thiết phải tính đến giá trị của nó vì lỗi nhỏ.

Làm thế nào để đo ohms nguồn điện?

Vì nguồn và máy thu năng lượng điện phải được kết hợp với nhau, câu hỏi đặt ra ngay lập tức: làm thế nào để đo điện trở bên trong của nguồn? Rốt cuộc, bạn không thể kết nối với một ohmmeter với các địa chỉ liên hệ có tiềm năng sẵn có trên chúng. Để giải quyết vấn đề, một phương pháp lấy chỉ số gián tiếp được sử dụng - các giá trị / u200b / u200 với các đại lượng bổ sung là bắt buộc: dòng điện và điện áp. Tính toán được thực hiện theo công thức r=U / I, trong đó U là điện áp rơi trên điện trở trong và I là cường độ dòng điện trong mạch dưới tải.

Độ sụt điện áp được đo trực tiếp trên các đầu nối của nguồn điện. Mắc một điện trở có giá trị đã biết R mắc vào mạch, trước khi tiến hành đo phải cố định EMF của nguồn mắc hở mạch - E bằng vôn kế Tiếp nối tải và ghi số đọc - U tải. và hiện tại I.

Sụt áp mong muốn trên điện trở trong U=E - U tải. Kết quả là, chúng tôi tính toán giá trị yêu cầu r=(E - U tải) /I.