Kas notiek elektriskās strāvas avotā. Elektriskā strāva, elektriskās strāvas avoti: definīcija un būtība. No izgudrojumu vēstures

Priekšvārds.

Kas ir elektriskā strāva un kas nepieciešams tās rašanās un pastāvēšanai mums vajadzīgajā laikā?

Vārds "strāva" nozīmē kaut kā kustību vai plūsmu. Elektriskā strāva ir lādētu daļiņu sakārtota (virzīta) kustība. Lai iegūtu elektrisko strāvu vadītājā, tajā jāizveido elektriskais lauks. Lai vadītājā ilgstoši pastāvētu elektriskā strāva, visu šo laiku tajā ir jāuztur elektriskais lauks. Elektriskais lauks tiek izveidots vadītājos un to var uzturēt ilgu laiku elektriskās strāvas avoti . Šobrīd cilvēce izmanto četrus galvenos strāvas avotus: statisko, ķīmisko, mehānisko un pusvadītāju (saules baterijas), bet katrā no tiem tiek veikts darbs, lai atdalītu pozitīvi un negatīvi lādētas daļiņas. Atsevišķas daļiņas uzkrājas pie strāvas avota poliem, kas tiek nosaukts vietām, kurām tiek pievienoti vadītāji, izmantojot spailes vai klipus. Viens strāvas avota pols ir uzlādēts pozitīvi, otrs - negatīvi. Ja stabi ir savienoti ar vadītāju, tad lauka ietekmē vadītājā pārvietosies brīvi lādētas daļiņas, un radīsies elektriskā strāva.

Elektrība.

Elektriskās strāvas avoti.

Līdz 1650. gadam, kad Eiropā radās liela interese par elektroenerģiju, nebija zināms veids, kā viegli iegūt lielus elektriskos lādiņus. Pieaugot elektropētniecībā ieinteresēto zinātnieku skaitam, varētu sagaidīt arvien vienkāršāku un efektīvāku elektrisko lādiņu ģenerēšanas veidu radīšanu.

Otto fon Gēriks izgudroja pirmo elektrisko mašīnu. Viņš ielēja izkausētu sēru dobā stikla lodītē un, sēram sacietējot, izsita stiklu, nenojaušot, ka pati stikla lode varētu tikpat labi kalpot viņa mērķiem. Pēc tam Gerika nostiprināja sēra lodi, kā parādīts 1. attēlā, lai to varētu pagriezt ar rokturi. Lai iegūtu lādiņu, bija nepieciešams ar vienu roku pagriezt bumbu, bet ar otru piespiest tai ādas gabalu. Berze paaugstināja bumbas potenciālu līdz vērtībai, kas bija pietiekama, lai radītu dzirksteles vairāku centimetru garumā.

Šī mašīna bija sāpīga

lieliska palīdzība eksperimentā

nom studējot elektrību, bet

vēl grūtākus uzdevumus “turēt

elektroenerģijas piegāde" un "rezerve".

tika atrisinātas problēmas

tikai pateicoties tam, kas seko

fizikas progresu. Fakts ir tāds, ka spēcīgi to uzlādē

var izveidot uz ķermeņiem, izmantojot elektrostatisko

Gērikas automašīnas ātri pazuda. Sākumā tika uzskatīts, ka iemesls tam ir lādiņu “iztvaikošana”. Lai novērstu

Lādiņu “iztvaicēšanai” tika ierosināts lādētus ķermeņus ievietot slēgtos traukos, kas izgatavoti no izolācijas materiāla. Kā tādiem traukiem, protams, tika izvēlētas stikla pudeles, bet kā elektrificētais materiāls tika izvēlēts ūdens, jo to bija viegli ieliet pudelēs. Lai varētu uzlādēt ūdeni, neatverot pudeli, caur korķi tika izlaista nagla. Ideja bija laba, taču tobrīd nezināmu iemeslu dēļ ierīce nedarbojās tik labi. Intensīvu eksperimentu rezultātā drīz vien tika atklāts, ka uzkrāto lādiņu un līdz ar to elektriskās strāvas trieciena spēku var ievērojami palielināt, ja pudeli no iekšpuses un ārpuses pārklāj ar vadošu materiālu, piemēram, plānām folijas loksnēm. Turklāt, ja jūs savienojat naglu, izmantojot labu vadītāju, ar metāla slāni pudeles iekšpusē, izrādās, ka jūs varat iztikt bez ūdens. Šī jaunā elektroenerģijas “krātuve” tika izgudrota 1745. gadā Nīderlandes pilsētā Leidenē un tika saukta par Leidenas burku (2. att.).

Pirmais, kurš atklāja atšķirīgu iespēju iegūt elektroenerģiju nekā elektrifikācija ar berzi, bija itāļu zinātnieks Luidži Galvani (1737-1798). Pēc profesijas viņš bija biologs, bet strādāja laboratorijā, kur tika veikti eksperimenti ar elektrību. Galvani atklāja parādību, kas daudziem bija zināma pirms viņa; tas sastāvēja no tā, ka, ja beigtas vardes kājas nervu uzbudināja elektriskās mašīnas dzirkstele, tad visa kāja sāka sarauties. Bet kādu dienu Galvani pamanīja, ka ķepa sāka kustēties, kad tikai tērauda skalpelis saskārās ar ķepas nervu. Pārsteidzošākais bija tas, ka nebija kontakta starp elektrisko mašīnu un skalpeli. Šis pārsteidzošais atklājums piespieda Galvani veikt virkni eksperimentu, lai atklātu elektriskās strāvas cēloni. Vienu no eksperimentiem veica Galvani, lai noskaidrotu, vai tādas pašas kustības ķepā ir izraisījusi zibens elektrība. Lai to izdarītu, Galvani piekāra vairākas varžu kājas uz misiņa āķiem logā, kas pārklāts ar dzelzs stieņiem. Un pretēji viņa cerībām viņš atklāja, ka ķepu kontrakcijas notiek jebkurā laikā neatkarīgi no laika apstākļiem. Elektriskās mašīnas vai cita elektrības avota klātbūtne tuvumā izrādījās nevajadzīga. Galvani arī konstatēja, ka dzelzs un misiņa vietā var izmantot jebkurus divus atšķirīgus metālus, un vara un cinka kombinācija izraisīja parādību visizteiktākajā formā. Stiklam, gumijai, sveķiem, akmenim un sausam kokam nebija nekādas ietekmes. Tādējādi straumes izcelsme joprojām palika noslēpums. Kur parādās strāva - tikai vardes ķermeņa audos, tikai atšķirīgos metālos vai metālu un audu kombinācijā? Diemžēl Galvani nonāca pie secinājuma, ka strāva rodas tikai un vienīgi vardes ķermeņa audos. Rezultātā viņa laikabiedriem jēdziens “dzīvnieku elektrība” sāka šķist daudz reālāks nekā jebkuras citas izcelsmes elektrība.

Cits itāļu zinātnieks Alesandro Volta (1745-1827) beidzot pierādīja, ka, ievietojot varžu kājas noteiktu vielu ūdens šķīdumos, tad vardes audos galvaniskā strāva nerodas. Jo īpaši tas attiecās uz avotu vai kopumā tīru ūdeni; šī strāva parādās, kad ūdenim pievieno skābes, sāļus vai sārmus. Acīmredzot vislielākā strāva radās vara un cinka kombinācijā, kas ievietota atšķaidītā sērskābes šķīdumā. Divu atšķirīgu metālu plākšņu kombināciju, kas iegremdēta sārmu, skābes vai sāls ūdens šķīdumā, sauc par galvanisko (vai ķīmisko) elementu.

Ja elektromotora spēka iegūšanai būtu tikai berze un ķīmiskie procesi galvaniskajās šūnās, tad dažādu mašīnu darbināšanai nepieciešamās elektroenerģijas izmaksas būtu ārkārtīgi augstas. Daudzu eksperimentu rezultātā dažādu valstu zinātnieki veica atklājumus, kas ļāva izveidot mehāniskas elektriskās mašīnas, kas ražo salīdzinoši lētu elektroenerģiju.

19. gadsimta sākumā Hanss Kristians Oersteds atklāja pilnīgi jaunu elektrisku parādību, kas sastāvēja no tā, ka, strāvai ejot caur vadītāju, ap to veidojas magnētiskais lauks. Dažus gadus vēlāk, 1831. gadā, Faradejs veica vēl vienu atklājumu, kas pēc nozīmes bija līdzvērtīgs Orsteda atklājumam. Faradejs atklāja, ka tad, kad kustīgs vadītājs šķērso magnētiskā lauka līnijas, vadītājā tiek inducēts elektromotora spēks, izraisot strāvu ķēdē, kurā ir iekļauts vadītājs. Inducētais EML mainās tieši proporcionāli kustības ātrumam, vadītāju skaitam un magnētiskā lauka stiprumam. Citiem vārdiem sakot, inducētais emf ir tieši proporcionāls spēka līniju skaitam, ko vadītājs šķērso laika vienībā. Kad vadītājs šķērso 100 000 000 spēka līnijas 1 sekundē, inducētais emf ir vienāds ar 1 voltu. Manuāli pārvietojot vienu vadītāju vai stieples spoli magnētiskajā laukā, nevar iegūt lielas strāvas. Efektīvāks veids ir uztīt stiepli uz lielas spoles vai padarīt spoli par bungu. Pēc tam spole tiek uzstādīta uz vārpstas, kas atrodas starp magnēta poliem un tiek pagriezta ar ūdens vai tvaika spēku. Tā būtībā darbojas elektriskās strāvas ģenerators, kas pieder pie elektriskās strāvas mehāniskajiem avotiem un ko šobrīd aktīvi izmanto cilvēce.
Cilvēki saules enerģiju izmantojuši kopš seniem laikiem. Vēl 212. gadā pirms mūsu ēras. e. Ar koncentrētu saules staru palīdzību viņi iededza svēto uguni pie tempļiem. Saskaņā ar leģendu, aptuveni tajā pašā laikā grieķu zinātnieks Arhimēds, aizstāvot savu dzimto pilsētu, aizdedzināja Romas flotes kuģu buras.

Saule ir kodoltermiskais reaktors, kas atrodas 149,6 miljonu km attālumā no Zemes un izstaro enerģiju, kas Zemi sasniedz galvenokārt elektromagnētiskā starojuma veidā. Lielākā daļa saules starojuma enerģijas ir koncentrēta redzamajā un infrasarkanajā spektra daļā. Saules starojums ir neizsmeļams atjaunojams videi draudzīgas enerģijas avots. Nekaitējot ekoloģiskajai videi, var izmantot 1,5% no visas Saules enerģijas, kas nokrīt uz zemi, t.i. 1,62 *10 16 kilovatstundas gadā, kas ir līdzvērtīgs milzīgam standarta degvielas daudzumam - 2 *10 12 tonnām.

Dizaineru centieni virzās pa ceļu, izmantojot fotoelementus, lai tieši pārvērstu saules enerģiju elektroenerģijā. Fotokonverteri, saukti arī par saules paneļiem, sastāv no vairākiem virknē vai paralēli savienotiem fotoelementiem. Ja pārveidotājam ir jāuzlādē akumulators, kas mākoņainā laikā darbina, piemēram, radio ierīci, tad tas ir savienots paralēli saules baterijas spailēm (3. att.). Saules baterijās izmantotajiem elementiem jābūt ar augstu efektivitāti, labvēlīgiem spektrālajiem parametriem, zemām izmaksām, vienkāršu dizainu un mazu svaru. Diemžēl tikai daži no mūsdienās zināmajiem fotoelementiem vismaz daļēji atbilst šīm prasībām. Tie galvenokārt ir daži pusvadītāju fotoelementu veidi. Vienkāršākais no tiem ir selēns. Diemžēl labāko selēna fotoelementu efektivitāte ir zema (0,1...1%).

Saules bateriju pamatā ir silīcija fotokonverteri, kuriem ir apaļas vai taisnstūrveida plāksnes ar biezumu 0,7-1 mm un platību līdz 5-8 kv.cm. Pieredze liecina, ka mazi elementi, kuru platība ir aptuveni 1 kvadrātmetrs, dod labus rezultātus. skatiet, kuru efektivitāte ir aptuveni 10%. Izveidoti arī fotoelementi no pusvadītāju metāliem ar teorētisko efektivitāti 18%. Starp citu, fotoelektrisko pārveidotāju praktiskā efektivitāte (ap 10%) pārsniedz tvaika lokomotīves efektivitāti (8%), saules enerģijas efektivitāti augu pasaulē (1%), kā arī daudzu hidraulisko un vēja ierīces. Fotoelementu pārveidotājiem ir praktiski neierobežota izturība. Salīdzinājumam varam dot dažādu elektroenerģijas avotu lietderības vērtības (procentos): termoelektrostacija - 20-30, termoelektriskais pārveidotājs - 6 - 8, selēna fotoelements - 0,1 - 1, saules baterija - 6 - 11, degvielas šūna - 70, svina akumulators - 80 - 90.

1989. gadā Boeing (ASV) izveidoja divslāņu fotoelementu, kas sastāv no diviem pusvadītājiem - gallija arsenīda un gallija antimonīda - ar saules enerģijas pārvēršanas koeficientu elektroenerģijā 37%, kas ir diezgan salīdzināms ar mūsdienu siltuma un atomelektrostacijas. Nesen ir pierādīts, ka saules enerģijas pārveidošanas fotoelementu metode teorētiski ļauj izmantot saules enerģiju ar efektivitāti līdz pat 93%! Bet sākotnēji tika uzskatīts, ka saules bateriju efektivitātes maksimālā augšējā robeža nav lielāka par 26%, t.i. ievērojami zemāka par augstas temperatūras siltumdzinēju efektivitāti.

Saules baterijas pašlaik izmanto galvenokārt kosmosā un uz Zemes tikai autonomu patērētāju elektroenerģijas padevei ar jaudu līdz 1 kW, barošanas avotu radionavigācijai

un mazjaudas elektroniskās iekārtas, eksperimentālo elektrisko transportlīdzekļu un lidmašīnu piedziņas. Saules paneļiem pilnveidojoties, tie atradīs pielietojumu dzīvojamās ēkās autonomai elektroapgādei, t.i. apkures un karstā ūdens apgādei, kā arī elektroenerģijas ražošanai sadzīves elektroierīču apgaismošanai un darbināšanai.

Elektriskās strāvas avoti Aizpildījis: Antons Rubcovs, Pašvaldības izglītības iestādes 105.vidusskolas 8.B klases skolnieks Darba zinātniskais vadītājs: E. A. Maslova, fizikas skolotāja

Izvēloties tēmu, vēlējos izpētīt elektriskās strāvas avotu radīšanas vēsturi, kā arī dažus avotus izgatavot ar savām rokām, atkārtojot slavenu zinātnieku eksperimentus. Atbilstība Cilvēce nevar pastāvēt bez elektriskās enerģijas, un, iespējams, kāds varēs atklāt jaunus elektriskās strāvas avotus, kas ir ekonomiskāki un lētāki. Darba mērķis ir izpētīt galvenos elektriskās strāvas avotu veidus, to darbības principu un avotu izgatavošanu ar savām rokām. Mērķi: 1. Apsveriet galvenos elektriskās strāvas avotu veidus. 2. Izpētīt strāvas avotu darbības principu. 3. Izveidojiet dažus avotus ar savām rokām.

Galvenā daļa Strāvas avots ir ierīce, kurā kāda veida enerģija tiek pārveidota elektroenerģijā. Jebkurā strāvas avotā tiek veikts darbs, lai atdalītu pozitīvi un negatīvi lādētas daļiņas, kas uzkrājas avota polos. Elektriskā strāva ir lādētu daļiņu (elektronu, jonu u.c.) virzīta (sakārtota) kustība.Par strāvas virzienu tiek ņemts pozitīvi lādētu daļiņu kustības virziens. Ja strāvu rada negatīvi lādētas daļiņas (piemēram, elektroni), tad strāvas virzienu uzskata par pretēju daļiņu kustības virzienam.

Pirmo aktuālo avotu radīšanas vēsture

Dzintara īpašības Milētas Thales bija pirmais, kas pievērsa uzmanību elektriskajam lādiņam. Viņš atklāja, ka dzintars, berzts ar vilnu, iegūst mazu priekšmetu pievilināšanas īpašības. Seno koku pārakmeņojušies sveķi, kas uz mūsu planētas auga pirms 38-120 miljoniem gadu.

Elektriskā mašīna Otto fon Gērika Otto fon Gerika izgudroja pirmo elektrisko mašīnu. Viņš ielēja izkausētu sēru dobā stikla lodītē un tad, kad sērs sacietēja, viņš stiklu izsita. Pēc tam Gerika nostiprināja sēra lodi, lai to varētu pagriezt ar rokturi. Lai iegūtu lādiņu, bija nepieciešams ar vienu roku pagriezt bumbu, bet ar otru piespiest tai ādas gabalu. Berze paaugstināja lodītes spriegumu līdz vērtībai, kas bija pietiekama, lai radītu vairākus centimetrus garas dzirksteles.

Leyden Jar Leyden jar ir stikla pudele, kas ietīta folijā no abām pusēm. Burkas iekšpusē ir metāla stienis. Burkā, kas ar plāksnēm savienota ar elektrisko mašīnu, varētu uzkrāt ievērojamu daudzumu elektrības. Ja tās plāksnes savienotu ar resnas stieples gabalu, tad īssavienojuma vietā uzlēktu spēcīga dzirkstele, un uzkrātais elektriskais lādiņš acumirklī pazustu. Tas ļāva iegūt īslaicīgu elektrisko strāvu. Tad atkal bija jāuzlādē burka. Tagad mēs šādas ierīces saucam par elektriskajiem kondensatoriem.

Galvani elements Luidži Galvani (1737-1798) ir viens no elektrības doktrīnas pamatlicējiem, viņa eksperimenti ar “dzīvnieku” elektrību lika pamatus jaunam zinātnes virzienam – elektrofizioloģijai. Eksperimentu ar vardēm rezultātā Galvani ierosināja elektrības esamību dzīvos organismos. Viņa vārdā tika nosaukts galvaniskais elements, akumulators.

Volta kolonna Alesandro Volta (1745 - 1827) - itāļu fiziķis, ķīmiķis un fiziologs, līdzstrāvas avota izgudrotājs. Tās pirmais strāvas avots ir “volta kolonna”. Volta pamīšus uzlika vairākus desmitus mazu cinka un sudraba aplīšu vienu virs otra, starp tiem ievietojot sālītā ūdenī samitrinātu papīru.

Galvenie elektriskās strāvas avotu veidi Mehāniskā Termiskā Gaisma Ķīmiskais Termiskais elements Fotoelements Elektrofora iekārta Galvaniskā šūna

Dzīvnieku strāvas avoti

Elektrība dzīvo organismu iekšienē Daudzi augi piedzīvo bojājumu strāvas. Lapu un stublāju sekcijas vienmēr ir negatīvi uzlādētas attiecībā pret normāliem audiem.

Dzīvnieki, kas ražo elektrisko strāvu Elektriskā dzeloņraja (līdz 220 V) Amerikāņu sams (līdz 360 V) Zutis (līdz 1200 V)

Augļi un dārzeņi, kas ražo elektrisko strāvu. Augļus un dārzeņus var iedalīt tajos, kas sākotnēji satur, un tajos, kas oksidācijas procesā iegūst iekšējo sārmu vai skābes līdzsvaru. Pirmie ietver citrusaugļus (citronu) un kartupeļus. Un otrajam, piemēram, marinēts gurķis un marinēts tomāts.

Atmosfēras elektrība Kustoties gaisam, saskares rezultātā elektrizējas dažādas gaisa plūsmas. Viena mākoņa daļa (augšējā) ir pozitīvi elektrificēta, bet otra (apakšējā) ir negatīvi elektrificēta. Brīdī, kad mākoņa lādiņš kļūst liels, starp tā divām elektrificētajām daļām lec spēcīga elektriskā dzirkstele — zibens.

Praktiskā daļa

Pašdarinātas baterijas Lai izgatavotu paštaisītas baterijas, mums būs nepieciešami instrumenti un materiāli: Vara plāksne Cinka plāksne Citrons, gurķis, soda, ūdens, monētas Voltmetrs Savienojošie vadi

Galvaniskā šūna, kas izgatavota no citrona Ražo elektrisko strāvu ar spriegumu

Galvaniskā šūna no pirmā marinēta gurķa Ražo elektrisko strāvu ar spriegumu

Galvaniskā šūna no otrā un trešā gurķa

Divu marinētu gurķu baterija rada elektrisko strāvu ar spriegumu

Trīs marinētu gurķu baterija rada elektrisko strāvu ar spriegumu

Spuldze, kas savienota ar trīs marinētu gurķu ķēdi.Ķēde ir salikta.Spuldze iedegas.

Sodas akumulators Ražo elektrisko strāvu ar spriegumu

Divu un trīs šūnu sodas akumulators

Spuldze pieslēgta pie trīs sodas elementu ķēdes Ķēde ir samontēta.Spuldze iedegas.

Sālīts akumulators Rada elektrisko strāvu ar spriegumu

Secinājums Lai sasniegtu šī darba mērķi, es atrisināju šādas problēmas: Apsveriet galvenos elektriskās strāvas avotu veidus. 1. Mehāniskie strāvas avoti 2. Termiskās strāvas avoti 3. Gaismas strāvas avoti 4. Ķīmiskie strāvas avoti Izpētīja strāvas avotu darbības principu. Dažus avotus izveidoju ar savām rokām. 1. Galvaniskā šūna no citrona. 2. Galvaniskā šūna, kas izgatavota no marinēta gurķa. 3. Sodas akumulators. 4. Sālīts akumulators.

Bibliogrāfija Abramovs S.S.. Lielā Kirila un Mitodija enciklopēdija. 2009. gada Vikipēdija — brīvā enciklopēdija. www. ru. wikipedia. org. Džulians Holands. Liela ilustrēta erudītu enciklopēdija. "Swallowtail" 2001; Kartsevs V.P. Lielo vienādojumu piedzīvojumi. M.: Izglītība, 2007

No fizikas kursa visi zina, ka elektriskā strāva nozīmē virzītu, sakārtotu lādiņu nesošo daļiņu kustību. Lai to iegūtu, vadītājā tiek izveidots elektriskais lauks. Tas pats ir nepieciešams, lai elektriskā strāva turpinātu pastāvēt ilgu laiku.

Elektriskās strāvas avoti var būt:

• statisks;
• ķīmiskās vielas;
• mehānisks;
• pusvadītājs.

Katrā no tiem tiek veikts darbs, kur tiek atdalītas atšķirīgi lādētas daļiņas, tas ir, tiek izveidots strāvas avota elektriskais lauks. Atdalījušies, tie uzkrājas pie stabiem, vietās, kur savienoti vadītāji. Kad stabi ir savienoti ar vadītāju, lādētas daļiņas sāk kustēties un rodas elektriskā strāva.

Elektriskās strāvas avoti: elektriskās mašīnas izgudrojums

Līdz septiņpadsmitā gadsimta vidum elektriskās strāvas radīšana prasīja daudz pūļu. Tajā pašā laikā pieauga to zinātnieku skaits, kuri strādā pie šī jautājuma. Un tā Otto fon Gēriks izgudroja pasaulē pirmo elektrisko mašīnu. Vienā no eksperimentiem ar sēru tas, izkusis dobā stikla lodītē, sacietēja un salauza stiklu. Gerika pastiprināja bumbu, lai to varētu pagriezt. Pagriežot to un nospiežot ādas gabalu, viņš saņēma dzirksteli. ievērojami atviegloja īslaicīgas elektroenerģijas iegūšanu. Bet grūtākas problēmas tika atrisinātas tikai ar zinātnes tālāku attīstību.

Problēma bija tā, ka Gērikas apsūdzības ātri pazuda. Lai palielinātu lādiņa ilgumu, ķermeņus ievietoja slēgtos traukos (stikla pudelēs), un elektrificētais materiāls bija ūdens ar naglu. Eksperiments tika optimizēts, kad pudele no abām pusēm tika pārklāta ar vadošu materiālu (piemēram, folijas loksnēm). Rezultātā viņi saprata, ka var iztikt arī bez ūdens.

Varžu kājas kā strāvas avots

Vēl vienu elektroenerģijas ražošanas metodi pirmais atklāja Luidži Galvani. Kā biologs viņš strādāja laboratorijā, kur eksperimentēja ar elektrību. Viņš redzēja, kā beigtas vardes kāja saraujās, kad to uzbudināja mašīnas dzirkstele. Bet kādu dienu tāds pats efekts tika panākts nejauši, kad zinātnieks pieskārās tam ar tērauda skalpeli.

Viņš sāka meklēt iemeslus, no kurienes nāk elektriskā strāva. Elektriskās strāvas avoti, pēc viņa galīgā secinājuma, atradās vardes audos.

Cits itālis Alesandro Volto pierādīja strāvas ģenerēšanas “vardes” rakstura nekonsekvenci. Tika novērots, ka vislielākā strāva radās, kad sērskābes šķīdumam pievienoja varu un cinku. Šo kombināciju sauc par galvanisko vai ķīmisko elementu.

Bet izmantot šādu līdzekli EML iegūšanai būtu pārāk dārgi. Tāpēc zinātnieki strādāja pie citas, mehāniskas, elektriskās enerģijas ražošanas metodes.

Kā darbojas parastais ģenerators?

Deviņpadsmitā gadsimta sākumā G.H. Oersted atklāja, ka tad, kad strāva iet caur vadītāju, radās magnētiskas izcelsmes lauks. Un nedaudz vēlāk Faradejs atklāja, ka tad, kad šī lauka spēka līnijas krustojas, vadītājā tiek inducēts emf, kas izraisa strāvu. EMF mainās atkarībā no kustības ātruma un pašiem vadītājiem, kā arī no lauka intensitātes. Šķērsojot simts miljonus spēka līniju sekundē, inducētais EML kļuva vienāds ar vienu voltu. Ir skaidrs, ka manuāla vadīšana magnētiskajā laukā nespēj radīt lielu elektrisko strāvu. Šāda veida elektriskās strāvas avoti ir izrādījušies daudz efektīvāki, uztinot vadu uz lielas spoles vai ražojot to bungas formā. Spole tika uzstādīta uz vārpstas starp magnētu un rotējošu ūdeni vai tvaiku. Šāds mehānisks strāvas avots ir raksturīgs parastajiem ģeneratoriem.

Lieliska Tesla

Izcilais serbu zinātnieks Nikola Tesla, veltot savu dzīvi elektrībai, izdarīja daudzus atklājumus, kurus mēs izmantojam vēl šodien. Daudzfāzu elektromotori, enerģijas pārvade caur daudzfāzu maiņstrāvu - tas nav viss lielā zinātnieka izgudrojumu saraksts.

Daudzi ir pārliecināti, ka parādību Sibīrijā, ko sauc par Tunguskas meteorītu, patiesībā izraisīja Tesla. Bet, iespējams, viens no noslēpumainākajiem izgudrojumiem ir transformators, kas spēj uztvert spriegumu līdz piecpadsmit miljoniem voltu. Neparasti ir gan tā struktūra, gan aprēķini, kas neatbilst zināmajiem likumiem. Bet tajās dienās viņi sāka attīstīt vakuuma tehnoloģiju, kurā nebija nekādu neskaidrību. Tāpēc zinātnieka izgudrojums kādu laiku tika aizmirsts.

Bet šodien, līdz ar teorētiskās fizikas parādīšanos, ir atkal radusies interese par viņa darbu. Ēteris tika atzīts par gāzi, uz kuru attiecas visi gāzes mehānikas likumi. Tieši no turienes lielā Tesla smēla savu enerģiju. Ir vērts atzīmēt, ka ēteriskā teorija pagātnē bija ļoti izplatīta daudzu zinātnieku vidū. Tikai līdz ar SRT — Einšteina speciālās relativitātes teorijas — parādīšanos, kurā viņš atspēkoja ētera eksistenci — tā tika aizmirsta, lai gan vēlāk formulētā vispārējā teorija to kā tādu neapstrīdēja.

Bet pagaidām sīkāk pakavēsimies pie elektriskās strāvas un ierīcēm, kas mūsdienās ir visuresošas.

Tehnisko ierīču izstrāde - strāvas avoti

Šādas ierīces izmanto dažādu enerģijas veidu pārvēršanai elektroenerģijā. Neskatoties uz to, ka fizikālās un ķīmiskās metodes elektriskās enerģijas ražošanai tika atklātas jau sen, tās kļuva plaši izplatītas tikai divdesmitā gadsimta otrajā pusē, kad radioelektronika sāka strauji attīstīties. Sākotnējie pieci galvaniskie pāri tika papildināti ar vēl 25 veidiem. Un teorētiski var būt vairāki tūkstoši galvanisko pāru, jo brīvo enerģiju var realizēt uz jebkura oksidētāja un reducētāja.

Fiziskās strāvas avoti

Fiziskie strāvas avoti sāka attīstīties nedaudz vēlāk. Mūsdienu tehnoloģijas izvirzīja arvien stingrākas prasības, un rūpnieciskie siltuma un termoelektriskie ģeneratori veiksmīgi tika galā ar pieaugošajiem uzdevumiem. Fizikālās strāvas avoti ir ierīces, kurās termiskā, elektromagnētiskā, mehāniskā un starojuma un kodolsabrukšanas enerģija tiek pārvērsta elektriskajā enerģijā. Papildus iepriekš minētajam tajos ietilpst arī elektriskās mašīnas un MHD ģeneratori, kā arī tie, ko izmanto, lai pārveidotu saules starojumu un atomu sabrukšanu.

Lai nodrošinātu, ka elektriskā strāva vadītājā nepazūd, ir nepieciešams ārējs avots, lai saglabātu potenciālu starpību vadītāja galos. Šim nolūkam ir enerģijas avoti, kuru radīšanai un uzturēšanai ir kāda potenciāla atšķirība. Elektriskās strāvas avota emf mēra ar darbu, kas tiek veikts, pārnesot pozitīvu lādiņu visā slēgtā ķēdē.

Pretestība strāvas avota iekšpusē to kvantitatīvi raksturo, nosakot enerģijas daudzumu, kas zaudēts, ejot cauri avotam.

Jauda un efektivitāte ir vienāda ar ārējās elektriskās ķēdes sprieguma attiecību pret emf.

Ķīmiskie strāvas avoti

Ķīmiskais strāvas avots EML elektriskajā ķēdē ir ierīce, kurā ķīmisko reakciju enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā.

Tā pamatā ir divi elektrodi: negatīvi lādēts reducētājs un pozitīvi lādēts oksidētājs, kas saskaras ar elektrolītu. Starp elektrodiem rodas potenciāla atšķirība, EMF.

Mūsdienu ierīces bieži izmanto:

• kā reducētājs - svins, kadmijs, cinks un citi;
• oksidētājs - niķeļa hidroksīds, svina oksīds, mangāns un citi;
• elektrolīts - skābju, sārmu vai sāļu šķīdumi.

Plaši tiek izmantoti sausie elementi, kas izgatavoti no cinka un mangāna. Tiek ņemts cinka trauks (ar negatīvu elektrodu). Iekšpusē ievieto pozitīvu elektrodu ar mangāna dioksīda un oglekļa vai grafīta pulvera maisījumu, kas samazina pretestību. Elektrolīts ir amonjaka, cietes un citu komponentu pasta.

Svina skābes akumulators visbiežāk ir sekundārs ķīmiskās strāvas avots elektriskā ķēdē, kam ir liela jauda, ​​stabila darbība un zemas izmaksas. Šāda veida baterijas tiek izmantotas dažādās jomās. Tos bieži dod priekšroka startera akumulatoriem, kas ir īpaši vērtīgi automašīnās, kur tiem parasti ir monopols.

Vēl viens izplatīts akumulators sastāv no dzelzs (anoda), niķeļa oksīda hidrāta (katoda) un elektrolīta - kālija vai nātrija ūdens šķīduma. Aktīvais materiāls ir ievietots niķelētās tērauda caurulēs.

Šīs sugas izmantošana samazinājās pēc Edisonas rūpnīcas ugunsgrēka 1914. gadā. Taču, ja salīdzina pirmā un otrā tipa akumulatoru īpašības, izrādās, ka dzelzs-niķeļa akumulatoru darbība var būt daudzkārt ilgāka nekā svina-skābes akumulatoriem.

Līdzstrāvas un maiņstrāvas ģeneratori

Ģeneratori ir ierīces, kuru mērķis ir pārveidot mehānisko enerģiju elektroenerģijā.

Vienkāršāko līdzstrāvas ģeneratoru var iedomāties kā vadītāja rāmi, kuru novieto starp magnētiskajiem poliem, un galus savieno ar izolētiem pusgredzeniem (kolektoru). Lai ierīce darbotos, ir jānodrošina rāmja rotācija ar kolektoru. Tad tajā tiks inducēta elektriskā strāva, mainot tās virzienu magnētisko spēka līniju ietekmē. Tas nonāks ārējā ķēdē vienā virzienā. Izrādās, ka kolektors labos rāmja radīto maiņstrāvu. Lai panāktu pastāvīgu strāvu, kolektors ir izgatavots no trīsdesmit sešām vai vairāk plāksnēm, un vadītājs sastāv no daudziem rāmjiem armatūras tinuma formā.

Apsvērsim, kāds ir strāvas avota mērķis elektriskā ķēdē. Noskaidrosim, kādi citi pašreizējie avoti pastāv.

strāva, strāvas stiprums, strāvas avots

Elektriskā ķēde sastāv no strāvas avota, kas kopā ar citiem objektiem veido ceļu strāvai. Un EML, strāvas un sprieguma jēdzieni atklāj elektromagnētiskos procesus, kas notiek šī procesa laikā.

Vienkāršākā elektriskā ķēde sastāv no strāvas avota (akumulators, galvaniskais elements, ģenerators u.c.), elektromotoru enerģijas patērētāji u.c.), kā arī vadi, kas savieno sprieguma avota spailes un patērētāju.

Elektriskajai ķēdei ir iekšējās (elektrības avots) un ārējās (vadi, slēdži un automātiskie slēdži, mērinstrumenti) daļas.

Tas darbosies un tam būs pozitīva vērtība tikai tad, ja ir nodrošināta slēgta ķēde. Jebkurš pārtraukums izraisa strāvas pārtraukšanu.

Elektriskā ķēde sastāv no strāvas avota galvanisko elementu, elektrisko bateriju, elektromehānisko un fotoelementu veidā utt.

Elektromotori, kas pārvērš enerģiju mehāniskajā enerģijā, apgaismes un sildīšanas ierīces, elektrolīzes iekārtas un tā tālāk darbojas kā elektriskie uztvērēji.

Palīgaprīkojumā ietilpst ierīces, ko izmanto ieslēgšanai un izslēgšanai, mērinstrumenti un aizsargmehānismi.

Visas sastāvdaļas ir sadalītas:

• aktīvs (ja elektriskā ķēde sastāv no EML strāvas avota, elektromotoriem, akumulatoriem un tā tālāk);
• pasīvs (kas ietver elektriskos uztvērējus un savienojošos vadus).

Ķēde var būt arī:

• lineārs, kur elementa pretestību vienmēr raksturo taisna līnija;
• nelineārs, kur pretestība ir atkarīga no sprieguma vai strāvas.

Šeit ir visvienkāršākā diagramma, kurā ķēdē ir iekļauts strāvas avots, atslēga, elektriskā lampa un reostats.

Neskatoties uz šādu tehnisko ierīču plašo izplatību, īpaši pēdējā laikā, cilvēki arvien biežāk uzdod jautājumus par alternatīvu enerģijas avotu uzstādīšanu.

Elektroenerģijas avotu daudzveidība

Kādi citi elektriskās strāvas avoti pastāv? Tā nav tikai saule, vējš, zeme un plūdmaiņas. Tie jau ir kļuvuši par tā dēvētajiem oficiālajiem alternatīvajiem elektroenerģijas avotiem.

Jāsaka, ka ir ļoti daudz alternatīvu avotu. Tie nav izplatīti, jo tie vēl nav praktiski un ērti. Bet, kas zina, varbūt nākotne būs tikai viņu ziņā.

Tātad ir iespējams iegūt elektroenerģiju no sālsūdens. Norvēģijā jau ir izveidota elektrostacija, kas izmanto šo tehnoloģiju.

Elektrostacijas var darboties arī ar kurināmā elementiem ar cieto oksīda elektrolītu.

Ir zināmi pjezoelektriskie ģeneratori, kas saņem enerģiju, pateicoties kinētiskajai enerģijai (ar šo tehnoloģiju jau pastāv pastaigu celiņi, ātrumvaļņi, turniketi un pat deju grīdas).

Ir arī nanoģeneratori, kuru mērķis ir pārveidot enerģiju pašā cilvēka ķermenī elektroenerģijā.

Ko jūs varat teikt par aļģēm, ko izmanto māju apsildīšanai, futbola zobeniem, kas ģenerē elektrisko enerģiju, velosipēdiem, kas var uzlādēt sīkrīkus, un pat smalki sagrieztu papīru, ko izmanto kā strāvas avotu?

Milzīgas perspektīvas, protams, slēpjas vulkāniskās enerģijas attīstībā.

Tas viss ir mūsdienu realitāte, pie kuras strādā zinātnieki. Pilnīgi iespējams, ka daži no tiem pavisam drīz kļūs par pavisam ikdienišķu parādību, kā mūsdienās mājās elektrība.

Vai varbūt kāds atklās zinātnieka Nikolas Teslas noslēpumus, un cilvēce varēs viegli iegūt elektrību no ētera?

Šajā rakstā tiks aprakstītas elektriskās strāvas ražošanas metodes, to veidi, priekšrocības un trūkumi. Vispārīgi runājot, strāvas avotus var iedalīt mehāniskos, ķīmiskos un tajos, kuros izmanto citas fizikālas transformācijas.

Ķīmiskie strāvas avoti

Ķīmiskie strāvas avoti pārvērš oksidētāja un reducētāja ķīmiskās reakcijas par emf. Pirmo ķīmisko strāvas avotu izgudroja Alesandro Volta 1800. gadā. Pēc tam viņa izgudrojumu sauca par "Volta elementu". Volta elementi, kas savienoti vertikālā akumulatorā, veido volta kolonnu.

1859. gadā franču fiziķis Gstons Plante izgudroja svina-skābes akumulatoru. Tas sastāvēja no svina plāksnēm, kas ievietotas sērskābē. Šāda veida akumulatorus joprojām plaši izmanto, piemēram, automašīnās.

1965. gadā franču ķīmiķis J. Leclanche ierosināja elementu, kas sastāv no cinka kausa ar amonija hlorīda šķīdumu, kurā tika ievietots mangāna oksīda aglomerāts ar oglekļa vadītāju. Šis elements kļuva par mūsdienu sāls bateriju priekšteci.

Visu ķīmisko elementu pamatā ir 2 elektrodi. Viens no tiem ir oksidētājs, bet otrs ir reducētājs, abi saskaras ar elektrolītu. Starp elektrodiem rodas EML. Pie anoda reducētājs tiek oksidēts; elektroni caur ārējo ķēdi nokļūst katodā un piedalās oksidētāja reducēšanas reakcijā. Tādējādi elektronu plūsma iet caur ārējo ķēdi no negatīvā pola uz pozitīvo. Svins tiek izmantots kā reducētājs. kadmijs, cinks un citi metāli. Oksidētāji - svina oksīds, mangāna oksīds, niķeļa hidroksīds un citi. Kā elektrolītu izmanto sārmu, skābju un sāļu šķīdumus.

Ir arī kurināmā elementi, kuros oksidētājs un reducētājs tiek piegādāti ārēji. Kā piemēru var minēt ūdeņraža-skābekļa kurināmā elementu, kas darbojas pēc tāda paša principa kā elektrolizators, tikai apgriezti - uz plāksnēm tiek piegādāts ūdeņradis un skābeklis, un elektrība rodas, to savienojumam reaģējot ūdenī.

Mehāniskie strāvas avoti

Mehāniskie strāvas avoti ietver visus avotus, kas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā. Parasti netiek izmantotas tiešās transformācijas, bet gan ar citu enerģiju, parasti magnētisko. Piemēram, magnētiskais lauks griežas ģeneratoros – magnētu radīts vai citādi ierosināts, iedarbojoties uz tinumiem, tas rada EML.

EH. Lencs jau 1833. gadā atklāja, ka elektromotori ar pastāvīgajiem magnētiem var radīt elektrību, ja rotors tiek griezts. Kā daļa no Jacobi elektromotora testēšanas komisijas viņš eksperimentāli pierādīja elektromotora atgriezeniskumu. Vēlāk tika atklāts, ka ģeneratora radīto enerģiju var izmantot paša elektromagnētu darbināšanai.

Pirmo ģeneratoru 1832. gadā uzbūvēja izgudrotāji no Parīzes, brāļi Pixin. Ģenerators izmantoja pastāvīgo magnētu, kura rotācija radīja EML tuvējos tinumos. 1843. gadā Emils Stehrer arī uzbūvēja ģeneratoru, kas sastāv no 3 magnētiem un 6 spolēm. Visi agrīnie ģeneratori izmantoja pastāvīgos magnētus. Vēlāk (1851-1867) tika izmantoti elektromagnēti, kurus darbina iebūvēts pastāvīgo magnētu ģenerators. Šādu mašīnu 1863. gadā izveidoja Henrijs Vailds.

Neizmantotu, bet joprojām pastāvošu metodi, kurā izmanto pjezokeramiku, var klasificēt arī kā mehānisku. Pjezo izstarotājs ir arī atgriezenisks un var radīt enerģiju mehāniskas iedarbības rezultātā.

Citi barošanas avoti

Mūsdienās visbiežāk izmantotais nemehāniskais enerģijas avots ir saules baterija. Saules baterija tieši pārvērš gaismu elektrībā, izsitot elektronus pn savienojumā ar fotonu enerģiju. Visbiežāk izmantotās saules baterijas ir izgatavotas uz silīcija bāzes. Tos ražo, leģējot vienu un to pašu pusvadītāju ar dažādiem piemaisījumiem, lai izveidotu np savienojumus.

Arī lauka apstākļos bieži tiek izmantoti Peltjē elementi. Peltjē elements rada temperatūras starpību, kad plūst elektriskā strāva. Pretēju efektu, Zēbeka efektu, izmanto, lai radītu elektrisko strāvu, kad elementam tiek piemērota temperatūras starpība. Sakarā ar dažādu vadītāju izmantošanu, katra temperatūra ir atšķirīga, kas noved pie elektronu plūsmas no karstāka vadītāja uz mazāk sakarsētu.

Pašreizējie avoti, ierīces, kas pārvērš dažāda veida enerģiju elektroenerģijā. Pamatojoties uz pārveidotās enerģijas veidu, enerģijas avotus var iedalīt ķīmiskajos un fizikālajos. Informācija par pirmajām ķīmiskajām baterijām (galvaniskajiem elementiem un baterijām) ir datēta ar 19. gs. (piemēram, Volta akumulators, Leclanche šūna). Tomēr līdz 40. gadiem. 20. gadsimts Pasaulē ir izstrādāti un projektos ieviesti ne vairāk kā 5 galvanisko pāru veidi. No 40. gadu vidus. Radioelektronikas attīstības un autonomo elektrisko ģeneratoru plašās izmantošanas rezultātā ir izveidoti vēl aptuveni 25 galvanisko pāru veidi. Teorētiski gandrīz jebkura oksidētāja un reducētāja ķīmisko reakciju brīvā enerģija var tikt realizēta elektroenerģijā, un līdz ar to ir iespējama vairāku tūkstošu galvanisko pāru realizācija. Lielākajai daļai fizisko elektronisko tehnoloģiju darbības principi bija zināmi jau 19. gadsimtā. Pēc tam, pateicoties straujai attīstībai un uzlabošanai, turboģeneratori un hidroģeneratori kļuva par galvenajiem rūpnieciskajiem elektroenerģijas avotiem. Fizikālās tehnoloģijas, kas balstītas uz citiem principiem, ieguva rūpniecisko attīstību tikai 50. un 60. gados. 20. gs., kas saistīts ar paaugstinātajām un diezgan specifiskajām mūsdienu tehnoloģiju prasībām. 60. gados tehniski attīstītajās valstīs jau bija termoģeneratoru, termoģeneratoru (PSRS, Vācija, ASV), kodolakumulatoru rūpnieciskie paraugi.

Ķīmiskie strāvas avoti Ierasts saukt ierīces, kas ģenerē elektrisko strāvu, izmantojot ķīmisko reaģentu redoksreakciju enerģiju. Saskaņā ar darbības shēmu un iespēju piegādāt enerģiju elektrotīklam ķīmiskos ģeneratorus iedala primārajos, sekundārajos un rezerves, kā arī elektroķīmiskajos ģeneratoros.

Fiziskās strāvas avoti ir ierīces, kas pārvērš termisko, mehānisko, elektromagnētisko enerģiju, kā arī starojuma un kodolieroču sabrukšanas enerģiju elektroenerģijā. Saskaņā ar visbiežāk lietoto klasifikāciju fizikālie ģeneratori ir: elektrisko mašīnu ģeneratori, termoelektriskie ģeneratori, termopārveidotāji, MHD ģeneratori, kā arī ģeneratori, kas pārvērš saules starojuma un atomu sabrukšanas enerģiju.

Lai uzturētu elektrisko strāvu vadītājā, ir nepieciešams kāds ārējs enerģijas avots, kas vienmēr uzturētu potenciālu starpību šī vadītāja galos.
Šādi enerģijas avoti ir tā sauktie elektriskās strāvas avoti, kuriem ir noteikts elektromotora spēks, kas rada un ilgstoši uztur potenciālu starpību vadītāja galos.

Skaitliski elektromotora spēku mēra ar darbu, ko veic elektriskās enerģijas avots, pārnesot vienu pozitīvu lādiņu visā slēgtā ķēdē.

Ja enerģijas avots, veicot darbu A, nodrošina lādiņa q pārnesi visā slēgtajā ķēdē, tad tā elektromotora spēks (E) būs vienāds ar

Strāvas avota iekšējā pretestība- strāvas avota kvantitatīvais raksturlielums, kas nosaka enerģijas zudumu apjomu, ejot cauri elektriskās strāvas avotam.
Iekšējai pretestībai ir pretestības dimensija, un to mēra omos.
Kad elektriskā strāva iet caur avotu, notiek tie paši enerģijas izkliedes procesi, kas iet cauri slodzes pretestībai. Pateicoties šiem procesiem, spriegums strāvas avota spailēs nav vienāds ar elektromotora spēku, bet ir atkarīgs no strāvas stipruma un līdz ar to arī no slodzes. Pie mazām strāvas vērtībām šī atkarība ir lineāra un to var attēlot formā

8) Jauda un efektivitāte avots ir vienāds ar ārējās ķēdes sprieguma attiecību pret emf lielumu. Elektroenerģija- fizikāls lielums, kas raksturo elektroenerģijas pārraides vai pārveidošanas ātrumu. Neto jauda mainās atkarībā no ārējās pretestības sarežģītākā veidā. Patiešām, Puseful = 0 pie ārējās pretestības galējām vērtībām: pie R = 0 un R®¥. Tādējādi maksimālajai lietderīgajai jaudai vajadzētu būt ārējās pretestības starpvērtībām.

9) Ķīmiskais strāvas avots (saīs. SIST) ir EML avots, kurā tajā notiekošo ķīmisko reakciju enerģija tiek tieši pārvērsta elektroenerģijā.

Darbības princips: ķīmisko strāvas avotu pamatā ir divi elektrodi (negatīvi lādēts anods, kas satur reducētāju un pozitīvi lādēts katods, kas satur oksidētāju), kas saskaras ar elektrolītu. Starp elektrodiem tiek noteikta potenciāla atšķirība - elektromotora spēks, kas atbilst redoksreakcijas brīvajai enerģijai. Ķīmisko strāvas avotu darbība balstās uz telpiski atdalītu procesu rašanos slēgtā ārējā ķēdē: pie negatīvā anoda reducētājs tiek oksidēts, iegūtie brīvie elektroni caur ārējo ķēdi nonāk pozitīvajā katodā, radot izlādes strāvu. , kur tie piedalās oksidētāja reducēšanas reakcijā. Tādējādi negatīvi lādētu elektronu plūsma caur ārējo ķēdi iet no anoda uz katodu, tas ir, no negatīvā elektroda (ķīmiskā strāvas avota negatīvā pola) uz pozitīvo. Tas atbilst elektriskās strāvas plūsmai virzienā no pozitīvā pola uz negatīvo, jo strāvas virziens sakrīt ar pozitīvo lādiņu kustības virzienu vadītājā.

Mūsdienu ķīmiskās strāvas avoti izmanto:

· kā reducētājs (anoda materiāls) - svins Pb, kadmijs Cd, cinks Zn un citi metāli;

· kā oksidētājs (katoda materiāls) - svina(IV) oksīds PbO 2, niķeļa hidroksīds NiOOH, mangāna(IV) oksīds MnO 2 un citi;

· kā elektrolīts - sārmu, skābju vai sāļu šķīdumi.

2) Mangāna-cinka (MC) sausie elementi ar mangāna dioksīda depolarizatoru ir kļuvuši plaši izplatīti.
Kausa tipa sausajam elementam (3. att.) ir taisnstūrveida vai cilindrisks cinka trauks, kas ir negatīvs elektrods. Tā iekšpusē ir ievietots pozitīvs elektrods oglekļa veidā.
nūjas vai plāksnes, kuras atrodas maisā, kas pildīts ar mangāna dioksīda maisījumu ar akmeņogļu vai grafīta pulveri. Lai samazinātu pretestību, pievieno oglekli vai grafītu. Oglekļa stieni un maisu ar depolarizējošo masu sauc par aglomerātu. Par elektrolītu izmanto pastu, kas sastāv no amonjaka (NH4Cl), cietes un dažām citām vielām. Krūzes elementiem centrālais terminālis ir pozitīvais pols.

Svina skābes akumulatori ir visizplatītākie starp sekundārajiem ķīmiskajiem enerģijas avotiem, kuriem ir salīdzinoši liela jauda apvienojumā ar uzticamību un salīdzinoši zemām izmaksām. Šīs baterijas var izmantot dažādus praktiskus lietojumus. Par savu popularitāti un plašo ražošanas apjomu tie ir saistīti ar startera akumulatoriem, kas paredzēti dažādiem transportlīdzekļiem un galvenokārt automašīnām. Šajā jomā viņu monopolstāvoklis ir stabils un ilgst ilgu laiku. Lielākā daļa stacionāro un ievērojama daļa ratiņu akumulatoru ir aprīkoti ar svina akumulatoriem. Svina-skābes akumulatori veiksmīgi konkurē ar sārma vilces akumulatoriem.

Lezo-niķeļa akumulators ir sekundārs ķīmiskais strāvas avots, kurā anods ir dzelzs, elektrolīts ir nātrija vai kālija hidroksīda ūdens šķīdums (ar litija hidroksīda piedevām), un katods ir niķeļa (III) oksīda hidrāts.

Aktīvais materiāls atrodas niķelētās tērauda caurulēs vai perforētās kabatās. Izmaksu un īpatnējā enerģijas patēriņa ziņā tie ir tuvi litija jonu akumulatoriem, bet pašizlādes, efektivitātes un sprieguma ziņā - NiMH akumulatoriem. Tie ir diezgan izturīgi akumulatori, izturīgi pret rupju apiešanos (pārlādēšanu, dziļu izlādi, īssavienojumu un termisko triecienu) un tiem ir ļoti ilgs kalpošanas laiks.

To izmantošana ir samazinājusies, kopš Edisona rūpnīcas/laboratorijas ugunsgrēks pārtrauca ražošanu 1914. gadā, jo akumulatoru darbība zemā temperatūrā, slikta uzlādes saglabāšana un augstās ražošanas izmaksas, kas ir salīdzināmas ar vislabāk noslēgtajiem svina-skābes akumulatoriem, un līdz 1/2 no izmaksām ir samazinājušās. no NiMH akumulatoriem. Taču pēdējo gadu svina sadārdzināšanās dēļ, kas izraisījis ievērojamu svina akumulatoru cenu kāpumu, cenas ir gandrīz kļuvušas vienādas.

Salīdzinot akumulatorus ar svina-skābes akumulatoriem, jāatceras, ka svina-skābes akumulatora pieļaujamā ekspluatācijas izlāde ir vairākas reizes mazāka par teorētisko pilno jaudu, un dzelzs-niķeļa akumulatoram ir ļoti tuvu tai. Tāpēc dzelzs-niķeļa akumulatora faktiskā darbības jauda ar vienādu teorētisko pilno jaudu var būt vairākas reizes lielāka (atkarībā no režīma) nekā svina-skābes akumulatora jauda.

10) Līdzstrāvas un maiņstrāvas elektriskie ģeneratori.

Mašīnas, kas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā, sauc par ģeneratoriem.
Vienkāršākais līdzstrāvas ģenerators (1. att.) ir starp magnēta poliem novietots vadītāja rāmis, kura gali savienoti ar izolētiem pusgredzeniem, ko sauc par kolektoru plāksnēm. Pozitīvās un negatīvās birstes tiek nospiestas pret pusgredzeniem (kolektoru), kurus noslēdz ārēja ķēde caur spuldzi. Lai ģenerators darbotos, vadītāja rāmis ar kolektoru ir jāpagriež. Saskaņā ar labās rokas likumu, kad vada rāmis ar kolektoru griežas, tajā tiks inducēta elektriskā strāva, mainot tās virzienu ik pēc pusapgrieziena, jo magnētiskās spēka līnijas katrā rāmja pusē krustosies. vienā vai otrā virzienā. Tajā pašā laikā ik pēc pusapgrieziena mainās rāmja vadītāja galu un komutatora pusgredzenu kontakts ar ģeneratora sukām. Strāva ieplūdīs ārējā ķēdē vienā virzienā, mainoties tikai vērtībā no 0 uz maksimālo. Tādējādi kolektors ģeneratorā kalpo rāmja radītās maiņstrāvas iztaisnošanai. Lai elektriskā strāva būtu nemainīga ne tikai virzienā, bet arī pēc lieluma (aptuveni nemainīga lieluma), kolektors ir izgatavots no daudzām (36 vai vairāk) plāksnēm, un vadītājs sastāv no daudziem rāmjiem vai sekcijām, kas izgatavotas armatūras tinuma forma.

Rīsi. 1. Vienkāršākā līdzstrāvas ģeneratora shēma: 1 - pusgredzens vai kolektora plāksne; I - vadītāja rāmis; 3 - ģeneratora suka

Vienkāršākā maiņstrāvas ģeneratora pamatstruktūra ir parādīta attēlā. 4. Šajā ģeneratorā vadītāja rāmja gali ir savienoti katrs ar savu gredzenu, un ģeneratora birstes ir nospiestas pret gredzeniem. Birstes aizver ārēja ķēde caur spuldzi. Kad rāmis ar gredzeniem griežas magnētiskajā laukā, ģenerators radīs maiņstrāvu, kuras lielums un virziens mainās ik pēc pusapgrieziena. Šo maiņstrāvu sauc par vienfāzes. Tehnoloģijā trīs ģeneratori