Çfarë ndodh në një burim të rrymës elektrike. Rryma elektrike, burimet e rrymës elektrike: përkufizimi dhe thelbi. Nga historia e shpikjeve

Parathënie.

Çfarë është rryma elektrike dhe çfarë është e nevojshme për shfaqjen dhe ekzistencën e saj për kohën që na nevojitet?

Fjala "rrymë" nënkupton lëvizjen ose rrjedhën e diçkaje. Rryma elektrike është lëvizja e urdhëruar (e drejtuar) e grimcave të ngarkuara. Për të marrë një rrymë elektrike në një përcjellës, duhet të krijoni një fushë elektrike në të. Në mënyrë që një rrymë elektrike të ekzistojë në një përcjellës për një kohë të gjatë, është e nevojshme të ruhet një fushë elektrike në të gjatë gjithë kësaj kohe. Një fushë elektrike krijohet në përcjellës dhe mund të mbahet për një kohë të gjatë burimet e rrymës elektrike . Aktualisht, njerëzimi përdor katër burime kryesore të rrymës: statike, kimike, mekanike dhe gjysmëpërçuese (bateritë diellore), por në secilën prej tyre punohet për të ndarë grimcat e ngarkuara pozitivisht dhe negativisht. Grimcat e veçanta grumbullohen në polet e burimit aktual, i cili është emri që u jepet vendeve me të cilat lidhen përcjellësit duke përdorur terminale ose kapëse. Një pol i burimit aktual ngarkohet pozitivisht, tjetri - negativisht. Nëse polet janë të lidhura nga një përcjellës, atëherë nën ndikimin e fushës, grimcat e lira të ngarkuara në përcjellës do të lëvizin dhe do të lindë një rrymë elektrike.

Elektricitet.

Burimet e rrymës elektrike.

Deri në vitin 1650, koha kur në Evropë u shfaq një interes i madh për energjinë elektrike, nuk njihej asnjë mënyrë për të marrë lehtësisht ngarkesa të mëdha elektrike. Me rritjen e numrit të shkencëtarëve të interesuar për kërkime elektrike, mund të pritet krijimi i mënyrave gjithnjë e më të thjeshta dhe më efikase të gjenerimit të ngarkesave elektrike.

Otto von Guericke shpiku makinën e parë elektrike. Ai derdhi squfur të shkrirë në një top xhami të zbrazët dhe më pas, kur squfuri u ngurtësua, ai theu gotën, duke mos e kuptuar se vetë topi i qelqit mund t'i shërbente po aq mirë qëllimeve të tij. Guericke pastaj forcoi topin e squfurit siç tregohet në Fig. 1 në mënyrë që të mund të rrotullohej me një dorezë. Për të marrë një ngarkesë, ishte e nevojshme të rrotullohej topin me njërën dorë dhe me tjetrën të shtypej një copë lëkure kundër tij. Fërkimi e ngriti potencialin e topit në një vlerë të mjaftueshme për të prodhuar shkëndija disa centimetra të gjata.

Kjo makinë ishte e dhimbshme

ndihmë e madhe në eksperimente

nom duke studiuar energjinë elektrike, por

detyra edhe më të vështira të “mbajtjes

furnizimi” dhe “rezerva” e energjisë elektrike

u zgjidhën akuzat

vetëm falë asaj që vijon

përparimin e fizikës. Fakti është se akuzat e fuqishme që

mund të krijohet në trupa duke përdorur elektrostatikë

Makinat e Guericke u zhdukën shpejt. Në fillim u mendua se arsyeja për këtë ishte “avullimi” i akuzave. Të parandalosh

Për të "avulluar" ngarkesat, u propozua mbyllja e trupave të ngarkuar në enë të mbyllura të bëra nga materiali izolues. Natyrisht, shishet e qelqit u zgjodhën si enë të tilla dhe uji u zgjodh si material i elektrizuar, pasi ishte e lehtë të derdhej në shishe. Për të qenë në gjendje të karikonte ujin pa e hapur shishen, kalohej një gozhdë përmes tapës. Ideja ishte e mirë, por për arsye të panjohura në atë kohë, pajisja nuk funksionoi aq mirë. Si rezultat i eksperimenteve intensive, shpejt u zbulua se ngarkesa e ruajtur dhe si rrjedhim forca e goditjes elektrike mund të rriteshin në mënyrë dramatike nëse shishja ishte e veshur brenda dhe jashtë me një material përçues, si p.sh. fletë të holla petë. Për më tepër, nëse lidhni një gozhdë duke përdorur një përcjellës të mirë me një shtresë metali brenda shishes, rezulton se mund të bëni fare pa ujë. Kjo "magazinim" i ri i energjisë elektrike u shpik në vitin 1745 në qytetin holandez të Leiden dhe u quajt kavanoza Leyden (Fig. 2).

I pari që zbuloi një mundësi të ndryshme për prodhimin e energjisë elektrike sesa nëpërmjet elektrifikimit me fërkim ishte shkencëtari italian Luigi Galvani (1737-1798). Me profesion ishte biolog, por punonte në një laborator ku kryheshin eksperimente me energji elektrike. Galvani zbuloi një fenomen që ishte i njohur për shumë njerëz para tij; ai konsistonte në faktin se nëse nervi i këmbës së një bretkose të ngordhur ngacmohej nga një shkëndijë nga një makinë elektrike, atëherë e gjithë këmba filloi të kontraktohej. Por një ditë Galvani vuri re se putra filloi të lëvizte kur vetëm një bisturi prej çeliku ra në kontakt me nervin e putrës. Gjëja më e habitshme ishte se nuk kishte asnjë kontakt midis makinës elektrike dhe bisturisë. Ky zbulim mahnitës e detyroi Galvanin të kryente një sërë eksperimentesh për të zbuluar shkakun e rrymës elektrike. Një nga eksperimentet u krye nga Galvani për të zbuluar nëse të njëjtat lëvizje në putra ishin shkaktuar nga elektriciteti i rrufesë. Për ta bërë këtë, Galvani vari disa këmbë bretkosash në grepa bronzi në një dritare të mbuluar me shufra hekuri. Dhe ai zbuloi, në kundërshtim me pritjet e tij, se kontraktimet e putrave ndodhin në çdo kohë, pavarësisht nga kushtet e motit. Prania e një makinerie elektrike apo një burimi tjetër të energjisë elektrike aty pranë doli të ishte e panevojshme. Galvani më tej konstatoi se në vend të hekurit dhe bronzit, mund të përdoreshin çdo dy metale të ndryshme, dhe kombinimi i bakrit dhe zinkut shkaktoi fenomenin në formën më të dallueshme. Xhami, goma, rrëshira, guri dhe druri i thatë nuk kishin fare efekt. Kështu, origjina e rrymës mbeti ende një mister. Ku shfaqet rryma - vetëm në indet e trupit të bretkosës, vetëm në metale të ndryshme, apo në një kombinim të metaleve dhe indeve? Fatkeqësisht, Galvani arriti në përfundimin se rryma e ka origjinën ekskluzivisht në indet e trupit të bretkosës. Si rezultat, për bashkëkohësit e tij koncepti i "energjisë elektrike të kafshëve" filloi të dukej shumë më real se energjia elektrike e çdo origjine tjetër.

Një tjetër shkencëtar italian Alessandro Volta (1745-1827) më në fund vërtetoi se nëse vendosni këmbët e bretkosës në solucione ujore të substancave të caktuara, atëherë rryma galvanike nuk lind në indet e bretkosës. Në veçanti, ky ishte rasti për ujin e burimit ose përgjithësisht të pastër; kjo rrymë shfaqet kur acidet, kripërat ose alkalet i shtohen ujit. Me sa duket, rryma më e madhe ndodhi në një kombinim të bakrit dhe zinkut të vendosur në një zgjidhje të holluar të acidit sulfurik. Kombinimi i dy pllakave të metaleve të ndryshme të zhytura në një tretësirë ujore të alkalit, acidit ose kripës quhet qelizë galvanike (ose kimike).

Nëse vetëm fërkimi dhe proceset kimike në qelizat galvanike do të ishin mjetet për të marrë forcën elektromotore, atëherë kostoja e energjisë elektrike e nevojshme për të operuar makina të ndryshme do të ishte jashtëzakonisht e lartë. Si rezultat i një numri të madh eksperimentesh, shkencëtarë nga vende të ndryshme bënë zbulime që bënë të mundur krijimin e makinave elektrike mekanike që prodhojnë energji elektrike relativisht të lirë.

Në fillim të shekullit të 19-të, Hans Christian Oersted bëri zbulimin e një fenomeni krejtësisht të ri elektrik, i cili konsistonte në faktin se kur rryma kalon përmes një përcjellësi, rreth tij formohet një fushë magnetike. Disa vjet më vonë, në 1831, Faraday bëri një zbulim tjetër, të barabartë në rëndësi me zbulimin e Oersted. Faraday zbuloi se kur një përcjellës në lëvizje kalon linjat e fushës magnetike, një forcë elektromotore induktohet në përcjellës, duke shkaktuar një rrymë në qarkun në të cilin përfshihet përcjellësi. EMF i induktuar ndryshon në përpjesëtim të drejtë me shpejtësinë e lëvizjes, numrin e përcjellësve dhe forcën e fushës magnetike. Me fjalë të tjera, emf i induktuar është drejtpërdrejt proporcional me numrin e linjave të forcës të kryqëzuara nga përcjellësi për njësi të kohës. Kur një përcjellës kalon 100,000,000 linja të forcës në 1 sekondë, emf i induktuar është i barabartë me 1 Volt. Duke lëvizur manualisht një përcjellës të vetëm ose spirale teli në një fushë magnetike, nuk mund të merren rryma të mëdha. Një mënyrë më efikase është të mbështillni telin në një bobinë të madhe ose ta bëni bobinën në një daulle. Spiralja më pas montohet në një bosht të vendosur midis poleve të magnetit dhe rrotullohet nga forca e ujit ose avullit. Kjo është, në thelb, se si funksionon një gjenerator i rrymës elektrike, i cili i përket burimeve mekanike të rrymës elektrike dhe përdoret në mënyrë aktive nga njerëzimi në kohën e tanishme.
Njerëzit kanë përdorur energjinë diellore që nga kohërat e lashta. Në vitin 212 para Krishtit. e. Me ndihmën e rrezeve të përqendruara diellore, ata ndezën zjarrin e shenjtë pranë tempujve. Sipas legjendës, afërsisht në të njëjtën kohë, shkencëtari grek Arkimedi, duke mbrojtur vendlindjen e tij, i vuri zjarrin velat e anijeve të flotës romake.

Dielli është një reaktor termonuklear i vendosur 149.6 milionë km larg Tokës, duke emetuar energji që arrin në Tokë kryesisht në formën e rrezatimit elektromagnetik. Pjesa më e madhe e energjisë së rrezatimit diellor është e përqendruar në pjesët e dukshme dhe infra të kuqe të spektrit. Rrezatimi diellor është një burim i pashtershëm i rinovueshëm i energjisë miqësore me mjedisin. Pa dëmtuar mjedisin ekologjik, mund të përdoret 1.5% e gjithë energjisë diellore që bie në tokë, d.m.th. 1.62 *10 16 kilovat orë në vit, që është e barabartë me një sasi të madhe karburanti standard - 2 *10 12 ton.

Përpjekjet e projektuesve po lëvizin përgjatë rrugës së përdorimit të fotocelave për të kthyer drejtpërdrejt energjinë diellore në energji elektrike. Fotokonvertuesit, të quajtur edhe panele diellore, përbëhen nga një numër fotocelash të lidhura në seri ose paralele. Nëse konverteri duhet të ngarkojë një bateri që fuqizon, për shembull, një pajisje radio gjatë kohës me re, atëherë ai lidhet paralelisht me terminalet e baterisë diellore (Fig. 3). Elementet e përdorur në bateritë diellore duhet të kenë efikasitet të lartë, karakteristika të favorshme spektrale, kosto të ulët, dizajn të thjeshtë dhe peshë të ulët. Fatkeqësisht, vetëm disa nga fotocelat e njohura sot i plotësojnë të paktën pjesërisht këto kërkesa. Këto janë kryesisht disa lloje të fotocelave gjysmëpërçuese. Më e thjeshta prej tyre është seleni. Fatkeqësisht, efikasiteti i fotocelave më të mira të selenit është i ulët (0.1...1%).

Baza e baterive diellore janë fotokonvertuesit e silikonit, të cilët kanë formën e pllakave të rrumbullakëta ose drejtkëndëshe me trashësi 0,7 - 1 mm dhe një sipërfaqe deri në 5 - 8 sq.cm. Përvoja ka treguar se elementë të vegjël me sipërfaqe rreth 1 metër katror japin rezultate të mira. shih, duke pasur një efikasitet prej rreth 10%. Janë krijuar gjithashtu fotoqeliza të bëra nga metale gjysmëpërçuese me një efikasitet teorik prej 18%. Nga rruga, efikasiteti praktik i konvertuesve fotoelektrikë (rreth 10%) tejkalon efikasitetin e një lokomotivë me avull (8%), efikasitetin e energjisë diellore në botën e bimëve (1%), si dhe efikasitetin e shumë hidraulikë dhe pajisjet e erës. Konvertuesit fotovoltaikë kanë qëndrueshmëri praktikisht të pakufizuar. Për krahasim, mund të japim vlerat e efikasitetit të burimeve të ndryshme të energjisë elektrike (në përqindje): termocentrali i kombinuar - 20-30, konverteri termoelektrik - 6 - 8, fotoqeliza selen - 0,1 - 1, bateria diellore - 6 - 11, qeliza e karburantit - 70, bateria e plumbit - 80 - 90.

Në vitin 1989, Boeing (SHBA) krijoi një fotocelë me dy shtresa të përbërë nga dy gjysmëpërçues - arsenid galium dhe antimonid galium - me një faktor konvertimi të energjisë diellore në energji elektrike të barabartë me 37%, që është mjaft e krahasueshme me efikasitetin e termocelës moderne dhe centralet bërthamore. Kohët e fundit është vërtetuar se metoda fotovoltaike e konvertimit të energjisë diellore teorikisht bën të mundur përdorimin e energjisë diellore me efikasitet deri në 93%! Por fillimisht u besua se kufiri maksimal i sipërm i efikasitetit të qelizave diellore nuk ishte më shumë se 26%, d.m.th. dukshëm më i ulët se efikasiteti i motorëve me nxehtësi me temperaturë të lartë.

Bateritë diellore aktualisht përdoren kryesisht në hapësirë, dhe në Tokë vetëm për furnizimin me energji elektrike të konsumatorëve autonome me fuqi deri në 1 kW, furnizim me energji elektrike për navigimin me radio

dhe pajisje elektronike me fuqi të ulët, disqe për automjete elektrike eksperimentale dhe avionë. Me përmirësimin e paneleve diellore, ato do të gjejnë aplikim në ndërtesat e banimit për furnizim autonom me energji elektrike, d.m.th. furnizimi me ngrohje dhe ujë të ngrohtë, si dhe për prodhimin e energjisë elektrike për ndriçimin dhe fuqizimin e pajisjeve elektrike shtëpiake.

Burimet e rrymës elektrike Përfundoi: Anton Rubtsov, nxënës i klasës 8 B të institucionit arsimor komunal Shkolla e mesme nr. 105 Udhëheqës shkencor: E. A. Maslova, mësuese e fizikës

Zgjedhja e një teme doja të studioja historinë e krijimit të burimeve të rrymës elektrike, dhe gjithashtu të bëj disa burime me duart e mia, duke përsëritur eksperimentet e shkencëtarëve të famshëm. Rëndësia Njerëzimi nuk mund të ekzistojë pa energji elektrike dhe ndoshta dikush do të jetë në gjendje të zbulojë burime të reja të rrymës elektrike që janë më ekonomike dhe më pak të kushtueshme. Qëllimi i punës është të studiojë llojet kryesore të burimeve të rrymës elektrike, parimin e funksionimit të tyre dhe bërjen e burimeve me duart tuaja. Objektivat: 1. Shqyrtoni llojet kryesore të burimeve të rrymës elektrike. 2. Studioni parimin e funksionimit të burimeve aktuale. 3. Bëni disa burime me duart tuaja.

Pjesa kryesore Burimi i rrymës është një pajisje në të cilën një lloj energjie shndërrohet në energji elektrike. Në çdo burim aktual, punohet për të ndarë grimcat e ngarkuara pozitivisht dhe negativisht që grumbullohen në polet e burimit. Rryma elektrike është lëvizja e drejtuar (e renditur) e grimcave të ngarkuara (elektroneve, joneve etj.) Kahu i lëvizjes së grimcave të ngarkuara pozitivisht merret si drejtim i rrymës. Nëse rryma krijohet nga grimca të ngarkuara negativisht (për shembull, elektronet), atëherë drejtimi i rrymës konsiderohet i kundërt me drejtimin e lëvizjes së grimcave.

Historia e krijimit të burimeve të para aktuale

Vetitë e qelibarit Thales i Miletit ishte i pari që i kushtoi vëmendje ngarkesës elektrike. Ai zbuloi se qelibari, i fërkuar me lesh, fiton vetitë e tërheqjes së objekteve të vogla. Rrëshira e fosilizuar e pemëve antike që u rritën në planetin tonë 38-120 milion vjet më parë.

Makina elektrike Otto von Guericke Otto von Guericke shpiku makinën e parë elektrike. Ai derdhi squfur të shkrirë brenda një top xhami të zbrazët dhe më pas, kur squfuri u ngurtësua, ai theu gotën. Guericke më pas forcoi topin e squfurit në mënyrë që të mund të rrotullohej me një dorezë. Për të marrë një ngarkesë, ishte e nevojshme të rrotullohej topin me njërën dorë dhe me tjetrën të shtypej një copë lëkure kundër tij. Fërkimi e rriti tensionin e topit në një vlerë të mjaftueshme për të prodhuar shkëndija disa centimetra të gjata.

Kavanoz Leyden Një kavanoz Leyden është një shishe qelqi e mbështjellë me fletë metalike nga të dyja anët. Brenda kavanozit ka një shufër metalike. Një kavanoz i lidhur me pllaka me një makinë elektrike mund të grumbullojë një sasi të konsiderueshme të energjisë elektrike. Nëse pllakat e saj do të lidheshin me një copë teli të trashë, atëherë një shkëndijë e fortë do të kërcente në pikën e qarkut të shkurtër dhe ngarkesa elektrike e akumuluar do të zhdukej menjëherë. Kjo bëri të mundur marrjen e një rryme elektrike afatshkurtër. Pastaj kavanoza duhej të ngarkohej përsëri. Tani ne i quajmë pajisje të tilla kondensatorë elektrikë.

Elementi i Galvanit Luigi Galvani (1737-1798) është një nga themeluesit e doktrinës së elektricitetit; eksperimentet e tij me elektricitetin "kafshë" hodhën themelet për një drejtim të ri shkencor - elektrofiziologji. Si rezultat i eksperimenteve me bretkosat, Galvani sugjeroi ekzistencën e energjisë elektrike brenda organizmave të gjallë. Një qelizë galvanike, një bateri, u emërua pas tij.

Kolona voltaike Alesandro Volta (1745 - 1827) - fizikan, kimist dhe fiziolog italian, shpikësi i një burimi të rrymës elektrike të drejtpërdrejtë. Burimi i saj i parë i rrymës është një "kolona voltaike". Volta vendosi në mënyrë alternative disa dhjetëra rrathë të vegjël zinku dhe argjendi mbi njëri-tjetrin, duke vendosur mes tyre letër të lagur me ujë të kripur.

Llojet kryesore të burimeve të rrymës elektrike Drita termike mekanike Elementi termik kimik fotocelë Makinë elektrofore Qelizë galvanike

Burimet e rrymës së kafshëve

Energjia elektrike brenda organizmave të gjallë Shumë bimë përjetojnë rryma dëmtimi. Seksionet e gjetheve dhe të kërcellit janë gjithmonë të ngarkuara negativisht në raport me indet normale.

Kafshët që prodhojnë rrymë elektrike Stinger elektrike (deri në 220 V) mustak amerikan (deri në 360 V) ngjala (deri në 1200 V)

Frutat dhe perimet që prodhojnë rrymë elektrike. Frutat dhe perimet mund të ndahen në ato që përmbajnë fillimisht dhe ato që fitojnë ekuilibër intraalkalin ose acid përmes procesit të oksidimit. Të parat përfshijnë agrumet (limoni) dhe patatet. Dhe për të dytën, për shembull, kastravec turshi dhe domate turshi.

Elektriciteti atmosferik Kur ajri lëviz, rrymat e ndryshme të ajrit elektrizohen si rezultat i kontaktit. Një pjesë e resë (e sipërme) është e elektrizuar pozitivisht, dhe tjetra (e poshtme) është e elektrizuar negativisht. Në momentin kur ngarkesa e resë bëhet e madhe, një shkëndijë e fuqishme elektrike - rrufeja - kërcen midis dy pjesëve të saj të elektrizuara.

Pjesa praktike

Bateritë shtëpiake Për të bërë bateri të bëra vetë, do të na duhen instrumente dhe materiale: Pllakë bakri Pllakë zink Limon, kastravec, sode, ujë, monedha Voltmetër Tela lidhëse

Qelizë galvanike e prodhuar nga limoni Prodhon rrymë elektrike me tension

Qelizë galvanike nga kastraveci i parë turshi Prodhon rrymë elektrike me tension

Qelizë galvanike nga kastravecat e dyta dhe të treta

Një bateri me dy kastraveca turshi prodhon një rrymë elektrike me tension

Një bateri me tre kastraveca turshi prodhon një rrymë elektrike me tension

Një llambë e lidhur me një zinxhir prej tre kastravecash turshi. Zinxhiri është montuar. Llamba ndizet.

Bateri sode Prodhon rrymë elektrike me tension

Bateri sode me dy dhe tre qeliza

Një llambë e lidhur me një qark prej tre elementësh sode. Qarku është montuar. Llamba ndizet.

Bateria e kripur Prodhon rrymë elektrike me tension

Përfundim Për të arritur qëllimin e kësaj pune, zgjidha problemet e mëposhtme: Shqyrtova llojet kryesore të burimeve të rrymës elektrike. 1. Burimet e rrymës mekanike 2. Burimet e rrymës termike 3. Burimet e rrymës së dritës 4. Burimet e rrymës kimike Studioi parimin e funksionimit të burimeve të rrymës. Kam bërë disa burime me duart e mia. 1. Qelizë galvanike prej limoni. 2. Qelizë galvanike e bërë nga kastraveci turshi. 3. Bateri sode. 4. Bateri e kripur.

Bibliografia Abramov S.S.. Enciklopedia e Madhe e Kirilit dhe Mitodit. 2009 Wikipedia - enciklopedia e lirë. www. ru. wikipedia. org. Julian Holland. Enciklopedi e madhe e ilustruar e eruditit. "Bishti i dallëndyshes" 2001; Kartsev V.P. Aventurat e Ekuacioneve të Mëdha. M.: Arsimi, 2007

Nga një kurs fizikë, të gjithë e dinë se rryma elektrike nënkupton lëvizjen e drejtuar dhe të urdhëruar të grimcave që mbartin një ngarkesë. Për ta marrë atë, një fushë elektrike formohet në përcjellës. E njëjta gjë është e nevojshme që rryma elektrike të vazhdojë të ekzistojë për një kohë të gjatë.

Burimet e rrymës elektrike mund të jenë:

statike;
kimike;
mekanike;
gjysmëpërçues.

Në secilën prej tyre, kryhet puna ku ndahen grimcat e ngarkuara ndryshe, domethënë krijohet një fushë elektrike e një burimi aktual. Pasi janë ndarë, ato grumbullohen në shtylla, në vendet ku lidhen përçuesit. Kur polet lidhen me një përcjellës, grimcat e ngarkuara fillojnë të lëvizin dhe gjenerohet një rrymë elektrike.

Burimet e rrymës elektrike: shpikja e makinës elektrike

Deri në mesin e shekullit të shtatëmbëdhjetë, gjenerimi i rrymës elektrike kërkonte shumë përpjekje. Në të njëjtën kohë, numri i shkencëtarëve që punonin për këtë çështje u rrit. Dhe kështu Otto von Guericke shpiku makinën e parë elektrike në botë. Në një nga eksperimentet me squfur, ai, i shkrirë brenda një topi xhami të zbrazët, u ngurtësua dhe theu xhamin. Guericke e forcoi topin në mënyrë që të mund të rrotullohej. Duke e rrotulluar dhe shtypur një copë lëkure ka marrë një shkëndijë. e bëri shumë më të lehtë marrjen e energjisë elektrike afatshkurtër. Por problemet më të vështira u zgjidhën vetëm me zhvillimin e mëtejshëm të shkencës.

Problemi ishte se akuzat e Guericke u zhdukën shpejt. Për të rritur kohëzgjatjen e karikimit, trupat vendoseshin në enë të mbyllura (shishe qelqi), dhe materiali i elektrizuar ishte uji me gozhdë. Eksperimenti u optimizua kur shishja ishte e veshur në të dy anët me material përçues (për shembull, fletë metalike). Si rezultat, ata kuptuan se mund të bënin pa ujë.

Këmbët e bretkosës si burim aktual

Një metodë tjetër e prodhimit të energjisë elektrike u zbulua për herë të parë nga Luigi Galvani. Si biolog, ai punoi në një laborator ku eksperimentonin me energjinë elektrike. Ai pa se si këmba e një bretkose të ngordhur u tkurr kur u emocionua nga një shkëndijë nga një makinë. Por një ditë i njëjti efekt u arrit rastësisht kur një shkencëtar e preku atë me një bisturi prej çeliku.

Filloi të kërkonte arsyet nga vinte rryma elektrike. Burimet e rrymës elektrike, sipas përfundimit të tij përfundimtar, ishin të vendosura në indet e bretkosës.

Një tjetër italian, Alessandro Volto, vërtetoi mospërputhjen e natyrës "bretkocë" të gjenerimit të rrymës. U vu re se rryma më e lartë ndodhi kur bakri dhe zinku u shtuan në tretësirën e acidit sulfurik. Ky kombinim quhet element galvanik ose kimik.

Por përdorimi i një mjeti të tillë për të marrë EMF do të ishte shumë i shtrenjtë. Prandaj, shkencëtarët punuan në një metodë tjetër, mekanike, të prodhimit të energjisë elektrike.

Si funksionon një gjenerator i rregullt?

Në fillim të shekullit të nëntëmbëdhjetë, G.H. Oersted zbuloi se kur rryma kalonte përmes një përcjellësi, lindi një fushë me origjinë magnetike. Dhe pak më vonë, Faraday zbuloi se kur linjat e forcës së kësaj fushe kryqëzohen, një emf induktohet në përcjellës, i cili shkakton një rrymë. EMF ndryshon në varësi të shpejtësisë së lëvizjes dhe vetë përcjellësve, si dhe në fuqinë e fushës. Kur kalonte njëqind milion linja të forcës në sekondë, EMF e induktuar u bë e barabartë me një Volt. Është e qartë se përçimi manual në një fushë magnetike nuk është në gjendje të prodhojë një rrymë të madhe elektrike. Burimet e rrymës elektrike të këtij lloji kanë treguar se janë shumë më efektive kur mbështjellin telin në një spirale të madhe ose e prodhojnë atë në formën e një daulleje. Spiralja ishte montuar në një bosht midis një magneti dhe ujit ose avullit rrotullues. Një burim i tillë i rrymës mekanike është i natyrshëm në gjeneratorët konvencionalë.

Tesla e madhe

Shkencëtari brilant serb, Nikola Tesla, duke ia kushtuar jetën elektricitetit, bëri shumë zbulime që ne i përdorim edhe sot. Motorët elektrikë shumëfazorë, transmetimi i energjisë përmes rrymës alternative shumëfazore - kjo nuk është e gjithë lista e shpikjeve të shkencëtarit të madh.

Shumë janë të bindur se fenomeni në Siberi, i quajtur meteorit Tunguska, në fakt është shkaktuar nga Tesla. Por ndoshta një nga shpikjet më misterioze është një transformator i aftë për të marrë tensione deri në pesëmbëdhjetë milion volt. Ajo që është e pazakontë është struktura dhe llogaritjet e saj, të cilat kundërshtojnë ligjet e njohura. Por në ato ditë ata filluan të zhvillonin teknologjinë e vakumit, në të cilën nuk kishte paqartësi. Prandaj, shpikja e shkencëtarit u harrua për një kohë.

Por sot, me ardhjen e fizikës teorike, ka pasur një interes të ri për punën e tij. Eteri u njoh si një gaz, i cili i nënshtrohet të gjitha ligjeve të mekanikës së gazit. Ishte prej andej që i madhi Tesla tërhoqi energjinë e tij. Vlen të përmendet se teoria eterike ishte shumë e zakonshme në të kaluarën midis shumë shkencëtarëve. Vetëm me shfaqjen e SRT - teorisë speciale të relativitetit të Ajnshtajnit, në të cilën ai hodhi poshtë ekzistencën e eterit - u harrua, megjithëse teoria e përgjithshme e formuluar më vonë nuk e sfidoi atë si të tillë.

Por tani për tani, le të ndalemi më në detaje në rrymën elektrike dhe pajisjet që janë kudo sot.

Zhvillimi i pajisjeve teknike - burimet aktuale

Pajisjet e tilla përdoren për të kthyer lloje të ndryshme të energjisë në energji elektrike. Përkundër faktit se metodat fizike dhe kimike për prodhimin e energjisë elektrike u zbuluan shumë kohë më parë, ato u përhapën vetëm në gjysmën e dytë të shekullit të njëzetë, kur radio elektronika filloi të zhvillohej me shpejtësi. Pesë çiftet origjinale galvanike u plotësuan nga 25 lloje të tjera. Dhe teorikisht, mund të ketë disa mijëra çifte galvanike, pasi energjia e lirë mund të realizohet në çdo agjent oksidues dhe reduktues.

Burimet fizike të rrymës

Burimet e rrymës fizike filluan të zhvillohen pak më vonë. Teknologjia moderne bëri kërkesa gjithnjë e më të rrepta, dhe gjeneratorët industrialë termikë dhe termionikë përballuan me sukses detyrat në rritje. Burimet e rrymës fizike janë pajisje ku termike, elektromagnetike, mekanike dhe energjia e rrezatimit dhe prishja bërthamore shndërrohen në energji elektrike. Përveç sa më sipër, ato përfshijnë gjithashtu gjeneratorë të makinerive elektrike dhe MHD, si dhe ato që përdoren për konvertimin e rrezatimit diellor dhe prishjes atomike.

Për të siguruar që rryma elektrike në përcjellës të mos zhduket, nevojitet një burim i jashtëm për të ruajtur diferencën e potencialit në skajet e përcjellësit. Për këtë qëllim, ekzistojnë burime energjie që kanë disa ndryshime potenciale për të krijuar dhe ruajtur. Emf i një burimi të rrymës elektrike matet nga puna e kryer duke transferuar një ngarkesë pozitive në një qark të mbyllur.

Rezistenca brenda një burimi aktual e karakterizon atë në mënyrë sasiore, duke përcaktuar sasinë e energjisë së humbur kur kalon përmes burimit.

Fuqia dhe efikasiteti janë të barabarta me raportin e tensionit në qarkun elektrik të jashtëm me EMF.

Burimet e rrymës kimike

Një burim i rrymës kimike në një qark elektrik EMF është një pajisje ku energjia e reaksioneve kimike shndërrohet në energji elektrike.

Ai bazohet në dy elektroda: një agjent reduktues të ngarkuar negativisht dhe një agjent oksidues të ngarkuar pozitivisht, të cilat janë në kontakt me elektrolitin. Një ndryshim potencial, EMF, ndodh midis elektrodave.

Pajisjet moderne shpesh përdorin:

si një agjent reduktues - plumbi, kadmiumi, zinku dhe të tjerët;
oksidues - hidroksidi i nikelit, oksidi i plumbit, mangani dhe të tjerët;
elektrolit - tretësirat e acideve, alkaleve ose kripërave.

Elementët e thatë të bërë nga zinku dhe mangani përdoren gjerësisht. Merret një enë zinku (që ka një elektrodë negative). Një elektrodë pozitive me një përzierje të dioksidit të manganit dhe karbonit ose pluhur grafit vendoset brenda, e cila redukton rezistencën. Elektroliti është një pastë e amoniakut, niseshtës dhe përbërësve të tjerë.

Një bateri e acidit plumb është më shpesh një burim kimik sekondar i rrymës në një qark elektrik, i cili ka fuqi të lartë, funksionim të qëndrueshëm dhe kosto të ulët. Bateritë e këtij lloji përdoren në fusha të ndryshme. Ata shpesh preferohen për bateritë fillestare, të cilat janë veçanërisht të vlefshme në automobila, ku në përgjithësi kanë një monopol.

Një tjetër bateri e zakonshme përbëhet nga hekuri (anodë), hidrati i oksidit të nikelit (katoda) dhe një elektrolit - një zgjidhje ujore e kaliumit ose natriumit. Materiali aktiv vendoset në tuba çeliku të nikeluar.

Përdorimi i kësaj specie ra pas zjarrit të uzinës Edison në 1914. Sidoqoftë, nëse krahasojmë karakteristikat e baterive të tipit të parë dhe të dytë, rezulton se funksionimi i baterive hekur-nikel mund të jetë shumë herë më i gjatë se ato të acidit plumb.

Gjeneratorë DC dhe AC

Gjeneratorët janë pajisje që synojnë shndërrimin e energjisë mekanike në energji elektrike.

Gjeneratori më i thjeshtë i rrymës së drejtpërdrejtë mund të imagjinohet si një kornizë përcjellësi, e cila vendoset midis poleve magnetike, dhe skajet janë të lidhura me gjysmë unaza të izoluara (kolektor). Që pajisja të funksionojë, është e nevojshme të sigurohet rrotullimi i kornizës me kolektorin. Pastaj në të do të induktohet një rrymë elektrike, duke ndryshuar drejtimin e saj nën ndikimin e linjave magnetike të forcës. Do të hyjë në qarkun e jashtëm në një drejtim të vetëm. Rezulton se kolektori do të korrigjojë rrymën alternative të krijuar nga korniza. Për të arritur rrymë konstante, kolektori është bërë nga tridhjetë e gjashtë ose më shumë pllaka, dhe përcjellësi përbëhet nga shumë korniza në formën e një dredha-dredha armature.

Le të shqyrtojmë se cili është qëllimi i një burimi aktual në një qark elektrik. Le të zbulojmë se cilat burime të tjera aktuale ekzistojnë.

rryma, forca aktuale, burimi aktual

Një qark elektrik përbëhet nga një burim rrymë që, së bashku me objektet e tjera, krijon një shteg për rrymën. Dhe konceptet e EMF, rryma dhe tensioni zbulojnë proceset elektromagnetike që ndodhin gjatë këtij procesi.

Qarku elektrik më i thjeshtë përbëhet nga burimi i rrymës (bateria, qeliza galvanike, gjeneratori, etj.), Konsumatorët e energjisë së motorëve elektrikë, etj.), Si dhe telat që lidhin terminalet e burimit të tensionit dhe konsumatorin.

Një qark elektrik ka pjesë të brendshme (burimi i energjisë elektrike) dhe të jashtme (tela, ndërprerës dhe ndërprerës, instrumente matëse).

Do të funksionojë dhe do të ketë një vlerë pozitive vetëm nëse sigurohet një qark i mbyllur. Çdo ndërprerje bën që rryma të ndalojë rrjedhën.

Një qark elektrik përbëhet nga një burim rrymë në formën e qelizave galvanike, baterive elektrike, elektromekanike dhe fotocelave, etj.

Motorët elektrikë që konvertojnë energjinë në energji mekanike, pajisjet e ndriçimit dhe ngrohjes, instalimet e elektrolizës, e kështu me radhë, veprojnë si marrës elektrikë.

Pajisjet ndihmëse përfshijnë pajisje që përdoren për ndezjen dhe fikjen, instrumentet matëse dhe mekanizmat mbrojtës.

Të gjithë komponentët ndahen në:

aktive (ku qarku elektrik përbëhet nga një burim i rrymës EMF, motorë elektrikë, bateri etj.);
pasive (që përfshin marrës elektrikë dhe instalime elektrike lidhëse).

Qarku mund të jetë gjithashtu:

lineare, ku rezistenca e elementit karakterizohet gjithmonë nga një vijë e drejtë;
jolineare, ku rezistenca varet nga voltazhi ose rryma.

Këtu është diagrami më i thjeshtë ku një burim aktual, një çelës, një llambë elektrike dhe një reostat përfshihen në qark.

Pavarësisht përdorimit të gjerë të pajisjeve të tilla teknike, veçanërisht kohët e fundit, njerëzit po bëjnë gjithnjë e më shumë pyetje në lidhje me instalimin e burimeve alternative të energjisë.

Shumëllojshmëria e burimeve të energjisë elektrike

Cilat burime të tjera të rrymës elektrike ekzistojnë? Nuk është vetëm dielli, era, toka dhe baticat. Ata tashmë janë bërë të ashtuquajturat burime alternative zyrtare të energjisë elektrike.

Duhet thënë se ka shumë burime alternative. Ato nuk janë të zakonshme sepse nuk janë ende praktike dhe të përshtatshme. Por, kush e di, ndoshta e ardhmja do të jetë vetëm e tyre.

Pra, është e mundur të merret energji elektrike nga uji i kripur. Një termocentral që përdor këtë teknologji tashmë është krijuar në Norvegji.

Stacionet e energjisë elektrike mund të funksionojnë gjithashtu në qelizat e karburantit me elektrolit të ngurtë oksid.

Gjeneratorët piezoelektrikë janë të njohur që marrin energji falë energjisë kinetike (shtigjet e ecjes, goditjet e shpejtësisë, rrotullat dhe madje edhe dyshemetë e kërcimit tashmë ekzistojnë me këtë teknologji).

Ekzistojnë gjithashtu nanogjeneratorë që synojnë shndërrimin e energjisë në vetë trupin e njeriut në energji elektrike.

Çfarë mund të thoni për algat që përdoren për ngrohjen e shtëpive, shpatat e futbollit që prodhojnë energji elektrike, biçikletat që mund të karikojnë pajisje, madje edhe letrën e copëtuar imët që përdoret si burim aktual?

Perspektivat e mëdha, natyrisht, qëndrojnë në zhvillimin e energjisë vullkanike.

E gjithë kjo është realiteti i sotëm, mbi të cilin shkencëtarët po punojnë. Ka shumë mundësi që disa prej tyre shumë shpejt të bëhen një fenomen krejtësisht i zakonshëm, si rryma në shtëpi sot.

Apo ndoshta dikush do të zbulojë sekretet e shkencëtarit Nikola Tesla dhe njerëzimi do të jetë në gjendje të marrë lehtësisht energji elektrike nga eteri?

Ky artikull do të përshkruajë metodat për prodhimin e rrymës elektrike, llojet, avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Në terma të përgjithshëm, burimet aktuale mund të ndahen në mekanike, kimike dhe ato që përdorin transformime të tjera fizike.

Burimet e rrymës kimike

Burimet kimike të rrymës konvertojnë reaksionet kimike të një oksiduesi dhe një reduktuesi në një emf. Burimi i parë i rrymës kimike u shpik nga Alessandro Volta në 1800. Më pas, shpikja e tij u quajt "Elementi Volta". Elementet voltaike të lidhura në një bateri vertikale përbëjnë një kolonë voltaike.

Në vitin 1859, fizikani francez Gston Plante shpiku baterinë e acidit të plumbit. Ai përbëhej nga pllaka plumbi të vendosura në acid sulfurik. Ky lloj baterie përdoret ende gjerësisht, për shembull në makina.

Në vitin 1965, kimisti francez J. Leclanche propozoi një element të përbërë nga një filxhan zinku me një zgjidhje të klorurit të amonit, në të cilin ishte vendosur një aglomerat oksid mangani me një përcjellës karboni. Ky element u bë paraardhësi i baterive moderne të kripës.

Të gjithë elementët kimikë bazohen në 2 elektroda. Njëri prej tyre është një agjent oksidues, dhe tjetri është një agjent reduktues, të dy janë në kontakt me elektrolitin. Një EMF ndodh midis elektrodave. Në anodë, agjenti reduktues oksidohet; elektronet kalojnë përmes qarkut të jashtëm në katodë dhe marrin pjesë në reaksionin e reduktimit të agjentit oksidues. Kështu, rrjedha e elektroneve kalon nëpër qarkun e jashtëm nga poli negativ në atë pozitiv. Plumbi përdoret si agjent reduktues. kadmium, zink dhe metale të tjera. Agjentët oksidues - oksidi i plumbit, oksidi i manganit, hidroksidi i nikelit dhe të tjerët. Si elektrolit, përdoren tretësirat e alkaleve, acideve dhe kripërave.

Ekzistojnë gjithashtu qeliza karburanti në të cilat agjenti oksidues dhe agjenti reduktues furnizohen nga jashtë. Një shembull është një qelizë karburanti hidrogjen-oksigjen, e cila funksionon në të njëjtin parim si një elektrolizues, vetëm në të kundërt - hidrogjeni dhe oksigjeni furnizohen në pllaka, dhe energjia elektrike gjenerohet nga reagimi i kombinimit të tyre në ujë.

Burimet e rrymës mekanike

Burimet e rrymës mekanike përfshijnë të gjitha burimet që shndërrojnë energjinë mekanike në energji elektrike. Zakonisht, transformimet e drejtpërdrejta nuk përdoren, por përmes energjisë tjetër, zakonisht magnetike. Për shembull, një fushë magnetike rrotullohet në gjeneratorë - e krijuar nga magnet, ose ndryshe e ngacmuar, duke vepruar në mbështjelljet që krijon një EMF.

E.H. Lenz zbuloi në vitin 1833 se motorët elektrikë me magnet të përhershëm mund të gjeneronin energji elektrike nëse rotori rrotullohej. Si pjesë e komisionit për testimin e motorit elektrik Jacobi, ai provoi eksperimentalisht kthyeshmërinë e motorit elektrik. Më vonë u zbulua se energjia e gjeneruar nga gjeneratori mund të përdoret për të fuqizuar elektromagnetët e tij.

Gjeneratori i parë u ndërtua në 1832 nga shpikësit nga Parisi, vëllezërit Pixin. Gjeneratori përdori një magnet të përhershëm, rrotullimi i të cilit gjeneroi një EMF në mbështjelljet e afërta. Në 1843, Emil Stehrer ndërtoi gjithashtu një gjenerator të përbërë nga 3 magnet dhe 6 mbështjellje. Të gjithë gjeneratorët e hershëm përdorën magnet të përhershëm. Më vonë (1851-1867) u përdorën elektromagnetët, të mundësuar nga një gjenerator i integruar i magnetit të përhershëm. Një makinë e tillë u krijua nga Henry Wilde në 1863.

Një metodë e papërdorur, por ende ekzistuese duke përdorur piezoceramicë mund të klasifikohet gjithashtu si mekanike. Emituesi piezo është gjithashtu i kthyeshëm dhe mund të gjenerojë energji nën ndikimin mekanik.

Burime të tjera të energjisë

Burimi i energjisë jo mekanike më i përdorur sot është një bateri diellore. Një bateri diellore konverton drejtpërdrejt dritën në energji elektrike duke rrëzuar elektronet në një kryqëzim pn me energjinë e fotonit. Qelizat diellore më të përdorura janë me bazë silikoni. Ato prodhohen duke dopinguar të njëjtin gjysmëpërçues me papastërti të ndryshme për të krijuar nyje np.

Gjithashtu, në kushte fushore, shpesh përdoren elementë Peltier. Elementi Peltier krijon një ndryshim të temperaturës kur rrjedh rryma elektrike. Efekti i kundërt, efekti Seebeck, përdoret për të prodhuar një rrymë elektrike kur një ndryshim në temperaturë zbatohet në një element. Për shkak të përdorimit të përçuesve të ndryshëm, temperatura e secilit është e ndryshme, gjë që çon në rrjedhën e elektroneve nga një përcjellës më i nxehtë në një më pak të nxehtë.

Burimet aktuale, pajisje që shndërrojnë lloje të ndryshme të energjisë në energji elektrike. Në bazë të llojit të energjisë së konvertuar, burimet e energjisë mund të ndahen në kimike dhe fizike. Informacioni për bateritë e para kimike (qelizat galvanike dhe bateritë) daton në shekullin e 19-të. (për shembull, bateria Volta, qeliza Leclanche). Megjithatë, deri në vitet 40. Shekulli 20 Në botë, jo më shumë se 5 lloje të çifteve galvanike janë zhvilluar dhe zbatuar në dizajne. Nga mesi i viteve 40. Si rezultat i zhvillimit të radio-elektronikës dhe përdorimit të gjerë të gjeneratorëve elektrikë autonome, janë krijuar rreth 25 lloje të tjera çiftesh galvanike. Teorikisht, energjia e lirë e reaksioneve kimike të pothuajse çdo agjenti oksidues dhe reduktues mund të realizohet në energji elektrike, dhe për këtë arsye, zbatimi i disa mijëra çifteve galvanike është i mundur. Parimet e funksionimit të shumicës së teknologjive elektronike fizike ishin të njohura tashmë në shekullin e 19-të. Më pas, për shkak të zhvillimit dhe përmirësimit të shpejtë, turbogjeneratorët dhe hidrogjeneratorët u bënë burimet kryesore industriale të energjisë elektrike. Teknologjitë fizike të bazuara në parime të tjera morën zhvillim industrial vetëm në vitet '50 dhe '60. shekulli i 20-të, që është për shkak të kërkesave të shtuara dhe mjaft specifike të teknologjisë moderne. Në vitet '60 Vendet e zhvilluara teknikisht kishin tashmë mostra industriale të termogjeneratorëve, gjeneratorëve termionikë (BRSS, Gjermani, SHBA), bateri bërthamore

Burimet e rrymës kimikeËshtë zakon të quhen pajisje që gjenerojnë rrymë elektrike duke përdorur energjinë e reaksioneve redoks të reagentëve kimikë. Në përputhje me skemën e funksionimit dhe aftësinë për të furnizuar energji në rrjetin elektrik, gjeneratorët kimikë ndahen në gjeneratorë parësorë, sekondarë dhe rezervë, si dhe gjeneratorë elektrokimikë.

Burimet fizike të rrymës janë pajisje që shndërrojnë energjinë termike, mekanike, elektromagnetike, si dhe energjinë e rrezatimit dhe zbërthimit bërthamor në energji elektrike. Në përputhje me klasifikimin më të përdorur, gjeneratorët fizikë përfshijnë: gjeneratorët e makinave elektrike, gjeneratorët termoelektrikë, konvertuesit termionikë, gjeneratorët MHD, si dhe gjeneratorët që konvertojnë energjinë e rrezatimit diellor dhe prishjes atomike.

Për të mbajtur një rrymë elektrike në një përcjellës, nevojitet një burim i jashtëm energjie, i cili gjithmonë do të ruante një ndryshim potencial në skajet e këtij përcjellësi.
Burime të tilla energjie janë të ashtuquajturat burime të rrymës elektrike, të cilat kanë një forcë të caktuar elektromotore që krijon dhe ruan një diferencë potenciale në skajet e përcjellësit për një kohë të gjatë.

Numerikisht, forca elektromotore matet nga puna e bërë nga një burim i energjisë elektrike kur transferon një ngarkesë të vetme pozitive në një qark të mbyllur.

Nëse burimi i energjisë, duke kryer punën A, siguron transferimin e ngarkesës q në të gjithë qarkun e mbyllur, atëherë forca e tij elektromotore (E) do të jetë e barabartë me

Rezistenca e brendshme e burimit aktual- një karakteristikë sasiore e një burimi të rrymës, e cila përcakton sasinë e humbjeve të energjisë kur kalon përmes burimit të rrymës elektrike.
Rezistenca e brendshme ka dimensionin e rezistencës dhe matet në Ohm.
Kur një rrymë elektrike kalon përmes një burimi, ndodhin të njëjtat procese të shpërndarjes së energjisë si kur kaloni nëpër një rezistencë ndaj ngarkesës. Falë këtyre proceseve, voltazhi në terminalet e burimit aktual nuk është i barabartë me forcën elektromotore, por varet nga madhësia e rrymës dhe, rrjedhimisht, nga ngarkesa. Në vlera të vogla aktuale, kjo varësi është lineare dhe mund të përfaqësohet në formë

8) Fuqia dhe efikasiteti burimi është i barabartë me raportin e tensionit në qarkun e jashtëm me madhësinë e emf. Energji elektrike- një sasi fizike që karakterizon shpejtësinë e transmetimit ose të shndërrimit të energjisë elektrike. Fuqia neto ndryshon në varësi të rezistencës së jashtme në një mënyrë më komplekse. Në të vërtetë, Puseful = 0 në vlerat ekstreme të rezistencës së jashtme: në R = 0 dhe R®¥. Kështu, fuqia maksimale e dobishme duhet të ndodhë në vlerat e ndërmjetme të rezistencës së jashtme.

9) Burimi i rrymës kimike (shkurt. HIT) është një burim i EMF në të cilin energjia e reaksioneve kimike që ndodhin në të konvertohet drejtpërdrejt në energji elektrike.

Parimi i funksionimit: Burimet e rrymës kimike bazohen në dy elektroda (një anodë e ngarkuar negativisht që përmban një agjent reduktues dhe një katodë e ngarkuar pozitivisht që përmban një agjent oksidues) në kontakt me elektrolitin. Ndërmjet elektrodave vendoset një ndryshim potencial - një forcë elektromotore që korrespondon me energjinë e lirë të reaksionit redoks. Veprimi i burimeve të rrymës kimike bazohet në shfaqjen e proceseve të ndara në hapësirë në një qark të jashtëm të mbyllur: në anodën negative, agjenti reduktues oksidohet, elektronet e lira që rezultojnë kalojnë përmes qarkut të jashtëm në katodën pozitive, duke krijuar një rrymë shkarkimi. , ku marrin pjesë në reaksionin e reduktimit të agjentit oksidues. Kështu, rrjedha e elektroneve të ngarkuar negativisht përmes qarkut të jashtëm shkon nga anoda në katodë, domethënë nga elektroda negative (poli negativ i burimit të rrymës kimike) në pozitiv. Kjo korrespondon me rrjedhën e rrymës elektrike në drejtim nga poli pozitiv në negativ, pasi drejtimi i rrymës përkon me drejtimin e lëvizjes së ngarkesave pozitive në përcjellës.

Burimet moderne të rrymës kimike përdorin:

· si agjent reduktues (material anodë) - plumb Pb, kadmium Cd, zink Zn dhe metale të tjera;

· si agjent oksidues (material katodë) - oksid plumbi (IV) PbO 2, hidroksid nikel NiOOH, oksid mangani (IV) MnO 2 dhe të tjerë;

· si elektrolit - tretësirat e alkaleve, acideve ose kripërave.

2) Elementët e thatë mangan-zink (MC) me një depolarizues të dioksidit të manganit janë përhapur gjerësisht.
Një qelizë e thatë e tipit filxhan (Fig. 3) ka një enë zinku drejtkëndëshe ose cilindrike, e cila është një elektrodë negative. Brenda saj vendoset një elektrodë pozitive në formë karboni.
shkopinj ose pjata, të cilat ndodhen në një qese të mbushur me një përzierje të dioksidit të manganit me qymyr ose pluhur grafit. Karboni ose grafiti shtohet për të zvogëluar rezistencën. Shufra e karbonit dhe qesja me masën depolarizuese quhen aglomerat. Një paste e përbërë nga amoniaku (NH4Cl), niseshteja dhe disa substanca të tjera përdoret si elektrolit. Për elementët e kupës, terminali qendror është poli pozitiv.

Bateritë e acidit të plumbit janë më të zakonshmet në mesin e burimeve dytësore të energjisë kimike, duke poseduar fuqi relativisht të lartë të kombinuar me besueshmëri dhe kosto relativisht të ulët. Këto bateri gjejnë një sërë aplikimesh praktike. Popullaritetin e tyre dhe shkallën e gjerë të prodhimit ia detyrojnë baterive fillestare të destinuara për automjete të ndryshme dhe, mbi të gjitha, makina. Në këtë fushë, pozicioni i tyre monopol është i qëndrueshëm dhe zgjat për një kohë të gjatë. Shumica dërrmuese e baterive të palëvizshme dhe një pjesë e konsiderueshme e baterive të karrocave janë të pajisura me bateri plumbi. Bateritë me acid plumbi konkurrojnë me sukses bateritë tërheqëse alkaline.

Bateri Lezo-nikelështë një burim kimik sekondar i rrymës në të cilin hekuri është anoda, elektroliti është një tretësirë ujore e hidroksidit të natriumit ose kaliumit (me aditivë të hidroksidit të litiumit), dhe katoda është hidrat i oksidit të nikelit (III).

Materiali aktiv gjendet në tuba çeliku të nikeluar ose xhepa të shpuar. Për sa i përket kostos dhe konsumit specifik të energjisë, ato janë afër baterive litium-jon, dhe për sa i përket vetë-shkarkimit, efikasitetit dhe tensionit - me bateritë NiMH. Këto janë bateri mjaft të qëndrueshme, rezistente ndaj trajtimit të ashpër (mbimbushje, shkarkim të thellë, qark të shkurtër dhe goditje termike) dhe kanë një jetëgjatësi shumë të gjatë shërbimi.

Përdorimi i tyre ka qenë në rënie që kur zjarri i fabrikës/laboratorit të Edison ndaloi prodhimin në 1914, për shkak të performancës së dobët të baterisë në temperatura të ulëta, mbajtjes së dobët të ngarkesës dhe kostove të larta të prodhimit të krahasueshme me bateritë më të mira të vulosura me acid plumbi dhe deri në 1/2 e kostos. e baterive NiMH. Megjithatë, për shkak të rritjes së kostos së plumbit në vitet e fundit, e cila ka bërë që çmimi i baterive të plumbit të rritet ndjeshëm, çmimet pothuajse janë bërë të barabarta.

Kur krahasojmë bateritë me bateritë me acid plumbi, duhet të mbahet mend se shkarkimi i lejueshëm operativ i një baterie me acid plumbi është disa herë më i vogël se kapaciteti i plotë teorik dhe ai i një baterie hekur-nikel është shumë afër tij. Prandaj, kapaciteti aktual operativ i një baterie hekur-nikel, me një kapacitet të plotë teorik të barabartë, mund të jetë disa herë (në varësi të modalitetit) më i madh se ai i një baterie me acid plumbi.

10) Gjeneratorë elektrikë të rrymës direkte dhe alternative.

Makinat që shndërrojnë energjinë mekanike në energji elektrike quhen gjeneratorë.
Gjeneratori më i thjeshtë i rrymës së drejtpërdrejtë (Fig. 1) është një kornizë përcjellësi e vendosur midis poleve të një magneti, skajet e të cilit janë të lidhura me gjysmë unaza të izoluara të quajtura pllaka kolektori. Furçat pozitive dhe negative shtypen kundër gjysmë unazave (kolektorit), të cilat mbyllen nga një qark i jashtëm përmes një llambë. Që gjeneratori të funksionojë, korniza e përcjellësit me kolektorin duhet të rrotullohet. Në përputhje me rregullin e dorës së djathtë, kur korniza e përcjellësit me kolektorin rrotullohet, në të do të induktohet një rrymë elektrike, duke ndryshuar drejtimin e saj çdo gjysmë kthese, pasi linjat magnetike të forcës në secilën anë të kornizës do të kryqëzohen. në një drejtim apo në tjetrin. Në të njëjtën kohë, çdo gjysmë rrotullimi ndryshon kontakti i skajeve të përcjellësit të kornizës dhe gjysmë-unazat e komutatorit me furçat e gjeneratorit. Rryma do të rrjedhë në qarkun e jashtëm në një drejtim, duke ndryshuar vetëm në vlerë nga 0 në maksimum. Kështu, kolektori në gjenerator shërben për të korrigjuar rrymën alternative të krijuar nga korniza. Në mënyrë që rryma elektrike të jetë konstante jo vetëm në drejtim, por edhe në madhësi (përafërsisht konstante në madhësi), kolektori përbëhet nga shumë (36 ose më shumë) pllaka, dhe përcjellësi përbëhet nga shumë korniza ose seksione të bëra në formë e një mbështjellje armature .

Oriz. 1. Diagrami i gjeneratorit më të thjeshtë të rrymës së drejtpërdrejtë: 1 - gjysmë unazë ose pllaka kolektori; I - korniza e përcjellësit; 3 - furçë gjeneratori

Struktura bazë e gjeneratorit më të thjeshtë të rrymës alternative është paraqitur në Fig. 4. Në këtë gjenerator, skajet e kornizës së përcjellësit janë të lidhura secila me unazën e vet, dhe furçat e gjeneratorit shtypen kundër unazave. Furçat mbyllen nga një qark i jashtëm përmes një llambë. Kur korniza me unaza rrotullohet në një fushë magnetike, gjeneratori do të prodhojë një rrymë alternative që ndryshon në madhësi dhe drejtim çdo gjysmë rrotullimi. Kjo rrymë alternative quhet njëfazore. Në teknologji, gjeneratorët e tre-