Umeme chanzo mkondo wa umeme wa sasa: ufafanuzi na kiini

wote tunajua kutokana shaka fizikia kwamba chini ya sasa ya umeme ni maana directional awali mwendo chembe kufanya malipo. Ili kupata kondakta kuanzisha shamba la umeme. huo ni muhimu ili kuendelea kuwepo kwa muda mrefu, umeme sasa.

Vyanzo vya umeme sasa unaweza kuwa:

• tuli,
• kemikali;
• mitambo,
• semiconductor.

Kila kazi ni kazi ambapo raznozaryazhennye kugawanywa chembe yaani umeme shamba chanzo cha umeme. Kugawanywa, wao kujilimbikiza juu ya miti katika uhusiano ardhi ya makondakta. Wakati fito ni kushikamana na chembe kondakta na malipo ya kuanza kwa hoja, na sasa umeme ni sumu.

Vyanzo vya umeme sasa uvumbuzi mashine ya umeme

Hadi katikati ya kumi na saba ya karne ya kuzalisha nguvu za umeme inahitajika juhudi nyingi. Wakati huo huo, kuongezeka kwa idadi ya wanasayansi kushiriki katika suala hilo. Na Otto von Guericke zuliwa kwanza gari umeme duniani. Katika jaribio moja kwa kiberiti, kuyeyuka ndani ya mpira mashimo alifanya ya kioo, ugumu na kuvunja kioo. Guericke nguvu mpira ili iweze kuwa baridi. Zungusha na kubwa kipande cha ngozi, inakuwa cheche. msuguano haya kwa kiasi kikubwa rahisi kupata muda mfupi umeme. Lakini matatizo magumu zaidi yangeweza kutatuliwa tu kwa maendeleo zaidi ya sayansi.

Tatizo ni kwamba mashtaka Gericke haraka kutoweka. Kuongeza urefu wa mwili wa malipo ni kuwekwa katika vyombo kufungwa (kioo chupa), na umeme picha maji kazi na msumari. Experiment optimized wakati chupa na pande zote mbili coated na vifaa conductive (chuma foils, kwa mfano). Matokeo yake, tuligundua kwamba ilikuwa inawezekana kufanya bila maji.

miguu Chura kama chanzo sasa

Njia nyingine ya kuzalisha umeme kwa mara ya kwanza aligundua Luidzhi Galvani. Kama mwanabiolojia, alifanya kazi katika maabara ambapo majaribio na umeme. Aliona mguu wafu chura wa ulipunguzwa wakati ni msisimko na cheche kutoka kwa mashine. Lakini siku moja, athari sawa ilikuwa mafanikio kwa nafasi wakati mwanasayansi kuguswa chuma scalpel yake.

Alianza kutafuta sababu, ambapo kulikuwa na mkondo wa umeme. Vyanzo vya umeme sasa kupitia hitimisho lake la mwisho walikuwa frog tishu.

Mwingine wa Kiitaliano, Alessandro Volta, alikanusha "chura" ya hali ya tukio la sasa. Imebainika kwamba sasa mkubwa mara kuongeza shaba na zinki katika sulfuriki ufumbuzi. Mseto huu inaitwa galvanic au kemikali kipengele.

Lakini matumizi ya mifuko hiyo kwa EMF ingekuwa gharama kubwa mno. Kwa hiyo, wanasayansi ni kazi nyingine, mitambo, njia ya uzalishaji wa nishati ya umeme.

Vipi jenereta kawaida?

Mapema katika karne ya kumi na tisa AH Oersted aligundua kwamba kifungu cha sasa kwa njia ya kondakta shamba magnetic kutokea asili. Muda mfupi baadaye, Faraday aligundua kwamba wakati makutano ya mistari ya nguvu EMF husababishwa katika kondakta, ambayo husababisha ya sasa. Emf inatofautiana na kasi na makondakta wao, pamoja na nguvu ya shamba. Katika makutano ya mistari milioni mia ya nguvu kwa sekunde ikiwa electromotive nguvu inakuwa sawa na volt moja. Ni wazi kuwa mwongozo kufanya katika shamba magnetic haina uwezo wa kutoa kubwa ya sasa ya umeme. Vyanzo vya umeme sasa wa aina hii ni mbali na ufanisi zaidi imeonekana na vilima waya juu ya spool kubwa au uzalishaji wa ngoma-umbo lake. coil ni kuwekwa kwenye shimo kati ya sumaku na maji rotatable au mvuke. Kama mitambo chanzo cha umeme asili ya kawaida jenereta.

kubwa Tesla

mwanasayansi kipaji kutoka Serbia, Nikola Tesla, kujiweka wakfu kwa umeme, alifanya uvumbuzi wengi kwamba sisi kutumia leo. Multiphase umeme mashine, Asynchronous motors umeme, nguvu maambukizi kwa njia ya awamu mbalimbali mchanganyiko wa sasa - hii si orodha nzima ya uvumbuzi mkubwa wa kisayansi.

Wengi wanaamini kwamba uzushi wa Siberia, unaojulikana kama Tunguska meteorite, kwa kweli ni wito Tesla. Lakini labda moja ya siri kubwa ya uvumbuzi ni transformer uwezo wa kupokea voltage hadi volts milioni kumi na tano. Kawaida ni kifaa yake na sheria maarufu wa hesabu kuingia katika hofu kubwa. Lakini katika siku hizo sisi ilianza kuendeleza teknolojia ya utupu, ambapo hapakuwa na utata. Kwa hiyo, uvumbuzi wa mwanasayansi kwa wakati wamesahau.

Lakini leo, pamoja na ujio wa fizikia ya kinadharia katika kazi yake upya maslahi tena. Etha kutambuliwa gesi ambayo ni chini ya sheria zote za mechanics gesi. Uchumi huu nishati yake kutoka hapo kubwa Tesla. Ni muhimu kufahamu kwamba nadharia etha imekuwa ya kawaida sana katika siku za nyuma kati ya wanasayansi wengi. Tu na kuibuka kwa SRT - Einstein nadharia ya relativity maalum, ambapo alikanusha kuwepo kwa ether - Nimesahau, ingawa baadaye alibuni nadharia ya jumla hakuwa na changamoto yeye kama hayo.

Lakini wakati wakazi wa sasa umeme na vifaa ambavyo huwa hubadilika leo.

Maendeleo ya vifaa kiufundi - nguvu vifaa

Vifaa kama ni kutumika kwa ajili ya mageuzi ya nishati mbalimbali katika nishati ya umeme. Licha ya ukweli kwamba mbinu ya kimwili na kemikali ya kuzalisha umeme kuwa kufunguliwa kwa muda mrefu, ubiquitous, walipata tu kutoka nusu ya pili ya karne ya ishirini, wakati ikawa yanayoendelea umeme. awali tano wanandoa galvanic kompletterades na aina 25. nadharia ya wanandoa galvanic inaweza namba elfu kadhaa, tangu nishati bure unaweza kutekelezwa katika vioksidishaji yoyote na vinakisishaji.

Physical Power Vyanzo

vyanzo vya asili ya umeme alianza kuendeleza baadaye. mbinu za kisasa ni kuwa inazidi masharti magumu, na viwanda joto na thermionic jenereta mafanikio kukabiliana na changamoto kuongezeka. Physical nguvu vyanzo - ni vifaa ambapo mafuta, umeme, mitambo na nishati ya mionzi ya nyuklia na kuoza ni waongofu katika nishati ya umeme. Zaidi ya hayo, wao pia cheo kama injini ya umeme, MHD jenereta, pamoja na kwa ajili ya kubadili mionzi ya jua na atomia kuoza.

Kwa sasa ya umeme katika kondakta kutoweka, inahitaji chanzo cha nje ili kudumisha sifa ambayo katika kondakta mwisho. Kwa hili ni vyanzo vya nishati ambayo baadhi EMF ya kuunda na kutunza tofauti uwezo. EMF kipimo umeme sasa chanzo operesheni iliyofanywa wakati pamoja malipo ya uhamisho katika mzunguko kufungwa.

Upinzani ndani ya umeme quantitatively inavyotambulika, kuamua kiasi cha hasara ya nishati kwa njia ya chanzo.

nguvu na ufanisi wa voltage sawa na uwiano wa mzunguko wa nje ya umeme kwa EMF.

vyanzo Chemical

Chemical sasa chanzo katika EMF umeme mzunguko ni kifaa, ambapo nishati ya athari za kemikali ni waongofu katika nishati ya umeme.

kuanzishwa kwake lina electrodes mbili: chaji hasi kupunguza kikali na vioksidishaji wakala chaji chanya, ambayo ni katika kuwasiliana na electrolyte. Kati ya electrodes sifa ambayo, EMF.

vifaa ya kisasa mara nyingi kutumika:

• kama wakala kupunguza - risasi, cadmium, zinki na wengine;
• kioksidishaji - nickel hidroksidi, kuongoza oxide, manganese na kama;
• electrolyte - ufumbuzi wa asidi, alkali au chumvi.

Sana kutumika seli kavu ya zinki na manganese. Chombo kuchukuliwa kutoka zinki (baada ya electrode hasi). Ndani huwekwa electrode chanya na mchanganyiko wa kaboni manganese na dioksidi au grafiti poda ambayo inapunguza upinzani. electrolyte kazi kama kuweka ya kloridi amonia, wanga na sehemu nyingine.

Muhuri risasi-asidi betri - ni mara nyingi sekondari kemikali sasa chanzo katika mzunguko umeme kiko na uwezo wa juu, mbio imara na kuwa na gharama nafuu. Betri ya aina hii ni kutumika katika nyanja mbalimbali. Mara nyingi unayopendelea kwa betri starter, ambayo ni hasa muhimu kwa ajili ya gari, ambapo kwa ujumla ni monopolists.

kawaida betri nyingine lina chuma (anode), nikeli oxide hydrate (cathode) na electrolyte - ufumbuzi yenye maji ya potasiamu au sodium. nyenzo kubwa katika mirija nickel-plated chuma.

matumizi ya aina hii ilipungua baada ya moto kiwandani Edison mwaka wa 1914. Hata hivyo, kama sisi kulinganisha tabia ya kwanza na ya pili ya aina ya betri, ni zamu kuwa uendeshaji wa chuma-nickel inaweza kuwa ya muda mrefu zaidi ya asidi kuongoza.

Jenereta ya DC na AC

jenereta ni vifaa kwamba ni nia ya kubadilisha nishati mitambo katika nishati ya umeme.

rahisi DC jenereta inaweza kuwakilishwa kama sura ya kondakta, ambayo iliwekwa kati ya nguzo magnetic na mwisho ni kushikamana na wametengwa nusu pete (ushuru). Kwa kifaa kwa kazi, lazima uhakikishe mzunguko wa sura na ushuru. Basi itakuwa kusababishwa umeme mabadiliko ya sasa ya uongozi chini ya ushawishi wa mistari magnetic shamba. mzunguko wa nje ni kwenda katika mwelekeo mmoja. Ni zinageuka kuwa mtoza nitalinyoosha AC, ambayo ni zinazozalishwa na fremu. Ili kufikia DC mtoza ni wa maandishi sahani thelathini na sita au zaidi, na kondakta ni pamoja wingi wa muafaka kwa njia ya armature vilima.

Fikiria nini madhumuni ya mzunguko wa sasa chanzo. Kugundua jinsi zaidi vyanzo sasa zipo.

mzunguko umeme: umeme wa sasa, nguvu ya sasa, sasa chanzo

mzunguko umeme ni pamoja na chanzo sasa ambayo, pamoja na vitu vingine inajenga njia ya sasa. dhana EMF voltage na sasa inapita katika hili wazi taratibu sumakuumeme.

mzunguko rahisi kabisa ya umeme lina chanzo sasa (betri, electrochemical jenereta ya mkononi, na kadhalika), watumiaji nguvu (hita umeme, motors umeme na wengine), na waya ya kuunganisha vituo ya chanzo voltage na matumizi.

mzunguko umeme ina ndani (nguvu chanzo) na nje (waya, swichi, Jumaamosi, kupima vyombo) sehemu.

Itakuwa kazi na kuwa na thamani chanya tu kama zinazotolewa imefungwa mzunguko. pengo yoyote husababisha kukoma kati yake ya sasa.

mzunguko umeme lina chanzo sasa katika mfumo wa seli electrochemical, ackumulatorer umeme, electromechanical na thermoelectric jenereta, seli nishati ya jua, na kadhalika.

Kama motors umeme kutenda kupokea kwamba kubadilisha nishati kuwa nguvu mitambo, taa na joto ya vifaa, electrolysis ufungaji na kadhalika.

Vifaa ni vifaa ambavyo ni muhimu kwa kugeuka na mbali, kupima vyombo na taratibu kinga.

vipengele vyote ni kugawanywa katika:

• kazi (ambayo mzunguko umeme ni pamoja na ya sasa chanzo EMF, motors umeme, betri na kadhalika);
• passiv (ambayo ni pamoja na kupokea umeme na koppla wiring).

mlolongo unaweza kuwa:

• linear, ambapo kipengele upinzani daima sifa ya mstari sawa,
• nonlinear, ambapo upinzani unategemea voltage au sasa.

Hiyo ni mpango rahisi, ambapo mzunguko ni pamoja na ya sasa chanzo kubadili, balbu, rheostat.

Pamoja kuenea mkubwa wa vifaa kama kiufundi, hasa katika miaka ya hivi karibuni watu zaidi na zaidi ni kuuliza maswali kuhusu ufungaji wa vyanzo vya nishati mbadala.

vyanzo mbalimbali ya nishati ya umeme

Nini vyanzo vya nguvu za umeme bado zipo? Si tu jua, upepo, ardhi na mawimbi. Wao kuwa kile kinachoitwa rasmi mbadala vyanzo vya nishati.

Lazima niseme kwamba kuna seti mbadala. Wao si wa kawaida, kwa sababu bado vitendo na starehe. Lakini ambaye anajua, labda siku zijazo kuwa tu nyuma yao.

Hivyo, nishati ya umeme zinaweza kupatikana kutokana na maji ya chumvi. Norway tayari kuanzisha mamlaka, kutumia teknolojia hii.

vituo Power pia kukimbia kwenye seli mafuta kwa electrolyte imara oxide.

Inayojulikana jenereta piezoelectric kupokea nishati kwa njia ya nishati kinetic (tayari zipo na sidewalks teknolojia kama hiyo, matuta, turnstiles na hata sakafu ngoma).

Kuna nanogenerators, ambayo yana lengo la mabadiliko ya nishati katika mwili wa binadamu kuwa umeme.

Unaweza kusema kuhusu mwani kwamba joto nyumba zao, mapanga mpira wa miguu, kuzalisha umeme, baisikeli, gadgets elektroniki inayoweza kulipa, na hata kung'olewa karatasi, kutumika kama chanzo nguvu?

Mkuu ahadi, bila shaka, ni ya maendeleo ya nishati ya volkeno.

Hii yote ni leo hali halisi juu ya ni wanasayansi kazi. Inawezekana kwamba baadhi yao hivi karibuni kuwa kawaida kabisa, kama umeme katika nyumba leo.

Labda mtu anaweza kufichua siri ya mwanasayansi Nikola Tesla, na ubinadamu kuwa na uwezo wa urahisi kupata nguvu kutoka hewani?