Електрически ток, източници на електрически ток: определение и същност

От курса на физиката всеки знае, че електрически ток означава насочено разпореждане на частици, които носят заряд. За да го произведе, в проводника се образува електрическо поле. Същото е необходимо, за да продължи електрическият ток да съществува дълго време.

• статично;
• химически;
• механично;
• полупроводници.

Във всяка от тях се извършва работа, където разделените частици са разделени, т.е. се създава електрическото поле на източника на ток. Когато са отделени, те се натрупват в полюсите, на местата, където са свързани проводниците. Когато полюсите са свързани чрез проводник, частиците с заряд започват да се движат и се образува електрически ток.

Източници на електрически ток: изобретение на електрическа машина

До средата на седемнадесети век, за да се получи електрически ток, се изискваше много усилия. В същото време все повече учени, които се занимават с този проблем. А Ото фон Гьорик изобретил първата електрическа кола в света. В един експеримент със сяра той се разтопи в куха стъклена топка, втвърди и разби стъклото. Герайк укрепи топката, за да може тя да бъде усукана. Завъртайки го и притискайки парче кожа, той получи искра. Това триене очевидно облекчи краткосрочния прием на електроенергия. Но по-трудните проблеми бяха решени само с по-нататъшното развитие на науката.

Проблемът беше, че обвиненията на Герика бързо изчезнаха. За да се увеличи продължителността на зареждането, тялото се поставя в затворени съдове (стъклени бутилки) и водата с гвоздей, действаща като електрируем материал. Експериментът е оптимизиран, когато бутилката от двете страни е покрита с проводящ материал (напр. Фолио). В резултат на това осъзнахме, че можем да направим без вода.

Жаба крака като източник на ток

Друг начин да се получи електричество беше открит за пръв път от Луиджи Галвани. Като биолог той работи в лаборатория, където експериментира с електричество. Той видя, че една мъртва жаба пресече крака си, когато беше развълнувана от искра от колата. Но един ден един и същ ефект беше постигнат случайно, когато ученият го докосна с стоманен скалпел.

Започна да търси причините за появата на електрически ток. Източници на електрически ток, според окончателното му заключение, са били в тъканите на жаба.

Друг италианец Алесандро Волта доказва несъответствието на "жабата" характер на появата на тока. Наблюдава се, че най-големият ток се появява, когато мед и цинк се добавят към разтвор на сярна киселина. Тази комбинация се нарича галваничен или химически елемент.

Но използването на такъв инструмент за производство на ЕМП би било твърде скъпо. Следователно, учените са работили по друг механичен начин за добиване на електрическа енергия.

Как е организиран конвенционалният генератор?

В началото на деветнадесети век G.Kh. Оерстед открива, че тъй като токът преминава през проводника, се появява поле с магнитен произход. Малко по-късно Фарадей открил, че когато пресича линиите на силата на това поле, EMF се индуцира в проводника, което предизвиква ток. EMF варира в зависимост от скоростта на движение и самите проводници, както и от силата на полето. При пресичането на сто милиона линии на сила в секунда индуцираният ЕМФ стана равен на един волт. Ясно е, че ръчното поведение в магнитно поле не е в състояние да генерира голям електрически ток. Източници на електрически ток от този вид се проявяват много по-ефективно с намотката на телта върху голяма бобина или я произвеждат под формата на барабан. Сондата е монтирана на вала между магнита и въртящата се вода или пара. Такъв механичен източник на ток е присъщ на конвенционалните генератори.

Великата Тесла

Един гениален учен от Сърбия Никола Тесла, отдаден на електричество, направи много открития, които използваме днес. Многофазен електрически машини, асинхронни електродвигатели, пренос на енергия чрез многофазен променлив ток - това не е целият списък на изобретенията на великия учен.

Мнозина са сигурни, че феноменът в Сибир, наречен метеорит на Тунгуска, всъщност е причинил Тесла. Но вероятно една от най-загадъчните изобретения е трансформатор, който може да получи напрежение до петнадесет милиона волта. Необичайно е както устройството му, така и изчисленията, които не са законно известни. Но в онези дни те започнаха да разработват вакуумна технология, в която нямаше никакви неясноти. Ето защо изобретяването на учения за забравеното време.

Но днес, с настъпването на теоретичната физика, неговата работа отново възроди интерес. Етерът е признат за газ, за ​​който се прилагат всички закони на газовата механика. Именно оттам Великият Тесла привлече енергия. Струва си да се отбележи, че етерната теория е била много често срещана в миналото сред много учени. Едва с появата на STR - специалната теория на относителността на Айнщайн, в която той опровергава съществуването на етера - беше забравена, въпреки че общата теория, формулирана по-късно, не го оспорваше като такова.

Но засега, нека да разгледаме по-подробно електрическия ток и устройствата, които днес са повсеместни.

Разработване на технически средства - източници на ток

Такива устройства служат за преобразуване на различна енергия в електрическа енергия. Въпреки факта, че физически и химически методи за получаване на електрическа енергия са открити отдавна, те се разпространяват навсякъде само от втората половина на двадесети век, когато радиоелектрониката започна да се развива бързо. Първоначалните пет галванични двойки бяха запълнени с още 25 вида. Теоретично галваничните двойки могат да бъдат няколко хиляди, тъй като свободната енергия може да бъде реализирана на всеки окислител и редуктор.

Физически източници на ток

Физическите източници на ток започнаха да се развиват малко по-късно. Съвременната технология налага все по-строги изисквания, а индустриалните топло- и термионни генератори успешно се справят с нарастващите задачи. Физическите източници на ток са устройства, в които топлинната, електромагнитната, механичната и енергията на радиационната радиация и ядреното разпадане се трансформират в електрически. В допълнение към горното, те включват и електрически, MHD генератори, както и служители за преобразуването на слънчевата радиация и атомното разпадане.

За да не изчезне електрическият ток в проводника, е необходим външен източник за поддържане на потенциалната разлика в края на проводника. За да направите това, има някои източници на енергия, които имат някои електромоторна сила да се създаде и поддържа потенциална разлика. ЕМФ на източника на електрически ток се измерва чрез извършената работа при пренасянето на плюс заряда през цялата затворена верига.

Съпротивлението в текущия източник го характеризира количествено, определяйки количеството загуба на енергия, докато преминава през източника.

Силата и ефективността са равни на съотношението на напрежението във външната електрическа верига към ЕМП.

Химически източници на ток

Източник на химически ток в електрическата верига на ЕМП е устройство, в което енергията на химичните реакции се превръща в електрически реакции.

Тя се основава на два електрода: отрицателно зареден редуктор и положително зареден окислител, който контактува с електролита. Между електродите има потенциална разлика, ЕМП.

В съвременните устройства често се използват:

• като редуктор - олово, кадмий, цинк и други;
• окислител - никелов хидроксид, оловен оксид, манган и други;
• електролити - разтвори на киселини, алкали или соли.

Широко използваните сухи елементи от цинк и манган. Вземете съд от цинк (с отрицателен електрод). Вътре поставете положителен електрод със смес от манганов диоксид и въглища или графитен прах, които намаляват съпротивлението. Електролитът е паста от амоняк, нишесте и други съставки.

Акумулаторът на киселинни олово е най-често вторичен източник на химически ток в електрическа верига, която има висока мощност, стабилно функционира и има ниска цена. Батериите от този вид се използват в различни области. Те често се предпочитат за стартерни батерии, които са особено ценни за автомобили, където те обикновено са монополисти.

Друга обща батерия се състои от желязо (анод), никелов оксид (катод) хидрат и електролит - воден разтвор на калий или натрий. Активният материал е разположен в стоманени никелирани тръби.

Употребата на този вид намалява след пожар в завода Едисон през 1914 г. Ако обаче сравним характеристиките на първия и втория вид батерии, се оказва, че работата на желязо-никела може да бъде няколко пъти по-дълга от оловно-киселинната.

Генератори на алтернативни токови и алтернативни токове

Генераторите са устройства, които са насочени към превръщането на механичната енергия в електрическа енергия.

Най-простият генератор на постоянен ток може да бъде представена като рамка на проводник, който е поставен между магнитните полюси, а краищата са свързани с изолирани секции (колектор). За да работи устройството, е необходимо да се осигури завъртане на рамката с колектора. Тогава ще предизвика електрически ток, който променя посоката си под въздействието на магнитни линии на сила. Във външната верига той ще отиде в една посока. Оказва се, че колекторът ще изправи променливия ток, който се получава от рамката. За да се постигне постоянен ток, колекторът е направен от тридесет и шест или повече плочи, а проводникът се състои от множество рамки под формата на котвена намотка.

Помислете за целта на източника на ток в електрическата верига. Ще разберем какви други източници на ток съществуват.

Електрическа верига: електрическа текущ, настоящ, източник на ток

Електрическата верига се състои от източник на ток, който заедно с други обекти създава път за тока. И концепциите за ЕМП, ток и напрежение разкриват, че се извършват едновременно електромагнитни процеси.

Най-просто електрическата верига се състои от източник на ток (батерия, електрохимична клетка генератор, и т.н.), потребители на енергия (електрически нагреватели, електрически мотори и други), и проводниците, свързващи клеми на източника на напрежение и потребителя.

Електрическата верига има вътрешни (източник на електричество) и външни (проводници, превключватели и ножови превключватели, измервателни уреди).

Тя ще работи и ще има положителна стойност само ако е осигурена затворена верига. Всяко счупване причинява течността да спре да тече.

Електрическата верига се състои от източник на ток под формата на галванични клетки, електроакумулатори, електромеханични и термоелектрически генератори, фотоклетки и т.н.

Електрическите приемници са електрически мотори, които преобразуват енергията в механични, осветителни и отоплителни устройства, електролизни инсталации и т.н.

Спомагателното оборудване е апаратите за включване и изключване, измервателните устройства и защитните механизми.

Всички компоненти са разделени на:

• активна (където електрическата верига се състои от източник на електрически ток, електрически двигатели, батерии и т.н.);
• Пасивни (които включват електрически приемници и свързващи кабели).

Веригата може да бъде и:

• линейна, където съпротивлението на елемента винаги се характеризира с права линия;
• Нелинейни, където съпротивлението зависи от напрежението или тока.

Тук е най-простата схема, в която са включени източник на ток, ключ, електрическа лампа, реостат.

Въпреки широко разпространената широкомащабна употреба на такива технически средства, особено през последните години, хората задават все повече и повече въпроси относно инсталирането на алтернативни източници на енергия.

Разнообразие от източници на електроенергия

Какви източници на електрически ток все още съществуват? Това не е само слънцето, вятъра, земята и приливите. Те вече са станали така наречените официални алтернативни източници на електроенергия.

Трябва да кажа, че има много алтернативни източници. Те не са често срещани, защото все още не са практични и удобни. Но кой знае, може би бъдещето ще бъде точно зад тях.

Така че, електрическата енергия може да бъде получена от солена вода. В Норвегия вече е създадена електроцентрала, която използва тази технология.

Електрическите станции могат да работят и с горивни клетки с електролит от твърди оксиди.

Известни пиезоелектрични генератори получават енергия чрез кинетичната енергия (вече съществува с такава технология тротоари, неравности, турникети и дори танц етажа).

Има и нано-генератори, които са насочени към превръщането на енергията в човешкото тяло в електрическа.

Какво можете да кажете за водораслите, че отопление на жилища, футболни мечове, генериране на електричество, велосипеди, електронни устройства могат да се зареждат, а дори и нарязани хартия, използвани като източник на енергия?

Големи перспективи, разбира се, принадлежат на развитието на вулканичната енергия.

Всичко това е реалността днес, на която работят учените. Възможно е някои от тях скоро да станат напълно познати явления, като електричеството в домовете днес.

Или може би някой ще разкрие тайните на учения Никола Тесла и човечеството ще може лесно да получава електроенергия от въздуха?