Apa yang terjadi pada sumber arus listrik. Arus listrik, sumber arus listrik : pengertian dan hakikat. Dari sejarah penemuan

Kata pengantar.

Apa itu arus listrik dan apa yang diperlukan agar kemunculan dan keberadaannya pada waktu yang kita perlukan?

Kata “arus” berarti gerak atau aliran sesuatu. Arus listrik adalah pergerakan partikel bermuatan yang teratur (terarah). Untuk memperoleh arus listrik dalam suatu konduktor, Anda perlu membuat medan listrik di dalamnya. Agar arus listrik dapat bertahan lama pada suatu penghantar, maka perlu dipertahankan medan listrik di dalamnya selama ini. Medan listrik tercipta di konduktor dan dapat dipertahankan untuk waktu yang lama sumber arus listrik . Saat ini, umat manusia menggunakan empat sumber arus utama: statis, kimia, mekanik, dan semikonduktor (baterai surya), tetapi di masing-masing sumber tersebut dilakukan pekerjaan untuk memisahkan partikel bermuatan positif dan negatif. Partikel-partikel terpisah terakumulasi di kutub-kutub sumber arus, yang merupakan nama yang diberikan untuk tempat-tempat di mana konduktor dihubungkan menggunakan terminal atau klip. Salah satu kutub sumber arus bermuatan positif, yang lain bermuatan negatif. Jika kutub-kutub tersebut dihubungkan oleh suatu penghantar, maka karena pengaruh medan, partikel-partikel bermuatan bebas dalam penghantar akan bergerak, dan akan timbul arus listrik.

Listrik.

Sumber arus listrik.

Hingga tahun 1650, ketika minat besar terhadap listrik muncul di Eropa, tidak ada cara yang diketahui untuk mendapatkan muatan listrik yang besar dengan mudah. Dengan semakin banyaknya ilmuwan yang tertarik pada penelitian kelistrikan, kita dapat mengharapkan terciptanya cara yang lebih sederhana dan efisien untuk menghasilkan muatan listrik.

Otto von Guericke menemukan mesin listrik pertama. Dia menuangkan belerang cair ke dalam bola kaca berongga, dan kemudian, ketika belerang mengeras, dia memecahkan kaca tersebut, tanpa menyadari bahwa bola kaca itu sendiri juga dapat memenuhi tujuannya. Guericke kemudian memperkuat bola belerang seperti terlihat pada Gambar 1 agar dapat diputar dengan pegangan. Untuk mendapatkan muatan, bola perlu diputar dengan satu tangan, dan dengan tangan lainnya, tekan sepotong kulit ke bola tersebut. Gesekan meningkatkan potensi bola ke nilai yang cukup untuk menghasilkan percikan api sepanjang beberapa sentimeter.

Mesin ini menyakitkan

bantuan besar dalam eksperimental

aku tidak belajar listrik, tapi

bahkan tugas “menjaga” yang lebih sulit

pasokan" dan "cadangan" listrik

tuduhan ical diselesaikan

hanya berkat yang berikut ini

kemajuan fisika. Faktanya adalah bahwa orang-orang kuat menuntut hal itu

dapat dibuat pada benda menggunakan elektrostatis

Mobil Guericke dengan cepat menghilang. Pada awalnya diperkirakan bahwa alasannya adalah “penguapan” muatan. Untuk mencegah

Untuk “menguapkan” muatan, diusulkan untuk memasukkan benda bermuatan ke dalam bejana tertutup yang terbuat dari bahan isolasi. Tentu saja, botol kaca dipilih sebagai wadah tersebut, dan air dipilih sebagai bahan yang dialiri listrik, karena mudah dituangkan ke dalam botol. Untuk dapat mengisi air tanpa membuka botol, paku dimasukkan melalui gabusnya. Idenya bagus, tetapi karena alasan yang tidak diketahui pada saat itu, perangkat tersebut tidak berfungsi dengan baik. Sebagai hasil dari percobaan yang intensif, segera ditemukan bahwa muatan yang tersimpan dan kekuatan sengatan listrik dapat meningkat secara dramatis jika bagian dalam dan luar botol dilapisi dengan bahan konduktif, seperti lembaran kertas tipis. Apalagi jika Anda menyambungkan paku menggunakan konduktor yang baik ke lapisan logam di dalam botol, ternyata Anda bisa melakukannya tanpa air sama sekali. “Penyimpanan” listrik baru ini ditemukan pada tahun 1745 di kota Leiden, Belanda dan disebut toples Leyden (Gbr. 2).

Orang pertama yang menemukan kemungkinan berbeda untuk menghasilkan listrik dibandingkan melalui elektrifikasi melalui gesekan adalah ilmuwan Italia Luigi Galvani (1737-1798). Dia berprofesi sebagai ahli biologi, tetapi bekerja di laboratorium tempat eksperimen dilakukan dengan listrik. Galvani menemukan sebuah fenomena yang diketahui banyak orang sebelum dia; terdiri dari fakta bahwa jika saraf kaki katak mati tereksitasi oleh percikan mesin listrik, maka seluruh kaki mulai berkontraksi. Namun suatu hari Galvani memperhatikan bahwa kakinya mulai bergerak ketika hanya pisau bedah baja yang bersentuhan dengan saraf kakinya. Hal yang paling mengejutkan adalah tidak ada kontak antara mesin listrik dan pisau bedah. Penemuan menakjubkan ini memaksa Galvani melakukan serangkaian percobaan untuk menemukan penyebab arus listrik. Salah satu eksperimen yang dilakukan Galvani untuk mengetahui apakah gerakan yang sama pada kakinya disebabkan oleh aliran listrik petir. Untuk melakukan ini, Galvani menggantungkan beberapa kaki katak pada kait kuningan di jendela yang dilapisi jeruji besi. Dan dia menemukan, bertentangan dengan ekspektasinya, bahwa kontraksi pada cakarnya terjadi kapan saja, apa pun kondisi cuacanya. Kehadiran mesin listrik atau sumber listrik lain di dekatnya ternyata tidak diperlukan. Galvani lebih lanjut menetapkan bahwa alih-alih besi dan kuningan, dua logam berbeda dapat digunakan, dan kombinasi tembaga dan seng menyebabkan fenomena tersebut dalam bentuk yang paling berbeda. Kaca, karet, damar, batu dan kayu kering tidak berpengaruh sama sekali. Dengan demikian, asal muasal arus tersebut masih menjadi misteri. Di mana arus muncul - hanya di jaringan tubuh katak, hanya di logam yang berbeda, atau di kombinasi logam dan jaringan? Sayangnya, Galvani sampai pada kesimpulan bahwa arus listrik hanya berasal dari jaringan tubuh katak. Akibatnya, bagi orang-orang sezamannya, konsep “listrik hewan” mulai tampak jauh lebih nyata dibandingkan listrik asal lainnya.

Ilmuwan Italia lainnya, Alessandro Volta (1745-1827) akhirnya membuktikan bahwa jika kaki katak ditempatkan dalam larutan air zat tertentu, maka arus galvanik tidak akan timbul di jaringan katak. Hal ini khususnya terjadi pada mata air atau air bersih pada umumnya; arus ini muncul ketika asam, garam atau basa ditambahkan ke air. Rupanya, arus terbesar terjadi pada kombinasi tembaga dan seng yang ditempatkan dalam larutan asam sulfat encer. Kombinasi dua pelat logam berbeda yang direndam dalam larutan alkali, asam atau garam disebut sel galvanik (atau kimia).

Jika hanya gesekan dan proses kimia dalam sel galvanik yang menjadi sarana untuk memperoleh gaya gerak listrik, maka biaya energi listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan berbagai mesin akan sangat tinggi. Sebagai hasil dari sejumlah besar percobaan, para ilmuwan dari berbagai negara membuat penemuan yang memungkinkan terciptanya mesin mekanik-listrik yang menghasilkan listrik yang relatif murah.

Pada awal abad ke-19, Hans Christian Oersted menemukan fenomena kelistrikan yang benar-benar baru, yaitu ketika arus melewati suatu konduktor, medan magnet terbentuk di sekitarnya. Beberapa tahun kemudian, pada tahun 1831, Faraday membuat penemuan lain yang sama pentingnya dengan penemuan Oersted. Faraday menemukan bahwa ketika sebuah konduktor bergerak melintasi garis medan magnet, gaya gerak listrik diinduksikan pada konduktor tersebut, menyebabkan arus pada rangkaian yang didalamnya terdapat konduktor tersebut. Perubahan EMF yang diinduksi berbanding lurus dengan kecepatan gerakan, jumlah konduktor, dan kekuatan medan magnet. Dengan kata lain, ggl induksi berbanding lurus dengan jumlah garis gaya yang dilintasi penghantar per satuan waktu. Ketika sebuah konduktor melintasi 100.000.000 garis gaya dalam 1 detik, ggl induksi sama dengan 1 Volt. Dengan menggerakkan satu konduktor atau kumparan kawat secara manual dalam medan magnet, arus yang besar tidak dapat diperoleh. Cara yang lebih efisien adalah dengan melilitkan kawat pada gulungan besar atau membuat gulungan tersebut menjadi drum. Kumparan tersebut kemudian dipasang pada poros yang terletak di antara kutub magnet dan diputar dengan kekuatan air atau uap. Pada hakikatnya begitulah cara kerja generator arus listrik, yang merupakan sumber mekanis arus listrik dan banyak digunakan oleh umat manusia saat ini.
Orang-orang telah menggunakan energi matahari sejak zaman kuno. Kembali pada tahun 212 SM. e. Dengan bantuan sinar matahari yang terkonsentrasi, mereka menyalakan api suci di dekat kuil. Menurut legenda, sekitar waktu yang sama, ilmuwan Yunani Archimedes, saat mempertahankan kampung halamannya, membakar layar kapal armada Romawi.

Matahari merupakan reaktor termonuklir yang terletak 149,6 juta km dari Bumi, memancarkan energi yang sampai ke Bumi terutama dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Bagian terbesar energi radiasi matahari terkonsentrasi di bagian spektrum tampak dan inframerah. Radiasi matahari merupakan sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan dan tidak ada habisnya. Tanpa merusak lingkungan ekologi, 1,5% dari seluruh energi matahari yang jatuh ke bumi dapat digunakan, yaitu. 1,62 *10 16 kilowatt jam per tahun, yang setara dengan sejumlah besar bahan bakar standar - 2 *10 12 ton.

Upaya para perancang bergerak melalui penggunaan fotosel untuk secara langsung mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Fotokonverter, juga disebut panel surya, terdiri dari sejumlah fotosel yang dihubungkan secara seri atau paralel. Jika konverter harus mengisi daya baterai yang memberi daya, misalnya, perangkat radio selama cuaca mendung, maka konverter tersebut dihubungkan secara paralel ke terminal baterai surya (Gbr. 3). Elemen yang digunakan dalam baterai surya harus memiliki efisiensi tinggi, karakteristik spektral yang baik, biaya rendah, desain sederhana, dan bobot rendah. Sayangnya, hanya sedikit fotosel yang dikenal saat ini yang memenuhi setidaknya sebagian persyaratan ini. Ini terutama beberapa jenis fotosel semikonduktor. Yang paling sederhana adalah selenium. Sayangnya, efisiensi fotosel selenium terbaik rendah (0,1...1%).

Dasar dari baterai surya adalah fotokonverter silikon, yang berbentuk pelat bulat atau persegi panjang dengan ketebalan 0,7 - 1 mm dan luas hingga 5 - 8 cm persegi. Pengalaman menunjukkan bahwa elemen kecil dengan luas sekitar 1 meter persegi memberikan hasil yang baik. lihat, memiliki efisiensi sekitar 10%. Fotosel yang terbuat dari logam semikonduktor dengan efisiensi teoritis 18% juga telah dibuat. Omong-omong, efisiensi praktis konverter fotolistrik (sekitar 10%) melebihi efisiensi lokomotif uap (8%), efisiensi energi surya di dunia pembangkit (1%), serta efisiensi banyak pembangkit listrik tenaga hidrolik dan perangkat angin. Konverter fotovoltaik memiliki daya tahan yang hampir tidak terbatas. Sebagai perbandingan, kita dapat memberikan nilai efisiensi berbagai sumber energi listrik (dalam persen): gabungan pembangkit listrik dan panas - 20-30, konverter termoelektrik - 6 - 8, fotosel selenium - 0,1 - 1, baterai surya - 6 - 11, sel bahan bakar - 70, baterai timbal - 80 - 90.

Pada tahun 1989, Boeing (AS) menciptakan fotosel dua lapis yang terdiri dari dua semikonduktor - galium arsenida dan galium antimonida - dengan faktor konversi energi matahari menjadi energi listrik sebesar 37%, yang cukup sebanding dengan efisiensi termal modern dan pembangkit listrik tenaga nuklir. Baru-baru ini terbukti bahwa metode fotovoltaik untuk mengubah energi matahari secara teoritis memungkinkan penggunaan energi matahari dengan efisiensi hingga 93%! Namun pada awalnya diyakini bahwa batas atas maksimum efisiensi sel surya tidak lebih dari 26%, yaitu. jauh lebih rendah dibandingkan efisiensi mesin panas suhu tinggi.

Baterai surya saat ini digunakan terutama di luar angkasa, dan di Bumi hanya untuk memasok listrik ke konsumen otonom dengan daya hingga 1 kW, memasok listrik untuk navigasi radio

dan peralatan elektronik berdaya rendah, penggerak untuk kendaraan listrik eksperimental dan pesawat terbang. Seiring dengan kemajuan panel surya, mereka akan menemukan penerapannya di bangunan tempat tinggal untuk pasokan listrik otonom, yaitu. pemanas dan pasokan air panas, serta untuk menghasilkan listrik untuk penerangan dan menyalakan peralatan listrik rumah tangga.

Sumber arus listrik Diisi oleh: Anton Rubtsov, siswa kelas 8 B Sekolah Menengah Institusi Pendidikan Kota No. 105 Pembimbing Ilmiah: E. A. Maslova, guru fisika

Memilih topik Saya ingin mempelajari sejarah penciptaan sumber arus listrik, dan juga membuat beberapa sumber dengan tangan saya sendiri, mengulangi eksperimen para ilmuwan terkenal. Relevansi Umat manusia tidak dapat hidup tanpa energi listrik, dan mungkin seseorang dapat menemukan sumber arus listrik baru yang lebih ekonomis dan lebih murah. Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempelajari jenis utama sumber arus listrik, prinsip pengoperasiannya dan pembuatan sumbernya sendiri. Tujuan: 1. Mengetahui jenis-jenis utama sumber arus listrik. 2. Pelajari prinsip pengoperasian sumber arus. 3. Buatlah beberapa sumber dengan tangan Anda sendiri.

Bagian utama Sumber arus adalah suatu perangkat di mana beberapa jenis energi diubah menjadi energi listrik. Dalam sumber arus mana pun, usaha dilakukan untuk memisahkan partikel bermuatan positif dan negatif yang terakumulasi di kutub sumber. Arus listrik adalah pergerakan partikel bermuatan (elektron, ion, dll) yang terarah (teratur), arah pergerakan partikel bermuatan positif diambil sebagai arah arus. Jika arus dihasilkan oleh partikel bermuatan negatif (misalnya elektron), maka arah arus dianggap berlawanan dengan arah gerak partikel.

Sejarah penciptaan sumber arus pertama

Sifat-sifat amber Thales of Miletus adalah orang pertama yang memperhatikan muatan listrik. Ia menemukan bahwa ambar, yang digosok dengan wol, memperoleh sifat menarik benda-benda kecil. Fosil resin pohon purba yang tumbuh di planet kita 38-120 juta tahun lalu.

Mesin Listrik Otto von Guericke Otto von Guericke menemukan mesin listrik pertama. Dia menuangkan belerang cair ke dalam bola kaca berongga, dan kemudian, ketika belerang mengeras, dia memecahkan kaca tersebut. Guericke kemudian memperkuat bola belerang tersebut agar bisa diputar dengan pegangan. Untuk mendapatkan muatan, bola perlu diputar dengan satu tangan, dan dengan tangan lainnya, tekan sepotong kulit ke bola tersebut. Gesekan tersebut meningkatkan tegangan bola ke nilai yang cukup untuk menghasilkan percikan api sepanjang beberapa sentimeter.

Leyden Jar Leyden jar adalah botol kaca yang dibungkus dengan foil di kedua sisinya. Ada batang logam di dalam toples. Sebuah stoples yang dihubungkan dengan pelat ke mesin listrik dapat mengakumulasi listrik dalam jumlah besar. Jika pelat-pelatnya dihubungkan dengan seutas kawat tebal, maka percikan api yang kuat akan melonjak pada titik korsleting, dan muatan listrik yang terkumpul akan langsung hilang. Hal ini memungkinkan diperolehnya arus listrik jangka pendek. Kemudian toples tersebut harus diisi kembali. Sekarang kita menyebut perangkat tersebut kapasitor listrik.

Unsur Galvani Luigi Galvani (1737-1798) adalah salah satu pendiri doktrin listrik; eksperimennya dengan listrik “hewan” meletakkan dasar bagi arah ilmiah baru - elektrofisiologi. Sebagai hasil percobaan dengan katak, Galvani mengemukakan adanya listrik dalam organisme hidup. Sel galvanik, baterai, dinamai menurut namanya.

Kolom Volta Alesandro Volta (1745 - 1827) - Fisikawan, ahli kimia dan fisiologi Italia, penemu sumber arus listrik searah. Sumber arus pertamanya adalah “kolom volta”. Volta secara bergantian menempatkan beberapa lusin lingkaran kecil seng dan perak di atas satu sama lain, menempatkan kertas yang dibasahi dengan air asin di antara keduanya.

Jenis utama sumber arus listrik Cahaya Termal Mekanik Elemen Termal Kimia Mesin Elektrofor Fotosel Sel Galvanik

Sumber arus hewan

Listrik di dalam organisme hidup Banyak tumbuhan mengalami kerusakan arus. Bagian daun dan batang selalu bermuatan negatif dibandingkan jaringan normal.

Hewan yang menghasilkan arus listrik Ikan pari listrik (sampai 220 V) Lele Amerika (sampai 360 V) Belut (sampai 1200 V)

Buah-buahan dan sayur-sayuran yang menghasilkan arus listrik. Buah-buahan dan sayuran dapat dibagi menjadi yang awalnya mengandung dan yang memperoleh keseimbangan intra-basa atau asam melalui proses oksidasi. Yang pertama termasuk buah jeruk (lemon) dan kentang. Dan untuk yang kedua, misalnya acar timun dan acar tomat.

Listrik atmosfer Ketika udara bergerak, berbagai aliran udara menjadi teraliri listrik akibat kontak. Satu bagian awan (atas) teraliri listrik positif, dan bagian lainnya (bawah) teraliri listrik negatif. Pada saat muatan awan menjadi besar, percikan listrik yang sangat kuat—petir—melompat di antara dua bagiannya yang dialiri arus listrik.

Bagian praktis

Baterai buatan sendiri Untuk membuat baterai buatan sendiri, kita membutuhkan alat dan bahan: Plat tembaga Plat seng Lemon, mentimun, soda, air, koin Voltmeter Kabel penghubung

Sel galvanik berbahan dasar jeruk nipis Menghasilkan arus listrik bertegangan

Sel galvanik dari acar timun pertama Menghasilkan arus listrik bertegangan

Sel galvanik dari mentimun kedua dan ketiga

Sebuah baterai yang terdiri dari dua buah acar mentimun menghasilkan arus listrik bertegangan

Sebuah baterai berisi tiga buah acar mentimun menghasilkan arus listrik bertegangan

Sebuah bola lampu disambungkan pada rantai tiga buah acar mentimun, rantai tersebut telah dirangkai, bola lampu tersebut menyala.

Baterai soda Menghasilkan arus listrik dengan tegangan

Baterai soda dua dan tiga sel

Sebuah bola lampu dihubungkan pada rangkaian tiga elemen soda. Rangkaian telah dirakit. Bola lampu menyala.

Baterai asin Menghasilkan arus listrik dengan tegangan

Kesimpulan Untuk mencapai tujuan pekerjaan ini, saya memecahkan masalah berikut: Jenis utama sumber arus listrik dipertimbangkan. 1. Sumber arus mekanis 2. Sumber arus termal 3. Sumber arus cahaya 4. Sumber arus kimia Mempelajari prinsip pengoperasian sumber arus. Saya membuat beberapa sumber dengan tangan saya sendiri. 1. Sel galvanik terbuat dari lemon. 2. Sel galvanik terbuat dari acar timun. 3. Baterai soda. 4. Baterai asin.

Bibliografi Abramov S.S.. Ensiklopedia Besar Cyril dan Mythodius. Wikipedia 2009 - ensiklopedia gratis. www. ru. wikipedia. organisasi. Julian Belanda. Ensiklopedia bergambar besar bagi para terpelajar. "Ekor Burung Walet" 2001; Kartsev V.P. Petualangan Persamaan Hebat. M.: Pendidikan, 2007

Dari mata kuliah fisika, semua orang mengetahui bahwa arus listrik berarti pergerakan partikel yang membawa muatan secara terarah dan teratur. Untuk memperolehnya, medan listrik dibentuk pada penghantar. Hal yang sama juga diperlukan agar arus listrik tetap ada dalam jangka waktu yang lama.

Sumber arus listrik dapat berupa:

statis;
bahan kimia;
mekanis;
semikonduktor.

Di masing-masingnya, pekerjaan dilakukan ketika partikel bermuatan berbeda dipisahkan, yaitu medan listrik dari sumber arus tercipta. Setelah terpisah, mereka menumpuk di kutub, di tempat sambungan konduktor. Ketika kutub dihubungkan oleh konduktor, partikel bermuatan mulai bergerak dan arus listrik dihasilkan.

Sumber arus listrik: penemuan mesin listrik

Hingga pertengahan abad ketujuh belas, menghasilkan arus listrik memerlukan banyak usaha. Pada saat yang sama, jumlah ilmuwan yang menangani masalah ini bertambah. Maka Otto von Guericke menemukan mesin listrik pertama di dunia. Dalam salah satu percobaan dengan belerang, belerang, yang dicairkan di dalam bola kaca berongga, mengeras dan memecahkan kaca. Guericke memperkuat bola agar bisa diputar. Dengan memutarnya dan menekan sepotong kulit, dia menerima percikan api. mempermudah perolehan listrik jangka pendek. Namun masalah yang lebih sulit diselesaikan hanya dengan pengembangan ilmu pengetahuan lebih lanjut.

Masalahnya adalah tuduhan Guericke dengan cepat hilang. Untuk menambah durasi pengisian, jenazah ditempatkan dalam wadah tertutup (botol kaca), dan bahan yang dialiri listrik adalah air dengan paku. Eksperimen ini dioptimalkan ketika kedua sisi botol dilapisi dengan bahan konduktif (misalnya lembaran foil). Hasilnya, mereka menyadari bahwa mereka dapat hidup tanpa air.

Kaki katak sebagai sumber arus

Metode lain untuk menghasilkan listrik pertama kali ditemukan oleh Luigi Galvani. Sebagai seorang ahli biologi, ia bekerja di laboratorium tempat mereka bereksperimen dengan listrik. Ia melihat bagaimana kaki katak yang mati berkontraksi ketika ia tereksitasi oleh percikan mesin. Namun suatu hari efek yang sama dicapai secara tidak sengaja ketika seorang ilmuwan menyentuhnya dengan pisau bedah baja.

Ia mulai mencari penyebab dari mana arus listrik itu berasal. Sumber arus listrik, menurut kesimpulan akhirnya, terletak di jaringan katak.

Orang Italia lainnya, Alessandro Volto, membuktikan ketidakkonsistenan sifat “katak” generasi saat ini. Diamati bahwa arus tertinggi terjadi ketika tembaga dan seng ditambahkan ke dalam larutan asam sulfat. Kombinasi ini disebut unsur galvanik atau kimia.

Namun menggunakan cara seperti itu untuk memperoleh EMF akan terlalu mahal. Oleh karena itu, para ilmuwan sedang mengerjakan metode mekanis lain untuk menghasilkan energi listrik.

Bagaimana cara kerja generator biasa?

Pada awal abad kesembilan belas, G.H. Oersted menemukan bahwa ketika arus melewati sebuah konduktor, timbul medan magnet. Dan beberapa saat kemudian, Faraday menemukan bahwa ketika garis-garis gaya medan ini berpotongan, sebuah ggl diinduksi ke dalam konduktor, yang menyebabkan arus. EMF berubah tergantung pada kecepatan gerakan dan konduktor itu sendiri, serta kekuatan medan. Ketika melintasi seratus juta garis gaya per detik, EMF yang diinduksi menjadi sama dengan satu Volt. Jelas bahwa konduksi manual dalam medan magnet tidak mampu menghasilkan arus listrik yang besar. Sumber arus listrik jenis ini terbukti jauh lebih efektif ketika melilitkan kawat pada kumparan besar atau memproduksinya dalam bentuk drum. Kumparan dipasang pada poros antara magnet dan air atau uap yang berputar. Sumber arus mekanis seperti itu melekat pada generator konvensional.

Tesla yang hebat

Ilmuwan brilian asal Serbia, Nikola Tesla, yang mengabdikan hidupnya pada bidang listrik, membuat banyak penemuan yang masih kita gunakan sampai sekarang. Motor listrik multifase, transmisi energi melalui arus bolak-balik multifase - ini bukanlah keseluruhan daftar penemuan ilmuwan besar.

Banyak yang yakin fenomena di Siberia yang disebut meteorit Tunguska itu sebenarnya disebabkan oleh Tesla. Namun mungkin salah satu penemuan paling misterius adalah trafo yang mampu menerima tegangan hingga lima belas juta volt. Yang tidak biasa adalah struktur dan perhitungannya, yang bertentangan dengan hukum yang ada. Namun pada masa itu mereka mulai mengembangkan teknologi vakum, yang tidak ada ambiguitasnya. Oleh karena itu, penemuan ilmuwan tersebut sempat terlupakan untuk sementara waktu.

Namun saat ini, dengan munculnya teori fisika, minat terhadap karyanya telah diperbarui. Eter diakui sebagai gas, yang tunduk pada semua hukum mekanika gas. Dari sanalah Tesla yang hebat memperoleh energinya. Perlu dicatat bahwa teori eterik sangat umum di masa lalu di antara banyak ilmuwan. Hanya dengan munculnya SRT - teori relativitas khusus Einstein, di mana ia menyangkal keberadaan eter - teori tersebut dilupakan, meskipun teori umum yang dirumuskan kemudian tidak menantangnya.

Namun untuk saat ini mari kita membahas lebih detail tentang arus listrik dan perangkat yang ada di mana-mana saat ini.

Pengembangan perangkat teknis - sumber saat ini

Perangkat tersebut digunakan untuk mengubah berbagai jenis energi menjadi energi listrik. Terlepas dari kenyataan bahwa metode fisik dan kimia untuk menghasilkan energi listrik telah ditemukan sejak lama, metode tersebut baru tersebar luas pada paruh kedua abad ke-20, ketika elektronik radio mulai berkembang pesat. Lima pasang galvanik asli dilengkapi dengan 25 jenis lainnya. Dan secara teoritis, terdapat beberapa ribu pasangan galvanik, karena energi bebas dapat diwujudkan pada zat pengoksidasi dan pereduksi apa pun.

Sumber arus fisik

Sumber arus fisik mulai berkembang beberapa saat kemudian. Teknologi modern membuat tuntutan semakin ketat, dan generator termal dan termionik industri berhasil mengatasi tugas yang semakin meningkat. Sumber arus fisik adalah perangkat di mana energi termal, elektromagnetik, mekanik dan radiasi serta peluruhan nuklir diubah menjadi energi listrik. Selain yang disebutkan di atas, ini juga termasuk mesin listrik dan generator MHD, serta yang digunakan untuk mengubah radiasi matahari dan peluruhan atom.

Untuk menjamin arus listrik pada penghantar tidak hilang, diperlukan sumber luar untuk menjaga beda potensial pada ujung-ujung penghantar. Untuk tujuan ini, terdapat sumber energi yang mempunyai perbedaan potensial untuk diciptakan dan dipelihara. GGL sumber arus listrik diukur dengan usaha yang dilakukan ketika memindahkan muatan positif melalui rangkaian tertutup.

Hambatan di dalam sumber arus mencirikannya secara kuantitatif, menentukan jumlah energi yang hilang ketika melewati sumber tersebut.

Daya dan efisiensi sama dengan rasio tegangan pada rangkaian listrik eksternal terhadap ggl.

Sumber arus kimia

Sumber arus kimia dalam rangkaian listrik EMF adalah perangkat dimana energi reaksi kimia diubah menjadi energi listrik.

Hal ini didasarkan pada dua elektroda: zat pereduksi bermuatan negatif dan zat pengoksidasi bermuatan positif, yang bersentuhan dengan elektrolit. Perbedaan potensial, EMF, terjadi di antara elektroda.

Perangkat modern sering menggunakan:

sebagai zat pereduksi - timbal, kadmium, seng dan lain-lain;
oksidator - nikel hidroksida, timbal oksida, mangan dan lainnya;
elektrolit - larutan asam, basa atau garam.

Elemen kering yang terbuat dari seng dan mangan banyak digunakan. Sebuah bejana seng (memiliki elektroda negatif) diambil. Elektroda positif dengan campuran mangan dioksida dan karbon atau bubuk grafit ditempatkan di dalamnya, yang mengurangi resistensi. Elektrolitnya adalah pasta amonia, pati dan komponen lainnya.

Baterai asam timbal paling sering merupakan sumber arus kimia sekunder dalam rangkaian listrik, yang memiliki daya tinggi, pengoperasian stabil, dan biaya rendah. Baterai jenis ini digunakan di berbagai bidang. Mereka sering kali lebih disukai untuk baterai starter, yang sangat berharga dalam mobil, di mana mereka umumnya mempunyai monopoli.

Baterai umum lainnya terdiri dari besi (anoda), nikel oksida hidrat (katoda) dan elektrolit - larutan kalium atau natrium dalam air. Bahan aktif ditempatkan dalam tabung baja berlapis nikel.

Penggunaan spesies ini menurun setelah kebakaran pabrik Edison pada tahun 1914. Namun jika kita bandingkan karakteristik baterai jenis pertama dan kedua, ternyata umur baterai besi-nikel bisa berkali-kali lipat lebih lama dibandingkan baterai timbal-asam.

Generator DC dan AC

Generator merupakan suatu alat yang bertujuan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Generator arus searah yang paling sederhana dapat dibayangkan sebagai suatu kerangka konduktor, yang ditempatkan di antara kutub magnet, dan ujung-ujungnya dihubungkan ke setengah cincin terisolasi (kolektor). Agar perangkat berfungsi, perlu untuk memastikan rotasi bingkai dengan kolektor. Kemudian arus listrik akan diinduksi di dalamnya, mengubah arahnya di bawah pengaruh garis gaya magnet. Ini akan masuk ke sirkuit eksternal dalam satu arah. Ternyata kolektor akan menyearahkan arus bolak-balik yang dihasilkan oleh frame. Untuk mencapai arus konstan, kolektor dibuat dari tiga puluh enam pelat atau lebih, dan konduktor terdiri dari banyak kerangka dalam bentuk belitan jangkar.

Mari kita perhatikan apa tujuan dari sumber arus pada suatu rangkaian listrik. Mari kita cari tahu apa saja sumber terkini yang ada.

arus, kekuatan arus, sumber arus

Rangkaian listrik terdiri dari sumber arus yang bersama-sama dengan benda lain menciptakan jalur arus. Dan konsep EMF, arus dan tegangan mengungkapkan proses elektromagnetik yang terjadi selama proses ini.

Rangkaian listrik paling sederhana terdiri dari sumber arus (baterai, sel galvanik, generator, dll), konsumen energi motor listrik, dll), serta kabel yang menghubungkan terminal sumber tegangan dan konsumen.

Suatu rangkaian listrik mempunyai bagian internal (sumber listrik) dan eksternal (kabel, saklar dan pemutus arus, alat ukur).

Ini hanya akan berfungsi dan memiliki nilai positif jika sirkuit tertutup dipastikan. Setiap pemutusan menyebabkan arus berhenti mengalir.

Suatu rangkaian listrik terdiri dari sumber arus berupa sel galvanik, baterai listrik, elektromekanikal dan fotosel, dan lain sebagainya.

Motor listrik yang mengubah energi menjadi energi mekanik, alat penerangan dan pemanas, instalasi elektrolisis, dan sebagainya bertindak sebagai penerima listrik.

Peralatan bantu meliputi perangkat yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan, alat ukur dan mekanisme pelindung.

Semua komponen dibagi menjadi:

aktif (di mana rangkaian listrik terdiri dari sumber arus EMF, motor listrik, baterai, dan sebagainya);
pasif (yang mencakup penerima listrik dan kabel penghubung).

Sirkuitnya juga bisa berupa:

linier, dimana hambatan suatu unsur selalu bercirikan garis lurus;
nonlinier, dimana resistansi bergantung pada tegangan atau arus.

Berikut adalah diagram paling sederhana dimana sumber arus, kunci, lampu listrik, dan rheostat disertakan dalam rangkaian.

Meskipun perangkat teknis tersebut semakin banyak digunakan, terutama baru-baru ini, semakin banyak orang yang mengajukan pertanyaan tentang pemasangan sumber energi alternatif.

Berbagai sumber energi listrik

Sumber arus listrik apa lagi yang ada? Bukan hanya matahari, angin, daratan, dan pasang surut. Mereka telah menjadi sumber listrik alternatif resmi.

Harus dikatakan bahwa ada banyak sumber alternatif. Hal ini tidak umum karena belum praktis dan nyaman. Tapi, siapa tahu, mungkin masa depan hanya milik mereka.

Jadi, energi listrik bisa diperoleh dari air asin. Pembangkit listrik yang menggunakan teknologi ini telah dibuat di Norwegia.

Pembangkit listrik juga dapat beroperasi pada sel bahan bakar dengan elektrolit oksida padat.

Generator piezoelektrik diketahui menerima energi berkat energi kinetik (jalan setapak, polisi tidur, pintu putar, dan bahkan lantai dansa sudah ada dengan teknologi ini).

Ada juga nanogenerator yang bertujuan untuk mengubah energi dalam tubuh manusia itu sendiri menjadi energi listrik.

Apa pendapat Anda tentang ganggang yang digunakan untuk memanaskan rumah, pedang sepak bola yang menghasilkan energi listrik, sepeda yang dapat mengisi daya gadget, dan bahkan kertas cincang halus yang digunakan sebagai sumber arus?

Prospek yang sangat besar tentu saja terletak pada pengembangan energi vulkanik.

Semua ini adalah kenyataan saat ini, yang sedang diteliti oleh para ilmuwan. Ada kemungkinan bahwa beberapa di antaranya akan segera menjadi fenomena yang lumrah, seperti listrik di rumah-rumah saat ini.

Atau mungkin seseorang akan mengungkap rahasia ilmuwan Nikola Tesla, dan umat manusia akan dapat dengan mudah memperoleh listrik dari eter?

Artikel ini akan menjelaskan cara-cara menghasilkan arus listrik, jenis-jenisnya, kelebihan dan kekurangannya. Secara umum, sumber arus dapat dibagi menjadi mekanik, kimia dan menggunakan transformasi fisik lainnya.

Sumber arus kimia

Sumber arus kimia mengubah reaksi kimia oksidator dan peredam menjadi ggl. Sumber arus kimia pertama ditemukan oleh Alessandro Volta pada tahun 1800. Selanjutnya, penemuannya disebut "Elemen Volta". Elemen volta yang dihubungkan ke baterai vertikal membentuk kolom volta.

Pada tahun 1859, fisikawan Perancis Gston Plante menemukan baterai timbal-asam. Itu terdiri dari pelat timah yang ditempatkan dalam asam sulfat. Baterai jenis ini masih banyak digunakan, misalnya pada mobil.

Pada tahun 1965, ahli kimia Perancis J. Leclanche mengusulkan suatu unsur yang terdiri dari cangkir seng dengan larutan amonium klorida, di mana aglomerat oksida mangan dengan konduktor karbon ditempatkan. Elemen ini menjadi nenek moyang baterai garam modern.

Semua unsur kimia didasarkan pada 2 elektroda. Salah satunya adalah zat pengoksidasi, dan yang lainnya adalah zat pereduksi, keduanya bersentuhan dengan elektrolit. EMF terjadi di antara elektroda. Di anoda, zat pereduksi dioksidasi; elektron melewati sirkuit eksternal ke katoda dan berpartisipasi dalam reaksi reduksi zat pengoksidasi. Dengan demikian, aliran elektron melewati rangkaian luar dari kutub negatif ke kutub positif. Timbal digunakan sebagai zat pereduksi. kadmium, seng dan logam lainnya. Agen pengoksidasi - oksida timbal, oksida mangan, nikel hidroksida dan lain-lain. Sebagai elektrolit, larutan basa, asam dan garam digunakan.

Ada juga sel bahan bakar di mana zat pengoksidasi dan zat pereduksi disuplai secara eksternal. Contohnya adalah sel bahan bakar hidrogen-oksigen, yang bekerja dengan prinsip yang sama seperti elektroliser, hanya saja sebaliknya - hidrogen dan oksigen disuplai ke pelat, dan listrik dihasilkan oleh reaksi kombinasi keduanya menjadi air.

Sumber arus mekanis

Sumber arus mekanik meliputi semua sumber yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Biasanya transformasi langsung tidak digunakan, tetapi melalui energi lain, biasanya magnetis. Misalnya, medan magnet berputar dalam generator - diciptakan oleh magnet, atau tereksitasi, bekerja pada belitan sehingga menciptakan EMF.

E.H. Lenz menemukan pada tahun 1833 bahwa motor listrik dengan magnet permanen dapat menghasilkan listrik jika rotornya diputar. Sebagai bagian dari komisi pengujian motor listrik Jacobi, ia secara eksperimental membuktikan reversibilitas motor listrik. Belakangan diketahui bahwa energi yang dihasilkan generator dapat digunakan untuk menggerakkan elektromagnetnya sendiri.

Generator pertama dibangun pada tahun 1832 oleh penemu asal Paris, Pixin bersaudara. Generator menggunakan magnet permanen, yang putarannya menghasilkan EMF pada belitan terdekat. Pada tahun 1843, Emil Stehrer juga membangun generator yang terdiri dari 3 magnet dan 6 kumparan. Semua generator awal menggunakan magnet permanen. Kemudian (1851-1867) elektromagnet digunakan, ditenagai oleh generator magnet permanen bawaan. Mesin seperti itu diciptakan oleh Henry Wilde pada tahun 1863.

Metode yang tidak terpakai tetapi masih ada yang menggunakan piezoceramics juga dapat diklasifikasikan sebagai mekanis. Emitor piezo juga bersifat reversibel dan dapat menghasilkan energi di bawah pengaruh mekanis.

Sumber listrik lainnya

Sumber tenaga non-mekanis yang paling umum digunakan saat ini adalah baterai surya. Baterai surya secara langsung mengubah cahaya menjadi listrik dengan melumpuhkan elektron pada sambungan pn dengan energi foton. Sel surya yang paling umum digunakan adalah berbahan dasar silikon. Mereka diproduksi dengan mendoping semikonduktor yang sama dengan berbagai pengotor untuk membuat sambungan np.

Selain itu, dalam kondisi lapangan, elemen Peltier juga sering digunakan. Elemen Peltier menciptakan perbedaan suhu ketika arus listrik mengalir. Efek sebaliknya, efek Seebeck, digunakan untuk menghasilkan arus listrik ketika perbedaan suhu diterapkan pada suatu elemen. Karena penggunaan konduktor yang berbeda, suhu masing-masing konduktor berbeda, yang menyebabkan aliran elektron dari konduktor yang lebih panas ke konduktor yang kurang panas.

Sumber saat ini, perangkat yang mengubah berbagai jenis energi menjadi listrik. Berdasarkan jenis energi yang dikonversi, sumber energi dibedakan menjadi kimia dan fisika. Informasi tentang baterai kimia pertama (sel galvanik dan baterai) berasal dari abad ke-19. (misalnya baterai Volta, sel Leclanche). Namun, hingga tahun 40-an. abad ke-20 Di dunia, tidak lebih dari 5 jenis pasangan galvanik telah dikembangkan dan diimplementasikan dalam desain. Sejak pertengahan 40-an. Sebagai hasil dari perkembangan elektronik radio dan meluasnya penggunaan generator listrik otonom, sekitar 25 jenis pasangan galvanik telah tercipta. Secara teoritis, energi bebas reaksi kimia dari hampir semua zat pengoksidasi dan zat pereduksi dapat diwujudkan dalam energi listrik, dan oleh karena itu, penerapan beberapa ribu pasangan galvanik dimungkinkan. Prinsip pengoperasian sebagian besar teknologi elektronik fisik telah dikenal pada abad ke-19. Selanjutnya, karena perkembangan dan peningkatan yang pesat, turbogenerator dan hidrogenerator menjadi sumber listrik industri utama. Teknologi fisik berdasarkan prinsip lain menerima perkembangan industri hanya pada tahun 50an dan 60an. Abad ke-20, hal ini disebabkan oleh meningkatnya kebutuhan teknologi modern yang semakin spesifik. Di tahun 60an negara-negara maju secara teknis sudah memiliki sampel industri termogenerator, generator termionik (USSR, Jerman, AS), baterai nuklir

Sumber arus kimia Merupakan kebiasaan untuk menyebut perangkat yang menghasilkan arus listrik menggunakan energi reaksi redoks reagen kimia. Sesuai dengan skema operasi dan kemampuan menyuplai energi ke jaringan listrik, generator kimia dibagi menjadi generator primer, sekunder, dan cadangan, serta generator elektrokimia.

Sumber arus fisik adalah perangkat yang mengubah energi panas, mekanik, elektromagnetik, serta energi radiasi dan peluruhan nuklir menjadi energi listrik. Sesuai dengan klasifikasi yang paling umum digunakan, generator fisik meliputi: generator mesin listrik, generator termoelektrik, konverter termionik, generator MHD, serta generator yang mengubah energi radiasi matahari dan peluruhan atom.

Untuk menjaga arus listrik pada suatu penghantar diperlukan sumber energi luar yang selalu menjaga beda potensial pada ujung-ujung penghantar tersebut.
Sumber energi yang demikian inilah yang disebut dengan sumber arus listrik, yang mempunyai gaya gerak listrik tertentu yang menimbulkan dan mempertahankan beda potensial pada ujung-ujung penghantar dalam waktu yang lama.

Secara numerik, gaya gerak listrik diukur dengan usaha yang dilakukan oleh sumber energi listrik ketika mentransfer muatan positif tunggal melalui rangkaian tertutup.

Jika sumber energi, yang melakukan usaha A, menjamin perpindahan muatan q sepanjang rangkaian tertutup, maka gaya gerak listriknya (E) akan sama dengan

Resistansi internal dari sumber arus- sifat kuantitatif suatu sumber arus, yang menentukan besarnya kehilangan energi ketika melewati sumber arus listrik.
Resistansi internal memiliki dimensi resistansi dan diukur dalam Ohm.
Ketika arus listrik melewati suatu sumber, proses disipasi energi yang sama terjadi seperti ketika arus listrik melewati hambatan beban. Berkat proses ini, tegangan pada terminal sumber arus tidak sama dengan gaya gerak listrik, tetapi bergantung pada besarnya arus, dan akibatnya, pada beban. Pada nilai arus yang kecil, ketergantungan ini linier dan dapat direpresentasikan dalam bentuk

8) Kekuatan dan efisiensi sumber sama dengan perbandingan tegangan pada rangkaian luar dengan besarnya ggl. Tenaga listrik- besaran fisis yang mencirikan kecepatan transmisi atau konversi energi listrik. Daya bersih bervariasi tergantung pada hambatan eksternal dengan cara yang lebih kompleks. Memang, Puseful = 0 pada nilai resistansi eksternal yang ekstrim: pada R = 0 dan R®¥. Dengan demikian, daya berguna maksimum harus terjadi pada nilai resistansi eksternal antara.

9) Sumber arus kimia (abbr. MEMUKUL) merupakan sumber EMF dimana energi reaksi kimia yang terjadi di dalamnya langsung diubah menjadi energi listrik.

Prinsip pengoperasian: Sumber arus kimia didasarkan pada dua elektroda (anoda bermuatan negatif yang mengandung zat pereduksi dan katoda bermuatan positif yang mengandung zat pengoksidasi) yang bersentuhan dengan elektrolit. Perbedaan potensial terjadi antara elektroda - gaya gerak listrik yang sesuai dengan energi bebas reaksi redoks. Tindakan sumber arus kimia didasarkan pada terjadinya proses yang terpisah secara spasial dalam rangkaian eksternal tertutup: pada anoda negatif, zat pereduksi dioksidasi, elektron bebas yang dihasilkan melewati rangkaian eksternal ke katoda positif, menciptakan arus pelepasan. , di mana mereka berpartisipasi dalam reaksi reduksi zat pengoksidasi. Jadi, aliran elektron bermuatan negatif melalui rangkaian luar berpindah dari anoda ke katoda, yaitu dari elektroda negatif (kutub negatif sumber arus kimia) ke positif. Hal ini berhubungan dengan aliran arus listrik searah dari kutub positif ke kutub negatif, karena arah arus bertepatan dengan arah pergerakan muatan positif dalam penghantar.

Sumber arus kimia modern menggunakan:

· sebagai zat pereduksi (bahan anoda) - timbal Pb, kadmium Cd, seng Zn dan logam lainnya;

· sebagai oksidator (bahan katoda) - timbal(IV) oksida PbO 2, nikel hidroksida NiOOH, mangan(IV) oksida MnO 2 dan lain-lain;

· sebagai elektrolit - larutan basa, asam atau garam.

2) Unsur kering mangan-seng (MC) dengan depolarisasi mangan dioksida telah tersebar luas.
Sel kering tipe cangkir (Gbr. 3) memiliki wadah seng berbentuk persegi panjang atau silinder, yang merupakan elektroda negatif. Elektroda positif berupa karbon ditempatkan di dalamnya.
tongkat atau piring, yang terletak di dalam kantong berisi campuran mangan dioksida dengan batu bara atau bubuk grafit. Karbon atau grafit ditambahkan untuk mengurangi resistensi. Batang karbon dan kantong dengan massa depolarisasi disebut aglomerat. Pasta yang terdiri dari amonia (NH4Cl), pati dan beberapa zat lain digunakan sebagai elektrolit. Untuk elemen cangkir, terminal pusatnya adalah kutub positif.

Baterai asam timbal adalah sumber daya kimia sekunder yang paling umum, memiliki daya yang relatif tinggi dikombinasikan dengan keandalan dan biaya yang relatif rendah. Baterai ini memiliki berbagai kegunaan praktis. Popularitas dan skala produksinya yang luas berasal dari baterai starter yang ditujukan untuk berbagai kendaraan dan, yang terpenting, mobil. Di kawasan ini, posisi monopoli mereka stabil dan bertahan lama. Sebagian besar baterai stasioner dan sebagian besar baterai pengangkutan dilengkapi dengan baterai timbal. Baterai timbal-asam berhasil bersaing dengan baterai traksi alkaline.

Baterai Lezo-nikel adalah sumber arus kimia sekunder dengan besi sebagai anoda, elektrolitnya adalah larutan natrium atau kalium hidroksida (dengan aditif litium hidroksida), dan katodanya adalah nikel(III) oksida hidrat.

Bahan aktifnya terkandung dalam tabung baja berlapis nikel atau kantong berlubang. Dalam hal biaya dan konsumsi energi spesifik, baterai ini mendekati baterai lithium-ion, dan dalam hal self-discharge, efisiensi, dan voltase - dengan baterai NiMH. Ini adalah baterai yang cukup tahan lama, tahan terhadap penanganan yang kasar (pengisian daya berlebih, pengosongan dalam, korsleting, dan guncangan termal) dan memiliki masa pakai yang sangat lama.

Penggunaannya telah menurun sejak kebakaran pabrik/lab Edison menghentikan produksinya pada tahun 1914, karena kinerja baterai yang buruk pada suhu rendah, retensi muatan yang buruk, dan biaya produksi yang tinggi sebanding dengan baterai timbal-asam bersegel terbaik dan biayanya mencapai 1/2. baterai NiMH. Namun, karena kenaikan harga timbal dalam beberapa tahun terakhir, yang menyebabkan harga baterai timbal meningkat secara signifikan, harga hampir menjadi sama.

Saat membandingkan baterai dengan baterai timbal-asam, harus diingat bahwa pelepasan operasional yang diizinkan dari baterai timbal-asam beberapa kali lebih kecil dari kapasitas penuh teoritis, dan baterai besi-nikel sangat dekat dengannya. Oleh karena itu, kapasitas operasional aktual baterai besi-nikel, dengan kapasitas penuh teoretis yang sama, bisa beberapa kali lipat (tergantung mode) lebih besar dibandingkan baterai timbal-asam.

10) Generator listrik arus searah dan bolak-balik.

Mesin yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator.
Generator arus searah yang paling sederhana (Gbr. 1) adalah kerangka konduktor yang ditempatkan di antara kutub magnet, yang ujung-ujungnya dihubungkan ke setengah cincin berinsulasi yang disebut pelat kolektor. Sikat positif dan negatif ditekan pada setengah cincin (kolektor), yang ditutup oleh sirkuit eksternal melalui bola lampu. Agar generator dapat beroperasi, rangka konduktor dengan kolektor harus diputar. Sesuai dengan aturan tangan kanan, ketika rangka konduktor dengan kolektor berputar, arus listrik akan diinduksi di dalamnya, berubah arahnya setiap setengah putaran, karena garis gaya magnet di setiap sisi rangka akan berpotongan. dalam satu arah atau yang lain. Pada saat yang sama, setiap setengah putaran, kontak ujung konduktor rangka dan setengah cincin komutator dengan sikat generator berubah. Arus akan mengalir ke rangkaian luar dalam satu arah, hanya berubah nilainya dari 0 hingga maksimum. Jadi, kolektor pada generator berfungsi untuk menyearahkan arus bolak-balik yang dihasilkan oleh rangka. Agar arus listrik tidak hanya konstan arahnya, tetapi juga besarnya (kurang lebih konstan besarnya), kolektor dibuat dari banyak (36 atau lebih) pelat, dan konduktor terdiri dari banyak bingkai atau bagian yang dibuat di bentuk belitan jangkar.

Beras. 1. Diagram generator arus searah paling sederhana: 1 - setengah cincin atau pelat kolektor; I - bingkai konduktor; 3 - sikat generator

Struktur dasar generator arus bolak-balik paling sederhana ditunjukkan pada Gambar. 4. Pada generator ini, ujung-ujung rangka konduktor dihubungkan ke cincinnya masing-masing, dan sikat generator ditekan pada cincin tersebut. Kuas ditutup oleh sirkuit eksternal melalui bola lampu. Ketika rangka dengan cincin berputar dalam medan magnet, generator akan menghasilkan arus bolak-balik yang besar dan arahnya berubah setiap setengah putaran. Arus bolak-balik ini disebut satu fasa. Dalam teknologi, generator tiga-