Quellen der elektrischen Energie: Beschreibung, Arten und Eigenschaften

Quellen von elektrischer Energie in jedemDas Terrain unterscheidet sich in der Art, wie es erhalten wird. In den Steppen ist es also zweckmäßiger, die Kraft des Windes zu nutzen oder die Wärme nach dem Verbrennen von Brennstoff und Gas umzuwandeln. In den Bergen, wo es Flüsse gibt, werden Staudämme gebaut und das Wasser setzt riesige Turbinen in Bewegung. Die elektromotorische Kraft wird fast überall aufgrund anderer natürlicher Energien erhalten.

Woher kommt die Macht der Konsumenten?

Quellen der elektrischen Energie sindSpannung nach der Umwandlung der Windkraft, kinetische Bewegung, Wasserfluss, das Ergebnis der Kernreaktion, Wärme von brennendem Gas, Brennstoff oder Kohle. Weit verbreitet sind thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke. Allmählich wird die Anzahl der Kernkraftwerke für die in der Nähe lebenden Menschen reduziert.

Eine chemische Reaktion kann verwendet werden, diesePhänomene, die wir in den Batterien von Autos und Haushaltsgeräten sehen. Batterien nach Telefon funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Windmühlen werden an Orten mit konstantem Wind eingesetzt, wo die Quellen der elektrischen Energie beim Bau eines konventionellen Hochleistungsgenerators enthalten sind.

Um die ganze Stadt zu versorgen, manchmal eine StationNicht genug, und die Quellen der elektrischen Energie sind kombiniert. So werden auf den Dächern von Häusern in warmen Ländern Solarbatterien installiert, die separate Räume speisen. Allmählich werden umweltfreundliche Quellen die Stationen ersetzen, die die Atmosphäre verschmutzen.

In Autos

Die Batterie im Transport ist nichtdie einzige Quelle für elektrische Energie. Die Schaltungen des Autos sind mit der Erwartung entworfen, dass wenn die Bewegung beginnt, der Prozess der Umwandlung der kinetischen Energie in elektrische Energie beginnt. Dies liegt an einem Generator, bei dem die Drehung der Spulen innerhalb des Magnetfelds das Auftreten einer elektromotorischen Kraft (EMK) erzeugt.

Im Netzwerk beginnt ein Strom zu laden, lädtBatterie, deren Dauer von ihrer Kapazität abhängt. Der Ladevorgang beginnt unmittelbar nach dem Starten des Motors. Das heißt, Energie wird durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt. Die neuesten Entwicklungen in der Automobilindustrie haben es ermöglicht, die EMF-Quelle elektrischer Energie für den Verkehr zu nutzen.

In Elektrofahrzeugen leistungsstarke chemische BatterienStrom in einem geschlossenen Stromkreis erzeugen und als Energiequelle dienen. Hier wird der umgekehrte Vorgang beobachtet: Der EMK wird in den Spulen des Antriebssystems erzeugt, wodurch die Räder durchdrehen. Die Ströme im Sekundärkreis sind groß, proportional zur Beschleunigung und zum Gewicht des Autos.

Funktionsprinzip einer Spule mit einem Magneten

Der Strom, der durch die Spule fließt, verursacht das Auftreten vonwechselnder magnetischer Fluss. Es übt wiederum auf die Magnete eine Schubkraft aus, die den Rahmen mit zwei verschiedenen Magneten zum Durchdrehen bringt. Somit dienen die elektrischen Energiequellen als Knotenpunkt für die Bewegung von Autos.

Der umgekehrte Prozess, wenn der Rahmen mit einem Magnetenrotiert innerhalb der Wicklungen, aufgrund der kinetischen Energie können Sie einen magnetischen Wechselfluss in die EMF der Spulen zu konvertieren. Ferner sind Spannungsregler in der Schaltung installiert, die die erforderlichen Parameter des Versorgungsnetzes sicherstellen. Nach diesem Prinzip wird Strom in Wasserkraftwerken und Wärmekraftwerken erzeugt.

EMF in der Schaltung erscheint im üblichen geschlossenen Stromkreis. Es existiert, solange eine Potentialdifferenz an den Leiter angelegt wird. Die elektromotorische Kraft wird benötigt, um die Eigenschaften der Energiequelle zu beschreiben. Die physikalische Definition des Begriffs klingt folgendermaßen: Die EMK in einem geschlossenen Stromkreis ist proportional zur Arbeit äußerer Kräfte, die eine einzige positive Ladung durch den gesamten Körper des Stromleiters bewegen.

Die Formel E = I * R - Widerstand berücksichtigt die Summe, gebildet aus dem Innenwiderstand der Stromquelle und den Ergebnissen der Addition des Widerstands des Speiseabschnitts der Schaltung.

Einschränkungen bei der Installation von Unterstationen

Jeder Leiter, durch den Strom fließt,erzeugt ein elektrisches Feld. Die Energiequelle ist der Emitter elektromagnetischer Wellen. Bei leistungsstarken Anlagen, in Umspannwerken oder in der Nähe von Erzeugungseinrichtungen wirkt sich dies auf die menschliche Gesundheit aus. Daher wurden Maßnahmen ergriffen, um den Bau von Objekten in der Nähe von Wohngebäuden zu beschränken.

Auf der legislativen Ebenefeste Abstände zu elektrischen Anlagen, hinter denen der lebende Organismus sicher ist. Der Bau von starken Umspannwerken in der Nähe von Häusern und auf dem Weg von Menschen ist verboten. Mächtige Installationen müssen Zäune und geschlossene Eingänge haben.

Hochspannungsleitungen sind hoch über demGebäude und aus den Siedlungen genommen. Um die Wirkung von elektromagnetischen Wellen in einem Wohngebiet auszuschließen, werden Energiequellen durch geerdete Metallschirme abgedeckt. Im einfachsten Fall wird ein Drahtnetz verwendet.

Maßeinheiten

Jeder Wert der Energiequelle und des Stromkreiseswird durch quantitative Werte beschrieben. Dies erleichtert die Konstruktion und Berechnung der Belastung für ein bestimmtes Lebensmittel. Maßeinheiten sind durch physikalische Gesetze verknüpft.

Die folgenden Einheiten sind für die Stromversorgungswerte festgelegt:

• Widerstand: R - Ohm.
• EMF: E ist das Volt.
• Reaktiv und Impedanz: X und Z sind Ohm.
• Strömung: I - Ampere.
• Spannung: U - Volt.
• Leistung: P - Watt.

Erstellen von seriellen und parallelen Energieschemas

Die Berechnung der Schaltung wird komplizierter wennVerbindung von Quellen elektrischer Energie verschiedener Arten. Der Innenwiderstand jedes Zweiges und die Richtung des Stroms durch die Leiter werden berücksichtigt. Um die EMK jeder Quelle separat zu messen, ist es notwendig, die Schaltung zu öffnen und das Potential direkt an den Anschlüssen der Versorgungsbatterie mit einem Voltmeter zu messen.

Wenn der Stromkreis geschlossen ist, zeigt das Gerät einen Abfall anSpannung, die einen kleineren Wert hat. Um die notwendige Ernährung zu erhalten, werden oft mehrere Quellen benötigt. Abhängig von der Aufgabe können mehrere Verbindungstypen verwendet werden:

• Konsequent. Die EMK der Schaltung jeder Quelle wird addiert. So, wenn zwei Batterien mit einem Nennwert von 2 Volt verwendet werden, als Folge der Verbindung von 4 V.
• Parallel. Dieser Typ wird verwendet, um die Kapazität der Quelle zu erhöhen, bzw. es gibt eine längere Batterielebensdauer. Die EMK der Schaltung ändert sich bei dieser Verbindung nicht bei gleichen Batteriewerten. Es ist wichtig, die Polarität der Verbindung zu beobachten.
• Kombinierte Verbindungen werden selten verwendet,aber in der Praxis werden sie angetroffen. Die Berechnung der resultierenden EMF wird für jede einzelne geschlossene Fläche durchgeführt. Die Polarität und Richtung des Stromes der Zweige wird berücksichtigt.

Stromversorgungskabel

Innenwiderstand der elektrischen QuelleEnergie wird berücksichtigt, um den resultierenden EMF zu bestimmen. Im Allgemeinen wird die elektromotorische Kraft durch die Formel E = I * R + I * r berechnet. Hier ist R der Widerstand der Verbraucher und r ist der innere Widerstand. Der Spannungsabfall wird aus der folgenden Beziehung berechnet: U = E - Ir.

Der in der Schaltung fließende Strom berechnet sich nachDas Ohmsche Gesetz der vollständigen Kette: I = E / (R + r). Der interne Widerstand kann den Strom beeinflussen. Um dies zu vermeiden, wird die Quelle für das Laden gemäß der folgenden Regel ausgewählt: Der Innenwiderstand der Quelle muss viel kleiner als der Gesamtwiderstandsgesamtwiderstand der Verbraucher sein. Dann ist es nicht notwendig, aufgrund eines kleinen Fehlers dessen Größe zu berücksichtigen.

Wie misst man die Ohm des Versorgungsnetzes?

Da die Quellen und Empfänger von elektrischenEnergie muss koordiniert werden, dann stellt sich sofort die Frage: Wie misst man den inneren Widerstand der Quelle? Schließlich verbindet sich ein Ohmmeter nicht mit den Kontakten mit den auf ihnen verfügbaren Potentialen. Um das Problem zu lösen, wird eine indirekte Methode zur Entfernung von Indikatoren verwendet - zusätzliche Werte werden benötigt: Strom und Spannung. Die Berechnung erfolgt nach der Formel r = U / I, wobei U - Spannungsabfall am Innenwiderstand und I - Strom im Stromkreis unter Last.

Der Spannungsabfall wird direkt am. GemessenKlemmen der Stromversorgung. Ein Widerstand mit bekanntem Nennwert R ist mit der Schaltung verbunden Vor der Messung ist es notwendig, die EMK der Quelle mit dem offenen Stromkreis - E zu fixieren. Dann die Last anschließen und die Messwerte - U der Last aufzeichnen. und aktuelles I.

Gewünschter Spannungsabfall am Innenwiderstand U = E - U Last. Am Ende berechnen wir den geforderten Wert r = (E - U load) / I.