Kas vyksta elektros srovės šaltinyje. Elektros srovė, elektros srovės šaltiniai: apibrėžimas ir esmė. Iš išradimų istorijos

Pratarmė.

Kas yra elektros srovė ir ko reikia jos atsiradimui ir egzistavimui tiek, kiek mums reikia?

Žodis „srovė“ reiškia kažko judėjimą ar tėkmę. Elektros srovė yra tvarkingas (kryptinis) įkrautų dalelių judėjimas. Norėdami gauti elektros srovę laidininke, turite sukurti jame elektrinį lauką. Kad elektros srovė laidininke egzistuotų ilgą laiką, reikia visą šį laiką palaikyti jame elektrinį lauką. Laidininkuose sukuriamas elektrinis laukas, kurį galima išlaikyti ilgą laiką elektros srovės šaltiniai . Šiuo metu žmonija naudoja keturis pagrindinius srovės šaltinius: statinį, cheminį, mechaninį ir puslaidininkinius (saulės baterijas), tačiau kiekviename iš jų dirbama atskiriant teigiamai ir neigiamai įkrautas daleles. Atskiros dalelės kaupiasi srovės šaltinio poliuose, taip vadinamos vietos, prie kurių laidininkai prijungiami naudojant gnybtus ar spaustukus. Vienas srovės šaltinio polius įkraunamas teigiamai, kitas – neigiamai. Jei polius jungia laidininkas, tada, veikiant laukui, laisvai įkrautos dalelės laidininke judės ir atsiras elektros srovė.

Elektra.

Elektros srovės šaltiniai.

Iki 1650 m., kai Europoje kilo didelis susidomėjimas elektra, nebuvo žinomas būdas lengvai gauti didelius elektros krūvius. Didėjant elektros tyrimais besidominčių mokslininkų skaičiui, galima tikėtis, kad bus sukurti vis paprastesni ir efektyvesni elektros krūvių generavimo būdai.

Otto von Guericke išrado pirmąją elektrinę mašiną. Išlydytą sierą jis supylė į tuščiavidurį stiklo rutulį, o tada, kai siera sukietėjo, išdaužė stiklą, nesuvokdamas, kad pats stiklo rutulys gali taip pat pasitarnauti jo tikslams. Tada Guericke sustiprino sieros rutulį, kaip parodyta 1 pav., kad jį būtų galima pasukti rankena. Norint gauti krūvį, reikėjo viena ranka pasukti rutulį, o kita prispausti prie jo odos gabalėlį. Trintis padidino kamuoliuko potencialą iki vertės, kurios pakaktų kelių centimetrų ilgio kibirkštims sukurti.

Ši mašina buvo skausminga

puiki pagalba eksperimentuojant

nom studijuoja elektrą, bet

dar sunkesnės užduotys „išlaikyti

elektros energijos tiekimas ir rezervas

kaliniai buvo išspręsti

tik dėka to, kas seka

fizikos pažanga. Faktas yra tas, kad galingas įkrauna tai

gali būti sukurti ant kūnų naudojant elektrostatinį krūvį

Guericke automobiliai greitai dingo. Iš pradžių manyta, kad to priežastis – įkrovų „išgaravimas“. Apsaugoti

Krūviams „išgarinti“ buvo pasiūlyta įkrautus kūnus uždengti uždaruose induose, pagamintuose iš izoliacinės medžiagos. Natūralu, kad kaip tokie indai buvo pasirinkti stikliniai buteliai, o kaip elektrifikuota medžiaga – vanduo, nes jį buvo lengva supilti į butelius. Kad būtų galima įkrauti vandenį neatidarius butelio, pro kamštį buvo perkelta vinis. Idėja buvo gera, tačiau dėl tuo metu nežinomų priežasčių įrenginys taip gerai neveikė. Dėl intensyvių eksperimentų netrukus buvo išsiaiškinta, kad sukauptą krūvį ir kartu elektros smūgio jėgą galima smarkiai padidinti, jei butelis iš vidaus ir išorės būtų padengtas laidžia medžiaga, pavyzdžiui, plonais folijos lakštais. Be to, jei sujungsite vinį naudodami gerą laidininką su metalo sluoksniu buteliuko viduje, paaiškės, kad galite visiškai apsieiti be vandens. Ši nauja elektros „saugykla“ buvo išrasta 1745 m. Olandijos mieste Leidene ir vadinosi Leyden jar (2 pav.).

Pirmasis, kuris atrado kitokią galimybę gauti elektros energiją nei elektrifikuojant trinties būdu, buvo italų mokslininkas Luigi Galvani (1737–1798). Pagal profesiją jis buvo biologas, bet dirbo laboratorijoje, kurioje buvo atliekami eksperimentai su elektra. Galvani atrado reiškinį, kuris buvo žinomas daugeliui iki jo; tai sudarė tai, kad jei negyvos varlės kojos nervą sužadino elektros mašinos kibirkštis, tada visa koja pradėjo trauktis. Tačiau vieną dieną Galvani pastebėjo, kad letena pradėjo judėti, kai tik plieninis skalpelis liečiasi su letenos nervu. Labiausiai nustebino tai, kad tarp elektros mašinos ir skalpelio nebuvo kontakto. Šis nuostabus atradimas privertė Galvani atlikti daugybę eksperimentų, kad nustatytų elektros srovės priežastį. Vieną iš eksperimentų atliko Galvani, siekdamas išsiaiškinti, ar tokius pat judesius letenoje sukelia žaibo elektra. Norėdami tai padaryti, Galvani pakabino keletą varlių kojų ant žalvarinių kabliukų geležiniais strypais uždengtame lange. Ir jis, priešingai nei tikėjosi, nustatė, kad letenų susitraukimai įvyksta bet kuriuo metu, nepaisant oro sąlygų. Netoliese elektrinė mašina ar kitas elektros šaltinis pasirodė nereikalingas. Galvani taip pat nustatė, kad vietoj geležies ir žalvario galima naudoti bet kokius du skirtingus metalus, o vario ir cinko derinys sukėlė ryškiausią reiškinį. Stiklas, guma, derva, akmuo ir sausa mediena neturėjo jokio poveikio. Taigi srovės kilmė vis dar liko paslaptis. Kur atsiranda srovė – tik varlės kūno audiniuose, tik skirtinguose metaluose, ar metalų ir audinių derinyje? Deja, Galvani padarė išvadą, kad srovė kyla tik iš varlės kūno audinių. Dėl to jo amžininkams „gyvūnų elektros“ sąvoka ėmė atrodyti daug tikresnė nei bet kokios kitos kilmės elektros.

Kitas italų mokslininkas Alessandro Volta (1745-1827) pagaliau įrodė, kad jei varlių kojeles dedate į tam tikrų medžiagų vandeninius tirpalus, galvaninė srovė varlės audiniuose neatsiranda. Tai ypač pasakytina apie šaltinį arba apskritai švarų vandenį; ši srovė atsiranda, kai į vandenį pridedama rūgščių, druskų ar šarmų. Matyt, didžiausia srovė susidarė vario ir cinko derinyje, įdėtame į praskiestą sieros rūgšties tirpalą. Dviejų skirtingų metalų plokščių, panardintų į vandeninį šarmo, rūgšties ar druskos tirpalą, derinys vadinamas galvaniniu (arba cheminiu) elementu.

Jei elektrovaros jėgai gauti būtų tik trintis ir cheminiai procesai galvaniniuose elementuose, tai elektros energijos, reikalingos įvairioms mašinoms valdyti, kaina būtų itin didelė. Dėl daugybės eksperimentų įvairių šalių mokslininkai padarė atradimų, kurie leido sukurti mechanines elektros mašinas, gaminančias palyginti pigią elektros energiją.

XIX amžiaus pradžioje Hansas Christianas Oerstedas atrado visiškai naują elektrinį reiškinį, kurį sudaro tai, kad srovei einant per laidininką aplink jį susidaro magnetinis laukas. Po kelerių metų, 1831 m., Faradėjus padarė dar vieną atradimą, savo reikšme prilygstantį Oerstedo atradimui. Faradėjus atrado, kad kai judantis laidininkas kerta magnetinio lauko linijas, laidininke indukuojama elektrovaros jėga, sukeldama srovę grandinėje, kurioje yra laidininkas. Sukeltas EML kinta tiesiogiai proporcingai judėjimo greičiui, laidininkų skaičiui ir magnetinio lauko stiprumui. Kitaip tariant, indukuota emf yra tiesiogiai proporcinga jėgos linijų, kurias laidininkas kerta per laiko vienetą, skaičiui. Kai laidininkas kerta 100 000 000 jėgos linijų per 1 sekundę, indukuota emf yra lygi 1 voltui. Rankiniu būdu perkeliant vieną laidininką arba vielos ritę magnetiniame lauke, negalima gauti didelių srovių. Veiksmingesnis būdas yra suvynioti vielą ant didelės ritės arba padaryti iš ritės būgną. Tada ritė montuojama ant veleno, esančio tarp magneto polių, ir sukama vandens arba garų jėga. Iš esmės taip veikia elektros srovės generatorius, priklausantis mechaniniams elektros srovės šaltiniams ir šiuo metu aktyviai naudojamas žmonijos.
Žmonės saulės energiją naudoja nuo seniausių laikų. Dar 212 m.pr.Kr. e. Sukoncentruotų saulės spindulių pagalba jie įžiebė šventąją ugnį prie šventyklų. Pasak legendos, maždaug tuo pačiu metu graikų mokslininkas Archimedas, gindamas savo gimtąjį miestą, padegė Romos laivyno laivų bures.

Saulė yra termobranduolinis reaktorius, esantis 149,6 milijono km atstumu nuo Žemės, skleidžiantis energiją, kuri Žemę pasiekia daugiausia elektromagnetinės spinduliuotės pavidalu. Didžiausia saulės spinduliuotės energijos dalis yra sutelkta matomoje ir infraraudonojoje spektro dalyse. Saulės spinduliuotė yra neišsenkantis atsinaujinantis aplinkai nekenksmingos energijos šaltinis. Nedarant žalos ekologinei aplinkai gali būti panaudota 1,5% visos ant žemės krentančios saulės energijos, t.y. 1,62 * 10 16 kilovatvalandžių per metus, o tai prilygsta didžiuliam standartinio kuro kiekiui - 2 * 10 12 tonų.

Dizainerių pastangos juda fotoelementų naudojimo keliu, kad saulės energija būtų tiesiogiai paverčiama elektros energija. Fotokonverteriai, dar vadinami saulės kolektoriais, susideda iš kelių nuosekliai arba lygiagrečiai sujungtų fotoelementų. Jei keitiklis turi įkrauti bateriją, kuri maitintų, pavyzdžiui, radijo įrenginį debesuotu metu, tai jis jungiamas lygiagrečiai su saulės baterijos gnybtais (3 pav.). Saulės baterijose naudojami elementai turi turėti aukštą efektyvumą, palankias spektrines charakteristikas, mažą kainą, paprastą dizainą ir mažą svorį. Deja, tik keli iš šiandien žinomų fotoelementų bent iš dalies atitinka šiuos reikalavimus. Tai visų pirma kai kurie puslaidininkinių fotoelementų tipai. Paprasčiausias iš jų yra selenas. Deja, geriausių seleno fotoelementų efektyvumas yra mažas (0,1...1%).

Saulės baterijų pagrindas yra silicio fotokeitikliai, kurie yra apvalių arba stačiakampių plokščių, kurių storis 0,7–1 mm ir plotas iki 5–8 kv.cm. Patirtis parodė, kad maži elementai, kurių plotas yra apie 1 kvadratinis metras, duoda gerų rezultatų. žr., kurių efektyvumas yra apie 10%. Taip pat sukurti fotoelementai, pagaminti iš puslaidininkinių metalų, kurių teorinis efektyvumas yra 18%. Beje, praktinis fotoelektrinių keitiklių efektyvumas (apie 10 proc.) lenkia garvežio efektyvumą (8 proc.), saulės energijos efektyvumą augalų pasaulyje (1 proc.), taip pat daugelio hidraulinių ir. vėjo prietaisai. Fotovoltiniai keitikliai turi praktiškai neribotą patvarumą. Palyginimui galime pateikti įvairių elektros energijos šaltinių naudingumo dydžius (procentais): termofikacinės elektrinės - 20-30, termoelektrinės keitiklio - 6 - 8, seleno fotoelemento - 0,1 - 1, saulės baterijos - 6 - 11, kuro elementas - 70, švino akumuliatorius - 80 - 90.

1989 m. „Boeing“ (JAV) sukūrė dviejų sluoksnių fotoelementą, sudarytą iš dviejų puslaidininkių – galio arsenido ir galio antimonido – kurio saulės energijos konversijos į elektros energiją koeficientas yra lygus 37%, o tai yra gana panašus į šiuolaikinių šiluminių atominės elektrinės. Neseniai buvo įrodyta, kad fotovoltinis saulės energijos konvertavimo būdas teoriškai leidžia panaudoti saulės energiją iki 93% efektyvumo! Bet iš pradžių buvo manoma, kad maksimali viršutinė saulės elementų efektyvumo riba yra ne didesnė kaip 26 proc., t.y. žymiai mažesnis nei aukštos temperatūros šiluminių variklių efektyvumas.

Saulės baterijos šiuo metu daugiausia naudojamos kosmose, o Žemėje – tik autonominių vartotojų, kurių galia iki 1 kW, maitinimui, radijo navigacijos maitinimui.

ir mažos galios elektroninė įranga, eksperimentinių elektrinių transporto priemonių ir orlaivių pavaros. Tobulėjant saulės kolektoriams, jie ras pritaikymą gyvenamuosiuose namuose autonominiam elektros tiekimui, t.y. šildymui ir karšto vandens tiekimui, taip pat elektros energijos gamybai buitiniams elektros prietaisams apšviesti ir maitinti.

Elektros srovės šaltiniai Užpildė: Antonas Rubcovas, Savivaldybės ugdymo įstaigos 105 vidurinės mokyklos 8 B klasės mokinys. Darbo vadovas: E. A. Maslova, fizikos mokytojas

Pasirinkdamas temą norėjau išstudijuoti elektros srovės šaltinių kūrimo istoriją, taip pat pasidaryti kai kuriuos šaltinius savo rankomis, kartodamas garsių mokslininkų eksperimentus. Aktualumas Žmonija negali egzistuoti be elektros energijos, ir galbūt kas nors galės atrasti naujus elektros srovės šaltinius, kurie yra ekonomiškesni ir pigesni. Darbo tikslas – ištirti pagrindinius elektros srovės šaltinių tipus, jų veikimo principą bei šaltinių pagaminimą savo rankomis. Tikslai: 1. Apsvarstykite pagrindinius elektros srovės šaltinių tipus. 2. Ištirti srovės šaltinių veikimo principą. 3. Padarykite kai kuriuos šaltinius savo rankomis.

Pagrindinė dalis Srovės šaltinis yra įrenginys, kuriame tam tikros rūšies energija paverčiama elektros energija. Bet kuriame srovės šaltinyje dirbama siekiant atskirti teigiamai ir neigiamai įkrautas daleles, kurios kaupiasi šaltinio poliuose. Elektros srovė – tai kryptingas (tvarkingas) įkrautų dalelių (elektronų, jonų ir kt.) judėjimas Srovės kryptimi imama teigiamai įkrautų dalelių judėjimo kryptis. Jei srovę sukuria neigiamai įkrautos dalelės (pavyzdžiui, elektronai), tada srovės kryptis laikoma priešinga dalelių judėjimo krypčiai.

Pirmųjų dabartinių šaltinių sukūrimo istorija

Gintaro savybės Talis iš Mileto pirmasis atkreipė dėmesį į elektros krūvį. Jis atrado, kad gintaras, įtrintas su vilna, įgauna smulkius daiktus pritraukiančių savybių. Suakmenėjusi senųjų medžių, augusių mūsų planetoje prieš 38-120 milijonų metų, sakai.

Elektrinė mašina Otto von Guericke Otto von Guericke išrado pirmąją elektrinę mašiną. Išlydytą sierą jis įpylė į tuščiavidurį stiklo rutulį, o kai siera sukietėjo, stiklą išdaužė. Tada Guericke sustiprino sieros rutulį, kad jį būtų galima pasukti rankena. Norint gauti krūvį, reikėjo viena ranka pasukti rutulį, o kita prispausti prie jo odos gabalėlį. Trintis padidino rutulio įtampą iki vertės, kurios pakaktų kelių centimetrų ilgio kibirkštims atsirasti.

Leyden Jar Leyden jar yra stiklinis butelis, apvyniotas folija iš abiejų pusių. Stiklainio viduje yra metalinis strypas. Stiklainis, lėkštėmis sujungtas su elektriniu aparatu, gali sukaupti nemažai elektros energijos. Jei jo plokštės būtų sujungtos storos vielos gabalėliu, tai trumpojo jungimo vietoje iššoktų stipri kibirkštis, o susikaupęs elektros krūvis akimirksniu išnyktų. Tai leido gauti trumpalaikę elektros srovę. Tada stiklainį vėl reikėjo įkrauti. Dabar tokius įrenginius vadiname elektriniais kondensatoriais.

Galvani elementas Luigi Galvani (1737-1798) yra vienas iš elektros doktrinos įkūrėjų, jo eksperimentai su „gyvuline“ elektra padėjo pamatus naujai mokslo krypčiai – elektrofiziologijai. Atlikdamas eksperimentus su varlėmis, Galvani pasiūlė elektros egzistavimą gyvuose organizmuose. Jo vardu buvo pavadintas galvaninis elementas, baterija.

Volta kolona Alesandro Volta (1745 - 1827) – italų fizikas, chemikas ir fiziologas, nuolatinės elektros srovės šaltinio išradėjas. Pirmasis jo srovės šaltinis yra „voltinė kolonėlė“. Volta pakaitomis uždėjo kelias dešimtis mažų cinko ir sidabro apskritimų vieną ant kito, tarp jų dėdama sūdytu vandeniu suvilgytą popierių.

Pagrindiniai elektros srovės šaltinių tipai Mechaninė šiluminė šviesa Cheminis terminis elementas Fotoelementas Elektroforo mašina Galvaninis elementas

Gyvūnų srovės šaltiniai

Elektra gyvų organizmų viduje Daugelis augalų patiria žalos srovių. Lapų ir stiebų dalys visada yra neigiamai įkrautos normalių audinių atžvilgiu.

Gyvūnai, gaminantys elektros srovę Elektrinis erškėtis (iki 220 V) Amerikinis šamas (iki 360 V) Ungurys (iki 1200 V)

Vaisiai ir daržovės, gaminantys elektros srovę. Vaisius ir daržoves galima suskirstyti į tuos, kuriuose iš pradžių yra, ir į tuos, kurie oksidacijos proceso metu įgauna vidinį šarminį arba rūgštinį balansą. Pirmieji yra citrusiniai vaisiai (citrina) ir bulvės. O antram, pavyzdžiui, marinuotas agurkas ir marinuotas pomidoras.

Atmosferos elektra Judant orui, dėl sąlyčio įsielektrina įvairios oro srovės. Viena debesies dalis (viršutinė) yra teigiamai įelektrinta, o kita (apatinė) – neigiamai. Tuo metu, kai debesies krūvis tampa didelis, tarp dviejų jo elektrifikuotų dalių šokinėja galinga elektros kibirkštis – žaibas.

Praktinė dalis

Naminės baterijos Norėdami pagaminti namines baterijas, mums reikės instrumentų ir medžiagų: Vario plokštės Cinko plokštės Citrinos, agurkai, soda, vanduo, monetos Voltmetras Jungimo laidai

Galvaninis elementas, pagamintas iš citrinos Gamina elektros srovę su įtampa

Galvaninis elementas iš pirmojo marinuoto agurko Gamina elektros srovę su įtampa

Galvaninė ląstelė iš antrojo ir trečiojo agurkų

Dviejų raugintų agurkų baterija gamina elektros srovę su įtampa

Trijų raugintų agurkų baterija gamina elektros srovę su įtampa

Lemputė sujungta su trijų marinuotų agurkų grandinėle. Šviečia lemputė.

Sodos baterija Gamina elektros srovę su įtampa

Dviejų ir trijų elementų sodos baterija

Lemputė prijungta prie trijų sodos elementų grandinės. Šviečia lemputė.

Sūdyta baterija Gamina elektros srovę su įtampa

Išvada Siekdamas šio darbo tikslo, išsprendžiau šiuos uždavinius: Apsvarstykite pagrindinius elektros srovės šaltinių tipus. 1. Mechaniniai srovės šaltiniai 2. Šiluminės srovės šaltiniai 3. Šviesos srovės šaltiniai 4. Cheminiai srovės šaltiniai Ištyrė srovės šaltinių veikimo principą. Kai kuriuos šaltinius sukūriau savo rankomis. 1. Galvaninė ląstelė iš citrinos. 2. Galvaninė ląstelė, pagaminta iš marinuotų agurkų. 3. Sodos baterija. 4. Sūdyta baterija.

Bibliografija Abramov S.S.. Didžioji Kirilo ir Mitodijaus enciklopedija. 2009 Wikipedia – nemokama enciklopedija. www. ru. Vikipedija. org. Julianas Hollandas. Didelė iliustruota eruditų enciklopedija. "Kregždutė" 2001; Kartsevas V.P. Didžiųjų lygčių nuotykiai. M.: Švietimas, 2007 m

Iš fizikos kurso visi žino, kad elektros srovė reiškia kryptingą, tvarkingą krūvį turinčių dalelių judėjimą. Norint jį gauti, laidininke susidaro elektrinis laukas. To paties reikia, kad elektros srovė ir toliau egzistuotų ilgą laiką.

Elektros srovės šaltiniai gali būti:

• statinis;
• cheminė medžiaga;
• mechaninis;
• puslaidininkis.

Kiekviename iš jų atliekamas darbas, kai atskiriamos skirtingai įkrautos dalelės, tai yra sukuriamas srovės šaltinio elektrinis laukas. Atsiskyrę jie kaupiasi ties poliais, laidų sujungimo vietose. Sujungus polius laidininku, įkrautos dalelės pradeda judėti ir susidaro elektros srovė.

Elektros srovės šaltiniai: elektros mašinos išradimas

Iki XVII amžiaus vidurio elektros srovės generavimas reikalavo daug pastangų. Tuo pačiu metu augo mokslininkų, dirbančių šiuo klausimu, skaičius. Taigi Otto von Guericke išrado pirmąją pasaulyje elektrinę mašiną. Viename iš eksperimentų su siera ji, išsilydžiusi tuščiavidurio stiklo rutulyje, sukietėjo ir sudaužė stiklą. Guericke sustiprino kamuolį taip, kad jį būtų galima pasukti. Sukdamas jį ir spausdamas odos gabalą jis gavo kibirkštį. tapo daug lengviau gauti trumpalaikę elektros energiją. Tačiau sunkesnės problemos buvo išspręstos tik toliau tobulėjant mokslui.

Problema ta, kad Guericke'o kaltinimai greitai išnyko. Siekiant padidinti įkrovos trukmę, kūnai buvo dedami į uždarus indus (stiklinius butelius), o elektrifikuota medžiaga buvo vanduo su vinimi. Eksperimentas buvo optimizuotas, kai butelis iš abiejų pusių buvo padengtas laidžia medžiaga (pavyzdžiui, folijos lakštais). Dėl to jie suprato, kad gali apsieiti ir be vandens.

Varlių kojos kaip srovės šaltinis

Kitas elektros gamybos būdas pirmą kartą buvo atrastas Luigi Galvani. Kaip biologas, jis dirbo laboratorijoje, kur eksperimentavo su elektra. Jis matė, kaip negyvos varlės koja susitraukė, kai ją sujaudino mašinos kibirkštis. Tačiau vieną dieną toks pat efektas buvo pasiektas atsitiktinai, kai mokslininkas jį palietė plieniniu skalpeliu.

Jis pradėjo ieškoti priežasčių, iš kur atsirado elektros srovė. Pagal galutinę jo išvadą elektros srovės šaltiniai buvo varlės audiniuose.

Kitas italas Alessandro Volto įrodė srovės generavimo „varlės“ prigimties nenuoseklumą. Pastebėta, kad į sieros rūgšties tirpalą įpylus vario ir cinko susidaro didžiausia srovė. Šis derinys vadinamas galvaniniu arba cheminiu elementu.

Tačiau naudoti tokią priemonę EML gauti būtų per brangu. Todėl mokslininkai dirbo ties kitu, mechaniniu, elektros energijos gamybos būdu.

Kaip veikia įprastas generatorius?

XIX amžiaus pradžioje G.H. Oerstedas atrado, kad srovei einant per laidininką, atsiranda magnetinės kilmės laukas. Ir šiek tiek vėliau Faradėjus atrado, kad kai šio lauko jėgos linijos susikerta, į laidininką indukuojamas emf, kuris sukelia srovę. EMF kinta priklausomai nuo judėjimo greičio ir pačių laidininkų, taip pat nuo lauko stiprumo. Peržengus šimtą milijonų jėgos linijų per sekundę, sukeltas EML tapo lygus vienam voltui. Akivaizdu, kad rankinis laidumas magnetiniame lauke nesugeba sukurti didelės elektros srovės. Šio tipo elektros srovės šaltiniai pasirodė esą daug efektyvesni, kai laidas vyniojamas ant didelės ritės arba gaminamas būgno pavidalu. Ritė buvo sumontuota ant veleno tarp magneto ir besisukančio vandens ar garų. Toks mechaninis srovės šaltinis būdingas įprastiems generatoriams.

Puiki Tesla

Puikus serbų mokslininkas Nikola Tesla, savo gyvenimą pašventęs elektrai, padarė daug atradimų, kuriuos naudojame ir šiandien. Daugiafaziai elektros varikliai, energijos perdavimas per daugiafazę kintamąją srovę - tai ne visas didžiojo mokslininko išradimų sąrašas.

Daugelis įsitikinę, kad reiškinį Sibire, vadinamą Tunguskos meteoritu, iš tikrųjų sukėlė Tesla. Tačiau bene vienas paslaptingiausių išradimų yra transformatorius, galintis priimti iki penkiolikos milijonų voltų įtampą. Neįprasta yra ir jo struktūra, ir skaičiavimai, kurie prieštarauja žinomiems dėsniams. Tačiau tais laikais jie pradėjo kurti vakuuminę technologiją, kurioje nebuvo jokių dviprasmybių. Todėl mokslininko išradimas kuriam laikui buvo pamirštas.

Tačiau šiandien, atsiradus teorinei fizikai, vėl susidomėjo jo darbais. Eteris buvo pripažintas dujomis, kurioms galioja visi dujų mechanikos dėsniai. Būtent iš ten didžioji Tesla sėmėsi energijos. Verta paminėti, kad eterinė teorija praeityje buvo labai paplitusi tarp daugelio mokslininkų. Tik atsiradus SRT – specialiajai Einšteino reliatyvumo teorijai, kurioje jis paneigė eterio egzistavimą – ji buvo pamiršta, nors vėliau suformuluota bendroji teorija jos kaip tokios ir neginčijo.

Tačiau kol kas pakalbėkime išsamiau apie elektros srovę ir įrenginius, kurie šiandien yra visur.

Techninių priemonių kūrimas – srovės šaltiniai

Tokie prietaisai naudojami įvairių rūšių energijai paversti elektros energija. Nepaisant to, kad fiziniai ir cheminiai elektros energijos gamybos būdai buvo atrasti seniai, jie plačiai paplito tik XX amžiaus antroje pusėje, kai pradėjo sparčiai vystytis radijo elektronika. Originalios penkios galvaninės poros buvo papildytos dar 25 tipais. Ir teoriškai gali būti keli tūkstančiai galvaninių porų, nes laisva energija gali būti realizuota bet kokiame oksiduojančiame ir redukuojančiame agente.

Fizinės srovės šaltiniai

Fiziniai srovės šaltiniai pradėjo kurtis kiek vėliau. Šiuolaikinės technologijos kėlė vis griežtesnius reikalavimus, o pramoniniai šiluminiai ir termoelektriniai generatoriai sėkmingai susidorojo su vis didėjančiomis užduotimis. Fiziniai srovės šaltiniai yra įrenginiai, kuriuose šiluminė, elektromagnetinė, mechaninė ir spinduliuotės bei branduolinio skilimo energija paverčiama elektros energija. Be to, kas išdėstyta pirmiau, jie taip pat apima elektros mašinas ir MHD generatorius, taip pat tuos, kurie naudojami saulės spinduliuotei ir atominiam skilimui konvertuoti.

Norint užtikrinti, kad elektros srovė laidininke neišnyktų, reikalingas išorinis šaltinis, kuris palaiko potencialų skirtumą laidininko galuose. Šiuo tikslu yra energijos šaltinių, kuriuos galima sukurti ir išlaikyti. Elektros srovės šaltinio emf matuojamas darbu, atliekamu perduodant teigiamą krūvį visoje uždaroje grandinėje.

Atsparumas srovės šaltinio viduje kiekybiškai apibūdina jį, nustatydamas energijos kiekį, prarastą praeinant per šaltinį.

Galia ir efektyvumas yra lygūs išorinės elektros grandinės įtampos ir emf santykiui.

Cheminiai srovės šaltiniai

Cheminis srovės šaltinis EML elektros grandinėje yra įrenginys, kuriame cheminių reakcijų energija paverčiama elektros energija.

Jis pagrįstas dviem elektrodais: neigiamo krūvio reduktoriumi ir teigiamai įkrautu oksiduojančiu agentu, kurie liečiasi su elektrolitu. Tarp elektrodų atsiranda potencialų skirtumas, EMF.

Šiuolaikiniuose įrenginiuose dažnai naudojami:

• kaip reduktorius - švinas, kadmis, cinkas ir kt.;
• oksidatorius - nikelio hidroksidas, švino oksidas, manganas ir kiti;
• elektrolitas – rūgščių, šarmų ar druskų tirpalai.

Plačiai naudojami sausieji elementai iš cinko ir mangano. Paimamas cinko indas (turintis neigiamą elektrodą). Į vidų įdedamas teigiamas elektrodas su mangano dioksido ir anglies arba grafito miltelių mišiniu, kuris sumažina varžą. Elektrolitas yra amoniako, krakmolo ir kitų komponentų pasta.

Švino rūgšties akumuliatorius dažniausiai yra antrinis cheminis srovės šaltinis elektros grandinėje, turintis didelę galią, stabilų veikimą ir mažą kainą. Tokio tipo baterijos naudojamos įvairiose srityse. Jie dažnai naudojami starterio akumuliatoriams, kurie yra ypač vertingi automobiliuose, kur jie paprastai turi monopolį.

Kitas įprastas akumuliatorius susideda iš geležies (anodo), nikelio oksido hidrato (katodo) ir elektrolito – vandeninio kalio arba natrio tirpalo. Aktyvioji medžiaga dedama į nikeliuotus plieninius vamzdelius.

Šios rūšies naudojimas sumažėjo po Edisono gamyklos gaisro 1914 m. Tačiau jei palygintume pirmojo ir antrojo tipo akumuliatorių charakteristikas, paaiškėtų, kad geležies-nikelio akumuliatorių veikimas gali būti daug kartų ilgesnis nei švino-rūgštinių.

DC ir AC generatoriai

Generatoriai yra įrenginiai, skirti mechaninę energiją paversti elektros energija.

Paprasčiausią nuolatinės srovės generatorių galima įsivaizduoti kaip laidininko karkasą, kuris dedamas tarp magnetinių polių, o galai sujungiami su izoliuotais pusžiedžiais (kolektoriumi). Kad prietaisas veiktų, būtina užtikrinti rėmo sukimąsi su kolektoriumi. Tada jame bus indukuojama elektros srovė, kuri keičia savo kryptį veikiant magnetinėms jėgos linijoms. Jis pateks į išorinę grandinę viena kryptimi. Pasirodo, kad kolektorius ištaisys rėmo generuojamą kintamąją srovę. Norint pasiekti pastovią srovę, kolektorius yra pagamintas iš trisdešimt šešių ar daugiau plokščių, o laidininkas susideda iš daugybės rėmų armatūros apvijos pavidalu.

Panagrinėkime, kokia yra srovės šaltinio paskirtis elektros grandinėje. Išsiaiškinkime, kokie kiti dabartiniai šaltiniai yra.

srovė, srovės stiprumas, srovės šaltinis

Elektros grandinė susideda iš srovės šaltinio, kuris kartu su kitais objektais sukuria srovės kelią. O EML, srovės ir įtampos sąvokos atskleidžia šio proceso metu vykstančius elektromagnetinius procesus.

Paprasčiausią elektros grandinę sudaro srovės šaltinis (baterija, galvaninis elementas, generatorius ir kt.), elektros variklių energijos vartotojai ir kt.), taip pat laidai, jungiantys įtampos šaltinio ir vartotojo gnybtus.

Elektros grandinė turi vidines (elektros šaltinis) ir išorines (laidus, jungiklius ir jungiklius, matavimo prietaisus) dalis.

Jis veiks ir turės teigiamą reikšmę tik tuo atveju, jei bus užtikrinta uždara grandinė. Dėl bet kokio pertrūkio srovė nustoja tekėti.

Elektros grandinė susideda iš srovės šaltinio galvaninių elementų, elektros baterijų, elektromechaninių ir fotoelementų ir pan.

Elektros varikliai, paverčiantys energiją mechanine energija, apšvietimo ir šildymo prietaisai, elektrolizės įrenginiai ir pan., veikia kaip elektros imtuvai.

Pagalbinei įrangai priskiriami įjungimo ir išjungimo įtaisai, matavimo priemonės ir apsauginiai mechanizmai.

Visi komponentai yra suskirstyti į:

• aktyvus (kai elektros grandinė susideda iš EML srovės šaltinio, elektros variklių, baterijų ir pan.);
• pasyvus (įskaitant elektros imtuvus ir jungiamuosius laidus).

Grandinė taip pat gali būti:

• linijinis, kai elemento varža visada apibūdinama tiesia linija;
• netiesinė, kai varža priklauso nuo įtampos arba srovės.

Čia yra paprasčiausia schema, kurioje į grandinę įtrauktas srovės šaltinis, raktas, elektros lempa ir reostatas.

Nepaisant to, kad tokie techniniai prietaisai plačiai naudojami, ypač pastaruoju metu, žmonės vis dažniau užduoda klausimus apie alternatyvių energijos šaltinių įrengimą.

Įvairūs elektros energijos šaltiniai

Kokie kiti elektros srovės šaltiniai egzistuoja? Tai ne tik saulė, vėjas, žemė ir potvyniai. Jie jau tapo oficialiais alternatyviais elektros energijos šaltiniais.

Reikia pasakyti, kad yra daug alternatyvių šaltinių. Jie nėra įprasti, nes dar nėra praktiški ir patogūs. Bet kas žino, galbūt ateitis bus tik jų.

Taigi, elektros energiją galima gauti iš sūraus vandens. Šią technologiją naudojanti jėgainė Norvegijoje jau sukurta.

Elektros jėgainės taip pat gali veikti kuro elementais su kieto oksido elektrolitu.

Yra žinomi pjezoelektriniai generatoriai, kurie energiją gauna dėka kinetinės energijos (naudojant šią technologiją jau egzistuoja pėsčiųjų takai, greičio kalneliai, turniketai ir net šokių aikštelės).

Taip pat yra nanogeneratorių, kurie yra skirti pačiame žmogaus kūne esančią energiją paversti elektros energija.

Ką galite pasakyti apie dumblius, naudojamus namams šildyti, futbolo kardus, gaminančius elektros energiją, dviračius, galinčius įkrauti prietaisus, ir net smulkiai supjaustytą popierių, naudojamą kaip srovės šaltinį?

Žinoma, didžiulės perspektyvos slypi vulkaninės energijos vystyme.

Visa tai yra šių dienų realybė, kuria mokslininkai dirba. Visai gali būti, kad kai kurie iš jų labai greitai taps visiškai įprastu reiškiniu, kaip šiandien namuose elektra.

O gal kas nors atskleis mokslininko Nikola Teslos paslaptis, ir žmonija galės nesunkiai gauti elektros iš eterio?

Šiame straipsnyje bus aprašyti elektros srovės gamybos būdai, jų tipai, privalumai ir trūkumai. Apskritai srovės šaltinius galima suskirstyti į mechaninius, cheminius ir naudojančius kitus fizinius pokyčius.

Cheminiai srovės šaltiniai

Cheminiai srovės šaltiniai oksidatoriaus ir reduktoriaus chemines reakcijas paverčia emf. Pirmąjį cheminį srovės šaltinį išrado Alessandro Volta 1800 m. Vėliau jo išradimas buvo pavadintas „Volta elementu“. Į vertikalią bateriją sujungti įtampos elementai sudaro įtampos kolonėlę.

1859 m. prancūzų fizikas Gstonas Plante'as išrado švino rūgšties akumuliatorių. Jį sudarė švino plokštelės, įdėtos į sieros rūgštį. Šio tipo akumuliatoriai vis dar plačiai naudojami, pavyzdžiui, automobiliuose.

1965 metais prancūzų chemikas J. Leclanche pasiūlė elementą, susidedantį iš cinko puodelio su amonio chlorido tirpalu, į kurį buvo dedamas mangano oksido aglomeratas su anglies laidininku. Šis elementas tapo šiuolaikinių druskos baterijų pirmtaku.

Visi cheminiai elementai yra pagrįsti 2 elektrodais. Vienas iš jų yra oksidatorius, o kitas - reduktorius, abu kontaktuoja su elektrolitu. Tarp elektrodų atsiranda EML. Prie anodo reduktorius oksiduojasi, elektronai pereina per išorinę grandinę į katodą ir dalyvauja oksiduojančiojo agento redukcijos reakcijoje. Taigi elektronų srautas pereina per išorinę grandinę iš neigiamo poliaus į teigiamą. Švinas naudojamas kaip reduktorius. kadmis, cinkas ir kiti metalai. Oksidatoriai – švino oksidas, mangano oksidas, nikelio hidroksidas ir kt. Kaip elektrolitas naudojami šarmų, rūgščių ir druskų tirpalai.

Taip pat yra kuro elementų, kuriuose oksidatorius ir reduktorius tiekiami iš išorės. Pavyzdys – vandenilio-deguonies kuro elementas, kuris veikia tuo pačiu principu kaip ir elektrolizatorius, tik atvirkščiai – į plokštes tiekiamas vandenilis ir deguonis, o elektra susidaro jų deriniui reaguojant į vandenį.

Mechaniniai srovės šaltiniai

Mechaniniai srovės šaltiniai apima visus šaltinius, kurie mechaninę energiją paverčia elektros energija. Paprastai naudojamos ne tiesioginės transformacijos, o per kitą energiją, dažniausiai magnetinę. Pavyzdžiui, magnetinis laukas sukasi generatoriuose – sukuriamas magnetų arba kitaip sužadinamas, veikdamas apvijas sukuria EML.

E.H. Lencas dar 1833 m. atrado, kad elektros varikliai su nuolatiniais magnetais gali generuoti elektros energiją, jei rotorius būtų sukamas. Būdamas Jacobi elektros variklio bandymo komisijos dalimi, jis eksperimentiškai įrodė elektros variklio grįžtamumą. Vėliau buvo nustatyta, kad generatoriaus generuojama energija gali būti naudojama jo paties elektromagnetams maitinti.

Pirmąjį generatorių 1832 m. pastatė išradėjai iš Paryžiaus, broliai Pixinai. Generatorius naudojo nuolatinį magnetą, kurio sukimosi metu netoliese esančiose apvijose atsirado EML. 1843 m. Emilis Stehreris taip pat sukonstravo generatorių, kurį sudaro 3 magnetai ir 6 ritės. Visi ankstyvieji generatoriai naudojo nuolatinius magnetus. Vėliau (1851-1867) pradėti naudoti elektromagnetai, maitinami įmontuoto nuolatinio magneto generatoriaus. Tokią mašiną Henry Wilde sukūrė 1863 m.

Nenaudojamas, bet vis dar egzistuojantis metodas, naudojant pjezokeramiką, taip pat gali būti priskirtas mechaniniams. Pjezo emiteris taip pat yra grįžtamasis ir gali generuoti energiją veikiant mechaniniam poveikiui.

Kiti maitinimo šaltiniai

Šiandien dažniausiai naudojamas nemechaninis energijos šaltinis yra saulės baterija. Saulės baterija tiesiogiai paverčia šviesą elektra, išmušdama elektronus pn sandūroje su fotonų energija. Dažniausiai naudojami saulės elementai yra pagaminti iš silicio. Jie gaminami tą patį puslaidininkį legiruojant įvairiomis priemaišomis, sukuriant np jungtis.

Taip pat lauko sąlygomis dažnai naudojami Peltier elementai. Peltier elementas sukuria temperatūrų skirtumą, kai teka elektros srovė. Priešingas efektas, Seebeck efektas, naudojamas elektros srovei gaminti, kai elementui taikomas temperatūros skirtumas. Dėl skirtingų laidininkų naudojimo, kiekvieno jų temperatūra yra skirtinga, todėl elektronai iš karštesnio laidininko pereina į mažiau įkaitusį.

Dabartiniai šaltiniai, prietaisai, paverčiantys įvairias energijos rūšis į elektros energiją. Pagal konvertuojamos energijos tipą energijos šaltiniai gali būti skirstomi į cheminius ir fizinius. Informacija apie pirmąsias chemines baterijas (galvaninius elementus ir baterijas) siekia XIX a. (pavyzdžiui, Volta baterija, Leclanche elementas). Tačiau iki 40 m. 20 amžiaus Pasaulyje sukurta ir projektuose įdiegta ne daugiau kaip 5 galvaninių porų tipai. Nuo 40-ųjų vidurio. Tobulėjant radijo elektronikai ir plačiai naudojant autonominius elektros generatorius, buvo sukurta dar apie 25 tipų galvaninių porų. Teoriškai beveik bet kurio oksidatoriaus ir redukcijos agento cheminių reakcijų laisvoji energija gali būti realizuota elektros energija, todėl galima įgyvendinti kelis tūkstančius galvaninių porų. Daugumos fizinių elektroninių technologijų veikimo principai buvo žinomi jau XIX a. Vėliau dėl sparčios plėtros ir tobulėjimo pagrindiniais pramoniniais elektros energijos šaltiniais tapo turbogeneratoriai ir hidrogeneratoriai. Kitais principais pagrįstos fizinės technologijos pramoninės plėtros sulaukė tik 50–60-aisiais. XX a., o tai lemia išaugę ir gana specifiniai šiuolaikinių technologijų reikalavimai. 60-aisiais techniškai išsivysčiusios šalys jau turėjo pramoninių termogeneratorių, termogeneratorių (SSRS, Vokietija, JAV), branduolinių baterijų pavyzdžių.

Cheminiai srovės šaltiniaiĮprasta vadinti prietaisus, generuojančius elektros srovę naudojant cheminių reagentų redokso reakcijų energiją. Pagal veikimo schemą ir galimybę tiekti energiją į elektros tinklą cheminiai generatoriai skirstomi į pirminius, antrinius ir atsarginius, taip pat elektrocheminius generatorius.

Fizinės srovės šaltiniai yra prietaisai, paverčiantys šiluminę, mechaninę, elektromagnetinę energiją, taip pat spinduliuotės ir branduolinio skilimo energiją į elektros energiją. Pagal dažniausiai naudojamą klasifikaciją fiziniams generatoriams priskiriami: elektros mašinų generatoriai, termoelektriniai generatoriai, termoelektriniai keitikliai, MHD generatoriai, taip pat generatoriai, konvertuojantys saulės spinduliuotės ir atominio skilimo energiją.

Elektros srovei palaikyti laidininke reikalingas koks nors išorinis energijos šaltinis, kuris visada išlaikytų potencialų skirtumą šio laidininko galuose.
Tokie energijos šaltiniai yra vadinamieji elektros srovės šaltiniai, turintys tam tikrą elektrovaros jėgą, kuri sukuria ir ilgą laiką palaiko potencialų skirtumą laidininko galuose.

Skaitmeniškai elektrovaros jėga matuojama darbu, kurį atlieka elektros energijos šaltinis perduodant vieną teigiamą krūvį uždaroje grandinėje.

Jei energijos šaltinis, atlikdamas darbą A, užtikrina krūvio q perdavimą visoje uždaroje grandinėje, tai jo elektrovaros jėga (E) bus lygi

Vidinė srovės šaltinio varža- kiekybinė srovės šaltinio charakteristika, kuri lemia energijos nuostolių kiekį, praeinant per elektros srovės šaltinį.
Vidinė varža turi varžos matmenis ir matuojama omų.
Kai elektros srovė praeina per šaltinį, vyksta tie patys energijos išsklaidymo procesai, kaip ir praeinant per apkrovos varžą. Dėl šių procesų įtampa srovės šaltinio gnybtuose nėra lygi elektrovaros jėgai, bet priklauso nuo srovės dydžio, taigi ir nuo apkrovos. Esant mažoms srovės vertėms, ši priklausomybė yra tiesinė ir gali būti pavaizduota forma

8) Galia ir efektyvumas šaltinis yra lygus išorinėje grandinėje esančios įtampos ir emf dydžio santykiui. Elektros energija- fizinis dydis, apibūdinantis elektros energijos perdavimo arba konversijos greitį. Grynoji galia skiriasi priklausomai nuo išorinės varžos sudėtingesniu būdu. Iš tiesų, Puseful = 0 esant kraštutinėms išorinio pasipriešinimo vertėms: esant R = 0 ir R®¥. Taigi, didžiausia naudingoji galia turėtų atsirasti esant tarpinėms išorinės varžos vertėms.

9) Cheminis srovės šaltinis (trump. PATAIKYTI) yra EML šaltinis, kuriame jame vykstančių cheminių reakcijų energija tiesiogiai paverčiama elektros energija.

Veikimo principas: Cheminiai srovės šaltiniai yra pagrįsti dviem elektrodais (neigiamo krūvio anodas, kuriame yra reduktorius, ir teigiamai įkrautas katodas, kuriame yra oksidatoriaus), kurie liečiasi su elektrolitu. Tarp elektrodų nustatomas potencialų skirtumas – elektrovaros jėga, atitinkanti laisvąją redokso reakcijos energiją. Cheminių srovės šaltinių veikimas pagrįstas erdviškai atskirtų procesų atsiradimu uždaroje išorinėje grandinėje: prie neigiamo anodo reduktorius oksiduojamas, susidarę laisvieji elektronai pereina per išorinę grandinę į teigiamą katodą, sukurdami iškrovos srovę. , kur jie dalyvauja oksiduojančio agento redukcijos reakcijoje. Taigi, neigiamai įkrautų elektronų srautas per išorinę grandinę eina nuo anodo iki katodo, tai yra, nuo neigiamo elektrodo (neigiamo cheminės srovės šaltinio poliaus) į teigiamą. Tai atitinka elektros srovės tekėjimą kryptimi nuo teigiamo poliaus iki neigiamo, nes srovės kryptis sutampa su teigiamų krūvių judėjimo laidininke kryptimi.

Šiuolaikiniai cheminiai srovės šaltiniai naudoja:

· kaip reduktorius (anodo medžiaga) - švinas Pb, kadmis Cd, cinkas Zn ir kiti metalai;

· kaip oksidatorius (katodinė medžiaga) - švino(IV) oksidas PbO 2, nikelio hidroksidas NiOOH, mangano(IV) oksidas MnO 2 ir kt.;

· kaip elektrolitas – šarmų, rūgščių ar druskų tirpalai.

2) Plačiai paplito mangano-cinko (MC) sausieji elementai su mangano dioksido depoliarizatoriumi.
Puodelio tipo sausasis elementas (3 pav.) turi stačiakampį arba cilindrinį cinko indą, kuris yra neigiamas elektrodas. Jo viduje yra teigiamas elektrodas anglies pavidalu.
lazdelės ar lėkštės, kurios yra maišelyje, pripildytame mangano dioksido ir anglies arba grafito miltelių mišinio. Siekiant sumažinti atsparumą, pridedama anglies arba grafito. Anglies strypas ir maišelis su depoliarizuojančia mase vadinami aglomeratu. Pasta, sudaryta iš amoniako (NH4Cl), krakmolo ir kai kurių kitų medžiagų, naudojama kaip elektrolitas. Puodelių elementų centrinis gnybtas yra teigiamas polius.

Švino rūgšties akumuliatoriai yra labiausiai paplitę tarp antrinių cheminių energijos šaltinių, pasižymintys gana didele galia, patikimumu ir santykinai mažomis sąnaudomis. Šios baterijos praktiškai pritaikomos įvairiai. Dėl savo populiarumo ir plataus gamybos masto jie priklauso starterio akumuliatoriams, skirtiems įvairioms transporto priemonėms ir, svarbiausia, automobiliams. Šioje srityje jų monopolinė padėtis yra stabili ir trunka ilgai. Didžioji dauguma stacionarių ir didelė dalis vežimėlių akumuliatorių yra su švino akumuliatoriais. Švino rūgšties akumuliatoriai sėkmingai konkuruoja su šarminiais traukos akumuliatoriais.

Lezo-nikelio baterija yra antrinis cheminis srovės šaltinis, kuriame anodas yra geležis, elektrolitas – vandeninis natrio arba kalio hidroksido tirpalas (su ličio hidroksido priedais), o katodas – nikelio (III) oksido hidratas.

Veiklioji medžiaga yra nikeliuotuose plieniniuose vamzdeliuose arba perforuotose kišenėse. Pagal savikainą ir specifinį energijos suvartojimą jie yra artimi ličio jonų baterijoms, o pagal savaiminį išsikrovimą, efektyvumą ir įtampą – NiMH akumuliatoriams. Tai gana patvarios baterijos, atsparios šiurkščiam naudojimui (perkrovimui, giliam iškrovimui, trumpajam jungimui ir šiluminiam šokui) ir turi labai ilgą tarnavimo laiką.

Jų naudojimas mažėjo nuo tada, kai 1914 m. Edisono gamyklos / laboratorijos gaisras nutraukė gamybą dėl prasto akumuliatoriaus veikimo žemoje temperatūroje, prasto įkrovimo išlaikymo ir didelių gamybos sąnaudų, panašių į geriausiai sandarius švino rūgšties akumuliatorius, ir iki 1/2 kainos. NiMH baterijų. Tačiau dėl pastaraisiais metais brangstančio švino, dėl kurio švino baterijos smarkiai pabrango, kainos beveik susilygino.

Lyginant baterijas su švino rūgšties akumuliatoriais, reikia atsiminti, kad leistinas švino rūgšties akumuliatoriaus eksploatacinis iškrovimas yra kelis kartus mažesnis už teorinę pilną talpą, o geležies-nikelio akumuliatoriaus – labai artimas jai. Todėl geležies-nikelio akumuliatoriaus, esant vienodai teorinei pilnai talpai, tikroji darbinė talpa gali būti kelis kartus (priklausomai nuo režimo) didesnė nei švino-rūgšties akumuliatoriaus.

10) Nuolatinės ir kintamosios srovės elektros generatoriai.

Mašinos, kurios mechaninę energiją paverčia elektros energija, vadinamos generatoriais.
Paprasčiausias nuolatinės srovės generatorius (1 pav.) – tai tarp magneto polių įtaisytas laidininko karkasas, kurio galai sujungti su izoliuotais pusžiedžiais, vadinamomis kolektoriaus plokštėmis. Teigiami ir neigiami šepečiai prispaudžiami prie pusžiedžių (kolektoriaus), kurie uždaromi išorine grandine per lemputę. Kad generatorius veiktų, reikia pasukti laidininko rėmą su kolektoriumi. Pagal dešiniosios rankos taisyklę, kai sukasi laidininko rėmas su kolektoriumi, jame bus indukuojama elektros srovė, keičianti jos kryptį kas pusę apsisukimo, nes kiekvienoje rėmo pusėje esančios magnetinės jėgos linijos susikirs viena ar kita kryptimi. Tuo pačiu kas pusę apsisukimo keičiasi rėmo laidininko galų ir komutatoriaus pusžiedžių kontaktas su generatoriaus šepečiais. Srovė tekės į išorinę grandinę viena kryptimi, keisdama tik vertę nuo 0 iki didžiausios. Taigi, kolektorius generatoriuje yra skirtas ištaisyti rėmo generuojamą kintamąją srovę. Kad elektros srovė būtų pastovi ne tik krypties, bet ir dydžio (maždaug pastovaus dydžio), kolektorius sudarytas iš daugybės (36 ir daugiau) plokščių, o laidininkas – iš daugybės rėmų ar sekcijų, pagamintų armatūros apvijos forma .

Ryžiai. 1. Paprasčiausio nuolatinės srovės generatoriaus schema: 1 - pusžiedis arba kolektoriaus plokštė; I - laidininko rėmas; 3 - generatoriaus šepetys

Paprasčiausio kintamosios srovės generatoriaus pagrindinė struktūra parodyta fig. 4. Šiame generatoriuje laidininko rėmo galai yra prijungti prie savo žiedo, o generatoriaus šepečiai prispaudžiami prie žiedų. Šepečiai uždaromi išorine grandine per elektros lemputę. Kai rėmas su žiedais sukasi magnetiniame lauke, generatorius sukurs kintamąją srovę, kurios dydis ir kryptis keičiasi kas pusę apsisukimo. Ši kintamoji srovė vadinama vienfaze. Technologijoje generatoriai trijų