Rafstraumur, uppsprettur rafstraums: skilgreining og kjarni

Frá eðlisfræði, allir vita að rafstraumur þýðir beinskipt hreyfingu agna sem bera hleðslu. Til að framleiða það myndar rafmagnsvettvangur í leiðara. Sama er nauðsynlegt til þess að rafstraumurinn sé áfram í langan tíma.

Heimildir rafstraumar geta verið:

• Static;
• Chemical;
• Vélrænni;
• Hálfleiðari.

Í hverju þeirra er unnið að því, þar sem mismunandi álagaðar agnir eru aðskilin, það er að rafmagnsvettvangur núverandi uppspretta er búinn til. Aðskilja, safnast þau við stöngunum, á þeim stöðum sem leiðararnir eru tengdir við. Þegar stöngin eru tengd af leiðara, byrjar agnir með hleðslu og rafstraumur myndast.

Heimildir rafstraumur: uppfinning rafmagnsvéla

Þangað til um miðjan sjöunda öld var mikil vinna að því að fá rafstraum. Á sama tíma vaxandi fjöldi vísindamanna sem fjalla um þetta mál. Og Otto von Guericke fannst fyrsti rafknúin heimsins. Í einni tilraun með brennisteini, bráðnaði það í holu glerkúlu, styrkti og brotnaði glerinu. Gerike styrkti boltann þannig að það gæti verið brenglað. Snúðu því og ýttu á stykki af leðri, hann fékk neisti. Þessi núning auðveldaði verulega skammtíma kvittun raforku. En erfiðara vandamál voru aðeins leyst með frekari þróun vísinda.

Vandamálið var að gjöld Gerica fljótt hverfa. Til að auka lengd hleðslunnar voru líkamarnir settir í lokaðar skip (glerflöskur) og rafmagnsefnið var vatn með nagli. Tilraunin var bjartsýni þegar flöskan á báðum hliðum var þakin leiðandi efni (filmu blöð, til dæmis). Þar af leiðandi sáum við að við gætum gert án vatns.

Froskur fætur sem uppspretta núverandi

Önnur leið til að fá rafmagn var fyrst uppgötvað af Luigi Galvani. Sem líffræðingur starfaði hann í rannsóknarstofu þar sem hann reyndi að prófa rafmagn. Hann sá dauða froskur skera fótinn þegar það var spennt með neisti úr bílnum. En einn daginn náðist sama árangur fyrir slysni, þegar vísindamaðurinn snerti það með stálskalpel.

Hann byrjaði að leita að ástæðunum fyrir útliti rafstraums. Heimildir rafstraums, samkvæmt endanlegri niðurstöðu hans, voru í vefjum froskur.

Annar ítalska, Alessandro Volta, sýndi ósamræmi við "froskur" eðli núverandi. Það kom fram að mesta straumurinn birtist þegar kopar og sink voru bætt við lausn brennisteinssýru. Þessi samsetning er kölluð galvanísk eða efnafræðileg þáttur.

En notkun slíks tól til að búa til EMF væri of dýrt. Þess vegna unnu vísindamenn á annan, vélrænan hátt til að draga úr raforku.

Hvernig er venjulegur rafall raðað?

Í upphafi nítjándu aldar G.H. Oersted uppgötvaði að þegar núverandi stóð í gegnum hljómsveitina birtist sviði segulsviðs. Litla seinna, Faraday uppgötvaði að þegar marklínur fara yfir þetta sviði, er EMF valdið í leiðara, sem veldur straumi. EMF er breytilegt eftir hraða hreyfingarinnar og leiðara sjálfum, sem og á sviði styrkleikans. Við yfir hundrað milljónir lína af völdum á sekúndu varð völdum EMF jafnt einum Volt. Ljóst er að handvirk leiðsla á segulsviði er ekki hægt að framleiða stóra rafstraum. Uppsprettur rafstraumsins af þessu tagi sýndu sig miklu betur með því að vinda vírið á stórum spólu eða framleiða það í formi tromma. Spólan var sett á skaftið milli segulsins og snúningsvatnsins eða gufunnar. Slík vélrænni núverandi uppspretta felst í hefðbundnum rafala.

Great Tesla

Gagnrýninn vísindamaður frá Serbíu Nikola Tesla, sem hefur helgað líf sitt til rafmagns, hefur gert margar uppgötvanir, sem við notum í dag. Fjölfasa rafmagnsvélar , ósamstilltur rafmótorar, aflgjafi með fjölfasa AC eru ekki allar uppfinningar hins mikla vísindamanns.

Margir eru viss um að fyrirbæri í Síberíu, sem kallast Tunguska-meteorítið, hafi í raun valdið Tesla. En sennilega er eitt af dularfulla uppfinningunum spennandi sem getur fengið spennu allt að fimmtán milljón volt. Óvenjulegt er bæði tækið og útreikningar sem ekki eru löglega þekktar. En á þeim dögum tóku þeir að þróa tómarúmartækni, þar sem engar tvísýnir voru. Þess vegna gleymdi uppfinningin vísindamannsins um tíma.

En í dag, með tilkomu fræðilegra eðlisfræði, endurnýtti verk hans aftur áhuga. Eterinn var viðurkennt sem gas, sem öll lög um vélvirkni gas eiga við. Það var þarna frá því að mikill Tesla dró orku. Það er athyglisvert að eterfræðingurinn var mjög algengur í fortíðinni meðal margra vísindamanna. Aðeins með tilkomu STR - sérstaka kenningar um afstæðiskenningu Einsteins, þar sem hann neitaði eterveru - var gleymt, þrátt fyrir að almennar kenningar sem mótuðust síðar hafi ekki áskorun hann sem slík.

En fyrir nú, skulum við dvelja í smáatriðum um rafstrauminn og tæki sem eru alls staðar nálægar í dag.

Þróun tækjabúnaðar - núverandi heimildir

Slík tæki þjóna til að breyta mismunandi orku í raforku. Þrátt fyrir þá staðreynd að líkamleg og efnafræðileg aðferðir við að afla raforku voru uppgötvaðir fyrir löngu, voru þær víða dreift aðeins á seinni hluta tuttugustu aldarinnar, þegar útvarpstækni byrjaði að þróast hratt. Fyrstu fimm galvanic pörin voru endurnýjuð með 25 fleiri gerðum. Fræðilega séð geta galvanic pörin numið nokkur þúsund, þar sem frjáls orka er hægt að veruleika á hvaða oxunarefni og leysiefni sem er.

Líkamleg uppspretta núverandi

Líkamleg uppspretta núverandi byrjaði að þróast aðeins seinna. Nútíma tækni gerði sífellt strangari kröfur, og iðnaðar hitastig og hitauppstreymi rafala tókst að takast á við vaxandi verkefni. Líkamlegir uppsprettur núverandi eru tæki þar sem hitauppstreymi, rafsegulsvið, vélbúnaður og orka geislunargeislunar og kjarnaáfall er breytt í rafmagn. Til viðbótar við ofangreint, þá eru þau einnig rafmagns, MHD rafala, svo og starfsmenn til að umbreyta sól geislun og atomic rotnun.

Til þess að rafstraumurinn í hljómsveitinni hverfi ekki, þarf ytri uppspretta til að viðhalda mögulegum munum í endum leiðarans. Til að gera þetta eru orkugjafar sem hafa einhverja rafmagnsveldi til að búa til og viðhalda mögulegum munum. The EMF af the uppspretta af rafstraumi er mælt með því sem unnið er þegar borið er plús hleðslu í gegnum allt lokað hringrás.

Viðnámin í núverandi uppsprettu einkennir það magnið og ákvarðar magn orkutaps eins og það fer í gegnum uppsprettuna.

Afl og skilvirkni eru jöfn hlutfalli spennunnar í ytri rafrásirnar við EMF.

Efnafræðilegar heimildir núverandi

Efnafræðilegur uppspretta núverandi í rafmagnsrásinni á EMF er tæki þar sem orka efnahvarfa er breytt í rafvirkni.

Hún er byggð á tveimur rafskautum: neikvætt hlaðin afoxunarefni og jákvætt hleðst oxandi efni sem snertir raflausnina. Milli rafskautanna er hugsanlegur munur, EMF.

Í nútíma tækjum sem notuð eru oft:

• Sem afoxandi efni - blý, kadmíum, sink og aðrir;
• Oxidizer - nikkelhýdroxíð, blýoxíð, mangan og aðrir;
• Rafrolyt - lausnir af sýrum, basa eða söltum.

Víðtækir þurrir þættir úr sink og mangan. Taktu skip af sinki (með neikvæðu rafskauti). Inni, settu jákvæða rafskaut með blöndu af mangandíoxíði með kol eða grafítdufti, sem dregur úr viðnáminu. Raflausnin er líma af ammoníaki, sterkju og öðrum innihaldsefnum.

Súrblýasöfnunartæki er oftast efnafræðilegur straumur í rafrásum sem hefur mikla afl, stably rekur og hefur litla kostnað. Rafhlöður af þessu tagi eru notaðar á ýmsum sviðum. Þau eru oft valin fyrir rafhlöður í byrjun, sem eru sérstaklega mikilvæg fyrir bíla, þar sem þeir eru almennt einkafyrirtæki.

Annar sameiginlegur rafhlaða samanstendur af járni (anode), nikkeloxíð (katódíhýdrat) og raflausn - vatnslausn af kalíum eða natríum. Virka efnið er komið fyrir í nikkelhúðuðum stálum.

Notkun þessa tegunda lækkaði eftir eldi á Edison álverinu árið 1914. Hins vegar, ef þú bera saman einkenni fyrstu og annars konar rafhlöðu, kemur í ljós að rekstur járn-nikkel getur verið nokkrum sinnum lengri en blýsýru.

AC og DC alternators

Rafalar eru tæki sem miða að því að breyta vélrænni orku í raforku.

Einfaldasta DC rafall er hægt að tákna sem ramma úr leiðara, sem var settur á milli segulmagnaðir, og endarnir voru tengdir einangruðum hylkjum (safnari). Til þess að tækið geti virkað er nauðsynlegt að tryggja snúning rammans við safnara. Þá mun það örva rafstraum, breyta stefnu sinni undir áhrifum segulmagnaðir styrklína. Í ytri keðjunni mun hann fara í eina átt. Það kemur í ljós að safnari mun laga skiptisstrauminn, sem er framleiddur af rammanum. Til að ná stöðugu straumi er safnari búinn til þrjátíu og sex eða fleiri plötum, og leiðari samanstendur af mörgum ramma í formi armleggssveiflu.

Íhuga tilgang núverandi straums í rafrásinni. Við munum finna út hvaða aðrar heimildir núverandi eru.

Rafrásir: núverandi, núverandi, núverandi uppspretta

Rafrásin samanstendur af núverandi uppsprettu sem, ásamt öðrum hlutum, skapar leið fyrir núverandi. Og hugtök EMF, núverandi og spennu sýna rafsegulsvið sem fara fram á sama tíma.

Einfaldasta rafrásin samanstendur af núverandi uppspretta (rafhlöðu, galvanic cell, rafall, osfrv.), Orkuframleiðendur (rafmagns hitari, rafhreyflar osfrv.), Svo og vír sem tengja spjöld spennuupptökunnar og neytenda.

Rafrásin hefur innri (aflgjafa) og ytri (vír, rofa og hníf rofa, mælitæki) hlutar.

Það mun virka og hafa jákvætt gildi ef lokað hringrás er veitt. Allir brotin veldur því að núverandi að hætta að flæða.

Rafrásin samanstendur af núverandi uppspretta í formi galvanískra frumna, rafhlaðara, rafmagni og hitafræðilegra rafala, ljósafla og svo framvegis.

Rafmagns móttakarar eru rafmótorar sem umbreyta orku í vélrænni, lýsingu og hitunartæki, rafgreiningarverksmiðjur og svo framvegis.

Viðbótarbúnaðurinn er búnaðurinn til að kveikja og slökkva á, mælitækjum og hlífðarbúnaði.

Allir íhlutir eru skipt í:

• Virk (þar sem rafrásirnir samanstanda af rafstraumi, rafmótorum, rafhlöðum osfrv.);
• Hlutlaus (sem felur í sér rafmagnstæki og tengingarnúmer).

Keðjan getur líka verið:

• Línulegt, þar sem mótstöðu frumefnisins er alltaf einkennist af beinni línu;
• Ólínuleg, þar sem viðnám fer eftir spennu eða straumi.

Hér er einfaldasta kerfið, þar sem núverandi uppspretta, lykill, rafmagns lampi, rheostat er innifalinn í hringrásinni.

Þrátt fyrir víðtæka notkun slíkra tækjabúnaðar, einkum á undanförnum árum, er fólk í auknum mæli að spyrja sig um uppsetningu annarra orkugjafa.

Fjölbreytni rafmagnsgjafa

Hvaða heimildir um rafstraum eru enn til? Þetta er ekki aðeins sólin, vindurinn, jörðin og tímarnir. Þeir hafa nú þegar orðið svokallaðar opinberir orkugjafar.

Ég verð að segja að það eru margar aðrar heimildir. Þau eru ekki algeng, því þau eru ekki enn hagnýt og þægileg. En, hver veit, kannski framtíðin verður bara á bak við þá.

Svo er hægt að fá rafmagn frá saltvatni. Í Noregi hefur virkjun verið stofnuð sem notar þessa tækni.

Rafstöðvar geta einnig starfrækt á eldsneyti frumum með solid oxíð raflausn.

Piezoelectric rafala sem vitað er að fá orku vegna hreyfigetu eru þekktar (gönguleiðir, lögreglumenn, sveiflur og jafnvel dansgólf eru þegar til staðar með þessari tækni).

Það eru einnig nano-rafala, sem miða að því að breyta orku í mannslíkamanum í rafmagn.

Og hvað um þörungar sem hýsa eru hituð, fótbolta sverð sem mynda rafmagn, reiðhjól sem geta ákæra græjur og jafnvel fínt hakkað pappír notuð sem uppspretta núverandi?

Auðvitað, mikið horfur tilheyra þróun eldgos.

Allt þetta er raunveruleiki í dag, þar sem vísindamenn vinna. Það er mögulegt að sumir þeirra verði mjög fljótlega algengir fyrirbæri, eins og rafmagn á heimilum í dag.

Kannski mun einhver birta leyndarmál vísindamannsins Nikola Tesla, og mannkynið mun auðveldlega geta fengið rafmagn úr loftinu?